CN113509607A - 肺动脉高压心脏混合造影辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，包括开关电源、单片机模块、超声波流量检测器、注射器、电动四通阀、壳体，还具有驱动设备、电动锁紧机构、收集袋；驱动设备包括安装在一起的电机减速机构、主动及从动齿轮和凸轮轴，注射器位于壳体的下端内部，注射器出液口和电动四通阀进液端口连接，电动四通阀其中一个出液端口和收集袋进液端口连接，电动阀四通阀另一个出液端口和超声波流量检测器进液端口连接，超声波流量检测器出液端口和输液针头进液端连接；超声波流量检测器安装在电动锁紧机构上端；开关电源、单片机模块安装在元件盒内并和超声波流量检测器、电机减速机构、电动锁紧机构、电动四通阀电性连接。本发明给医护人员带来了便利。

Description

肺动脉高压心脏混合造影辅助装置

技术领域

本发明涉及医用造影辅助设备技术领域，特别是一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置。

背景技术

肺动脉及心血管造影检查由于检测效果直观有效，是肺动脉及心脏动脉病变检查判断的金标准。在检查中，医护检查人员通过注射器等为病人动脉内注入显影剂及生理盐水，然后通过X光显示设备显示病人的肺部或心脏动脉部位血流情况，进而得出病人的病情。现有技术中，为病人动脉注入显影剂及生理盐水等都是通过人为方式进行操作，人为操作会给检测的医护人员带来极大不便，因此其应用还存在较大局限性。基于上述，提供一种能自动为病人动脉内注入显影剂及生理盐水的装置显得尤为必要。

发明内容

为了克服现有肺动脉及心血管造影中是通过医护人员为病人动脉注入显影剂及生理盐水，会给医护人员带来不便的弊端，本发明提供了在相关机构及电路共同作用下能自动为病人的动脉内注入显影剂和生理盐水，由此给医护人员带来了便利，且保证了造影剂及生理盐水注射效果的一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，包括开关电源、单片机模块、超声波流量检测器、注射器、电动四通阀、壳体，其特征在于还具有驱动设备、电动锁紧机构、收集袋；所述驱动设备包括电机减速机构、主动齿轮、从动齿轮和凸轮轴，主动齿轮安装在电机减速机构的动力输出轴上，电机减速机构安装在壳体内上一侧端，从动齿轮套安装在凸轮轴的一侧端，凸轮轴安装在壳体内上端；所述注射器至少有两只，两只注射器分别卡在壳体的下端内部；所述两只注射器和电动四通阀的两个进液端口分别连接，电动四通阀的其中一个出液端口和收集袋的进液端口连接，电动阀四通阀的另一个出液端口和超声波流量检测器的进液端口连接，超声波流量检测器的出液端口和输液针头的进液端经软管连接；所述超声波流量检测器安装在电动锁紧机构的上端；所述开关电源、单片机模块安装在元件盒内，并和超声波流量检测器、电机减速机构、电动锁紧机构、电动四通阀之间分别电性连接。

进一步地，所述主动齿轮和从动齿轮是伞型齿轮且齿数一致，主动齿轮和从动齿轮啮合。

进一步地，所述凸轮轴左右两端分别具有三个凸轮和两个凸轮，壳体内左端注射器针筒内有生理盐水，壳体内右端注射器针筒内有显影剂。

进一步地，所述开关电源是交流转直流开关电源模块；单片机模块的主控芯片型号是STC12C5A60S2。

进一步地，所述电动锁紧机构包括电机齿轮减速器、转动夹、固定夹、止流夹，转动夹安装在电机齿轮减速器的动力输出轴前，转动夹的夹板位于电机齿轮减速器的前右端，固定夹安装在电机齿轮减速器的壳体前左端，转动夹、固定夹的中部是开放式结构，止流夹左右两端分别套在转动夹、固定夹中部的槽内，止流夹的上端及下端中部各有一个开孔，和超声波流量检测器的出液端口、输液针头的进液端之间连接的软管中部上下端分别位于止流夹上端及下端中部开孔内。

