CN220141649U - 一种呼吸门控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种呼吸门控系统，其特征在于，包括腹部绑带、感应器、线缆和计算主机组成，所述腹部绑带可以绕着患者腹部，绑带两端固定在感应器的两侧，所述感应器内部设有应变片，通过患者呼吸对所述腹部绑带进行拉扯，从而对所述感应器内的应变片产生压力，改变所述应变片电阻，再将所述应变片的阻值数据通过线缆传输给所述计算主机，计算主机根据所述应变片阻值大小变化，判断患者是否在吸气；本实用新型通过监测患者腹部腹部截面周长的变化，配合膈肌的挤压状态及腹腔器官的位移变形状况的关联，判断患者是否在吸气，从而判断患者呼吸状态，这种方法成本低，患者依从性高，所以适合推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，具体地说是一种呼吸门控系统。
背景技术
据了解，呼吸运动是周期性和重复性的运动，胸部或腹部的器官会随着呼吸运动周期而重复地移动。因此，如果可以精确地探测呼吸运动和其随之的结果、同步的影像或放射，上述的诊断性降低和伪象、以及治疗的危险就可以避免了。
现在很多手术中都需要对患者的呼吸状态进行检测，现在常用的有两种方式，其中一种为利用人腹部的三维扫描，判断腹部是否处于膨胀状态，从而判断使用者的呼吸状态。但这个三维扫描需要的扫描仪成本较高，且容易受环境光影响。
另一种监测呼吸状态的方法为用强制通气方法迫使使用者处于吸气状态，并记录通气体积。这个方法依从性低，使用者很难适应。由于使用者可能会产生肌肉收缩反抗，导致结果不准确，所以现有技术针对患者的呼吸状态监测扔具有很大改进空间。
呼吸运动的原理是由于呼吸肌的舒张和收缩，造成胸腔有规律的扩大与缩小相交替的运动，包括吸气和呼气两个过程。参与呼吸运动的呼吸肌主要包括膈肌、肋间外肌等。当人体吸气时，膈肌与肋间外肌收缩分别使肋骨上提和膈顶部上提，引起胸腔前后、左右及上下径均增大(胸腔扩大)，肺也随之扩大，造成肺内气压下降，外部大气压大于肺内气压，外界气体进入肺部形成主动的吸气运动。当人体呼气时，膈肌和肋间外肌舒张分别使得肋骨下沉和膈顶部上升，胸骨和肋骨因为自身重力和弹性而回位，使得胸廓收缩，且肺也随之回缩，造成肺内气压上升，外部气压小于肺内气压，肺内气体排出从而形成呼气运动。
人体呼吸方式主要包括胸式呼吸与腹式呼吸两种方式，前者以肋间肌活动为主，具体表现为胸壁的起伏运动；后者以膈肌活动为主，具体表现为腹壁的起伏。正常情况下，上述两种呼吸形式同时存在。
腹壁的起伏决定了腹部截面周长的大小，腹壁的起伏主要受到膈肌的挤压、腹腔器官的位移变形和腹部肌肉收缩程度影响。当腹部肌肉处于松弛状态时，腹壁会随着膈肌向下挤压、腹腔内器官的位移变形而隆起，从而使腹部截面周长加大。
据以上分析可知，腹部截面周长加大的情况当且仅当在膈肌向下挤压且腹部肌肉处于松弛状态时发生，利用弹性绑带实时监测腹部截面周长的变化，从而与膈肌的挤压状态及腹腔器官的位移变形状况建立关联，监测患者呼吸状态。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种呼吸门控系统，以解决利用人腹部的三维扫描判断使用者的呼吸状态的方法扫描仪成本较高，容易受环境光影响，而如果采用监测呼吸状态的方法，则依从性低，使用者很难适应且由于使用者可能会产生肌肉收缩反抗，导致结果不准确的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：
一种呼吸门控系统，包括