本发明有益效果是：本发明使用前为两只注射器内分别注入生理盐水和显影剂，工作时，单片机模块会分别控制电动四通阀、驱动设备、电动锁紧机构的工作方式。驱动设备在凸轮轴作用下，会分别先将两只注射器和电动四通阀的两个进液端口连接的软管内及输液管内空气排空，然后自动控制其中一只注射器为病人动脉内注入生理盐水、另一只注射器为病人动脉内注入显影剂、再控制其中一只注射器为病人动脉内注入生理盐水。本发明中，当驱动设备的负荷过大时(也就是输入到病人动脉内液体量相对较大、压力相对高时)，或者液体流量过大超声波流量检测器检测到后，单片机模块会暂时控制电动锁紧机构工作或驱动设备的电机停止工作，保证了液体进入病人动脉内前提下，还不会因为液体压力过高对病人带来不利影响，达到了智能化控制目的。本发明给医护人员带来了便利，且保证了造影剂及生理盐水注射效果。基于上述，本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明整体结构示意图。

图2是本发明局部结构示意图。

图3是本发明电动四通阀结构示意图。

图4是本发明两只注射器的手柄无动作状态下局部结构示意图。

图5是本发明其中一只注射器的推出内部空气状态下局部结构示意图。

图6是本发明另一只注射器的推出内部空气状态下局部结构示意图。

图7是本发明其中一只注射器的推出内部部分生理盐水状态下局部结构示意图。

图8是本发明另一只注射器的推出内部造影剂状态下局部结构示意图。

图9是本发明其中一只注射器的推出内部剩余生理盐水状态下局部结构示意图。

图10是本发明电动锁紧机构、超声波流量检测器之间及局部放大结构示意图。

图11是本发明电路图。

具体实施方式

图1、2、3、5、6、7、8、9、10中所示，一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，包括开关电源1、单片机模块2、超声波流量检测器3、注射器4、电动四通阀5、壳体6，还具有驱动设备、电动锁紧机构、收集袋8；所述驱动设备包括电机减速机构71、主动齿轮72、从动齿轮73和凸轮轴74，主动齿轮72紧套安装在电机减速机构71的动力输出轴上，电机减速机构71安装在壳体6内上右侧端，从动齿轮72紧套安装在凸轮轴74的右侧端，凸轮轴74横向安装在壳体6内上端中部；所述壳体6的下端内部有两个凹槽，注射器4有两只，两只注射器4分别卡在两个凹槽内，壳体6下部上配套有一个通过卡接方式安装的活动盖61；所述两只注射器4的出液口和电动四通阀5的两个进液端口分别经软管套入连接，电动四通阀5的其中一个出液端口和收集袋8的进液端口经软管套入连接，电动阀四通阀5的另一个出液端口和超声波流量检测器3的进液端口经软管套入连接，超声波流量检测器3的出液端口和输液针头(注射针头)的进液端(输液管)经软管连接；所述超声波流量检测器3安装在电动锁紧机构9的上端；所述开关电源1、单片机模块2安装在元件盒10内电路板上。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10中所示，凸轮轴74的轴杆左右两侧分别位于壳体6上左右两侧中部的轴孔内，主动齿轮72和从动齿轮73是伞型齿轮且齿数一致，主动齿轮72和从动齿轮73啮合，壳体6上端是圆形结构其内径大于凸轮轴74上五个凸轮741的外径。凸轮轴74左右两端分别具有三个凸轮741和两个凸轮741，凸轮轴74左端具有三个错位的凸轮741，凸轮轴74右端具有两个错位的凸轮742，凸轮轴左端三个凸轮741组成的左右间距小于壳体内左端注射器手柄41的左右横向长度，凸轮轴74右端两个凸轮741组成的左右间距小于壳体内右端注射器手柄41的左右横向长度，壳体6内凹槽的内径略大于两只注射器的针筒42外径，壳体6内左端注射器针筒42内有生理盐水，壳体内右端注射器针筒42内有显影剂。凸轮轴74左右两组凸轮的最大长度尺寸各自呈递增状态分布，且左右两组凸轮的长度方向一一交错排列设置。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10、11中所示，开关电源A1是型号220V/12V/50W的交流220V转直流12V开关电源模块成品；超声波流量检测器A3是型号FD-X的夹钳式流量传感器成品、其具有两个电源输入端1及2脚一个信号输出端3脚，液体从进液端流入、出液端输出时，流量越大输出的信号电流越高、反之越低；注射器4是普通医用注射器。单片机模块A2的主控芯片型号是STC12C5A60S2，单片机模块A2具有两个电源输入端1及2脚、两路信号输入端3及4脚、三路电源输出端5及6、7、8脚，两路信号输入端3及4脚前各串联有一只取样电阻R1、R2，工作时3路电源输出端5及6、7、8脚能分别控制电动锁紧机构M2、电动四通阀M1、电机减速机构M3工作，第一路信号输入端3脚输入的信号电压高于一定时，第三路电源输出端8脚会停止输出电源到电机减速机构M3，第二路信号输入端4脚输入的信号电压高于一定时，第一路电源输出端5及6脚会输出一定时间电源到电动锁紧机构M2的电源输入端。驱动设备的电机减速机构M3是型号12V/20W的同轴电机齿轮减速器成品，电机减速机构M3工作时电机输出的动力被电机减速机构M3的外壳内多级减速齿轮减速增加扭矩后从动力输出轴输出；电动四通阀5其配套的电机减速设备M1是型号12V/10W的同轴电机齿轮减速器成品，电机减速设备M1工作时电机输出的动力被电机减速设备M1的外壳内多级减速齿轮减速增加扭矩后从动力输出轴输出，动力输出轴带动阀芯转动。电动锁紧机构包括电机齿轮减速器91、转动夹92、固定夹93、止流夹94，转动夹92上左部安装在电机齿轮减速器91的动力输出轴前，转动夹92的下右部夹板921位于电机齿轮减速器91的前右端中部，固定夹93安装在电机齿轮减速器91的壳体前左端中部，转动夹92、固定夹93的内中部是开放式结构，止流夹94左右两端分别套在转动夹92、固定夹93中部的槽内，止流夹94的上端及下端中部各有一个开孔941，和超声波流量检测器3的出液端口、输液针头的进液端之间连接的软管12中部上下端分别位于止流夹上端及下端中部开孔内，止流夹94采用具有一定弹性的塑料材料制成，止流夹94的中部左右端之间间隔一定间距、且间距大于软管12的外径，电机齿轮减速器91(M2)是型号12V/10W的同轴电机齿轮减速器成品，电机齿轮减速器91工作时电机输出的动力被电机齿轮减速器91的外壳内多级减速齿轮减速增加扭矩后从动力输出轴输出，动力输出轴带动转动夹92转动。收集袋8是密封式结构其上端中部有一个进液端口，通过插入方式和电动四通阀5的其中一个出液端口连接。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10、11中所示，开关电源A1的电源输入端1及2脚和交流220V电源两极分别经导线连接，开关电源A1的电源输出端3及4脚和单片机模块A2的电源输入两端1及2脚、超声波流量检测器A3的电源输入两端1及2脚分别经导线连接；单片机模块A2的三路电源输出端8及2脚、5及6脚、7及2脚脚和电机减速机构M3、电动锁紧机构的电机齿轮减速器M2、电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端分别经导线连接，超声波流量检测器A3的信号输出端3脚、电机减速机构M3的正极电源输入端和单片机模块A2的两路信号输入端电阻R2、R1另一端之间分别经导线连接。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10、11中所示，本发明使用前，医护人员取开壳体的活动盖61，然后从壳体内取出两只注射器4(两只注射器4和电动四通阀5连接的软管取下)，分别为两只注射器4内抽入生理盐水和造影剂，接着把两只注射器4放入壳体6内盖好活动盖61后、将两只注射器4的出液端和电动四通阀5的两个进液端经软管连接好后就可进入液体注入病人动脉流程。220V交流电源进入开关电源A1的1及2脚后，开关电源A1在其内部电路作用下3及4脚会输出稳定的12V直流电源进入单片机模块A2及超声波流量检测器A3的电源输入两端，于是，单片机模块A2及超声波流量传感器A3处于得电工作状态。单片机模块A2得电工作后，8及2脚会输出电源进入电机减速机构M3的电源输入端，于是电机减速机构M3得电工作其动力输出轴经主动齿轮72带动从动齿轮73转动、并带动凸轮轴74转动，进而凸轮轴74上左右分布的五个凸轮741同步随凸轮轴74转动。单片机模块A2得电工作后其7及2脚会先输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端，于是，电动四通阀5的电机齿轮减速器M1得电工作一段时间其阀芯转动一定角度一个进液端和一个出液端连通。电机减速机构M3得电工作，凸轮轴74带动凸轮741转动的同时，凸轮轴74左端右部第三个凸轮741会转动一定角度后顶住其中一只注射器4的手柄41进而将其中一只注射器4和电动四通阀5的另一个进液端口连接的软管内及输液管内空气排空(空气经由软管、超声波流量检测器3、输液管针头排出)。单片机模块A2得电工作后其7及2脚输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端后，间隔3秒钟后，单片机模块A2其7及2脚再次输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端，于是，电动四通阀5的电机齿轮减速器M1再次得电工作一段时间，其阀芯转动一定角度，使另一个进液端和另一个出液端连通；此刻电机减速机构M3继续得电工作，凸轮轴74带动凸轮741转动，凸轮轴74右端右部第二个凸轮741会转动一定角度后顶住另一只注射器4的手柄41进而将另一只注射器4和电动四通阀5的其中一个进液端口连接的软管内空气排空到收集袋8内(同时另一只注射器内遗漏的造影剂流入到收集袋8内，防止造影剂流出而造成污染)。单片机模块A2的7及2脚再次输出2秒钟电源后会停止一段时间数据输出电源，此刻医护人员将输液管针头插入病人动脉内(医护人员将注射针头按照规范插入病人动脉内进行造影显示)，然后医护人员按下单片机模块A2的暂停起动按键，单片机模块A2的7及2脚会再次输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端，于是，电动四通阀5的电机齿轮减速器M1得电工作一段时间，其阀芯转动一定角度，使连通装有生理盐水的注射器4的进液端和连接超声波流量检测器3的出液端连通，同时，电机减速机构M3同步得电工作带动凸轮轴74转动，凸轮轴74左端中部第二个凸轮741转动一定角度后顶住其中一只注射器4的手柄41进而将其中一只注射器4内部的生理盐水一部分经四通阀、超声波流量检测器A3的进液端及出液端输入到人体动脉内。之后，单片机模块A2的7及2脚输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端，于是，电动四通阀5的电机齿轮减速器M1得电工作一段时间，其阀芯转动一定角度，使另一个进液端和连通收集袋8的出液端连通，电机减速机构M3同步得电继续工作，使凸轮轴74右端左部的第二个凸轮741将另一只注射器4的手柄顶住进而将另一只注射器4内下部的造影剂经四通阀、超声波流量检测器A3的进液端及出液端输入到人体动脉内；最后，单片机模块A2的7及2脚输出2秒钟电源进入电动四通阀5的电机齿轮减速器M1电源输入端，于是，电动四通阀5的电机齿轮减速器M1得电工作一段时间，其阀芯转动一定角度，使连接装有生理盐水的注射器4的进液端和连接超声波流量检测器3的出液端相连通，凸轮轴74被电机减速机构M3带动继续转动，凸轮轴74左端左部第一个凸轮741转动一定角度后顶住其中一只注射器4的手柄41进而将装有生理盐水一只注射器4内部的剩余生理盐水全部经四通阀、超声波流量检测器A3的进液端及出液端输入到人体动脉内，这样就完成了全部造影需要的生理盐水及造影剂注入病人动脉内全过程。当全部生理盐水及显影剂输入到人体动脉后，单片机模块A2的8及2脚停止输出电源，那么电机减速机构M3也就会停止工作为下次使用做好准备。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10、11中所示，单片机模块A2的8及2脚输出电源进入电机减速机构M3的电源输入端，电机减速机构M3得电工作的同时，输入到电机减速机构M3的电流信号会经电阻R1降压限流进入单片机模块A2的3脚；当电机减速机构M3工作正常输入电流不大时，也就是电机减速机构经凸轮推动生理盐水、造影剂速度进入病人动脉内液体流量合适时，电机减速机构M3正极电源输入端进入单片机模块A2的3脚电流信号低于单片机模块A2的内部设定阈值(低于0.2A)，单片机模块A2的8脚保持输出电源进入电机减速机构M3的正极电源输入端，电机减速机构M3保持正常工作状态，保证经凸轮741等使造影剂、生理盐水正常进入病人动脉内。当电机减速机构工作输入电流相对大时，也就是电机减速机构经凸轮推动生理盐水、造影剂速度进入病人动脉内液体流量相对过大时(由于流量过大，液体流量受阻，电机减速机构M3的负荷会变大)，电机减速机构M3正极电源输入端进入单片机模块A2的3脚电流信号高于单片机模块A2的内部设定阈值(高于0.2A)，于是，单片机模块A2在其内部电路作用下其8脚暂时停止输出电源进入电机减速机构M3的正极电源输入端，电机减速机构M3处于失电暂时不工作状态，防止了过量造影剂、生理盐水进入病人动脉内对病人带来得不利影响。

图1、2、3、5、6、7、8、9、10、11中所示，超声波流量检测器A3得电工作后，能实时监测经注射器注入病人动脉内的造影剂及生理盐水流量，流量大时、经电阻R2降压限流输入到单片机模块A2的4脚电流信号相对高，流量小时，输入到单片机模块A2的4脚信号电压相对低。当输入到病人动脉内的液体流量合适时，进入单片机模块A2的4脚信号电流低于单片机模块A2的内部设定阈值(低于0.1A)，单片机模块A2的5及6脚不输出电源进入电动锁紧机构的电机齿轮减速器M2，液体正常流入病人的动脉内。当输入到病人动脉内的液体流量相对较大时，进入单片机模块A2的4脚信号电流高于单片机模块A2的内部设定阈值(高于0.1A)，单片机模块A2的5及6脚会输出3秒钟正负两极电源进入电动锁紧机构的电机齿轮减速器M2电源输入端，于是电机齿轮减速器M2得电工作其动力输出轴带动转动夹92顺时针转动一定角度，进而将连接超声波流量检测器和输液针头之间的软管12紧紧夹住，软管12输出液体被截止，这样保证了过量液体暂时不进入人体动脉，防止了对病人带来的不利影响。间隔2秒钟左右时间后，单片机模块A2的5及6脚输出3秒钟负正两极电源进入电动锁紧机构的电机齿轮减速器M2电源输入端，于是电机齿轮减速器M2得电工作其动力输出轴带动转动夹92逆时针转动一定角度回到初始位置，不再将连接超声波流量检测器和输液针头之间的软管12夹住，软管12输出液体又能正常进入人体动脉，通过上述，本发明保证了适量液体进入人体动脉，为病人正常造影显示提供了有力技术支撑，给医护人员带来了便利，且保证了造影剂及生理盐水注射效果。电路中，电阻R1、R2阻值是100Ω。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，包括开关电源、单片机模块、超声波流量检测器、注射器、电动四通阀、壳体，其特征在于还具有驱动设备、电动锁紧机构、收集袋；所述驱动设备包括电机减速机构、主动齿轮、从动齿轮和凸轮轴，主动齿轮安装在电机减速机构的动力输出轴上，电机减速机构安装在壳体内上一侧端，从动齿轮套安装在凸轮轴的一侧端，凸轮轴安装在壳体内上端；所述注射器至少有两只，两只注射器分别卡在壳体的下端内部；所述两只注射器和电动四通阀的两个进液端口分别连接，电动四通阀的其中一个出液端口和收集袋的进液端口连接，电动阀四通阀的另一个出液端口和超声波流量检测器的进液端口连接，超声波流量检测器的出液端口和输液针头的进液端经软管连接；所述超声波流量检测器安装在电动锁紧机构的上端；所述开关电源、单片机模块安装在元件盒内，并和超声波流量检测器、电机减速机构、电动锁紧机构、电动四通阀之间分别电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，其特征在于，主动齿轮和从动齿轮是伞型齿轮且齿数一致，主动齿轮和从动齿轮啮合。

3.根据权利要求1所述的一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，其特征在于，凸轮轴左右两端分别具有三个凸轮和两个凸轮，壳体内左端注射器针筒内有生理盐水，壳体内右端注射器针筒内有显影剂。

4.根据权利要求1所述的一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，其特征在于，开关电源是交流转直流开关电源模块；单片机模块的主控芯片型号是STC12C5A60S2。

5.根据权利要求1所述的一种肺动脉高压心脏混合造影辅助装置，其特征在于，电动锁紧机构包括电机齿轮减速器、转动夹、固定夹、止流夹，转动夹安装在电机齿轮减速器的动力输出轴前，转动夹的夹板位于电机齿轮减速器的前右端，固定夹安装在电机齿轮减速器的壳体前左端，转动夹、固定夹的中部是开放式结构，止流夹左右两端分别套在转动夹、固定夹中部的槽内，止流夹的上端及下端中部各有一个开孔，和超声波流量检测器的出液端口、输液针头的进液端之间连接的软管中部上下端分别位于止流夹上端及下端中部开孔内。

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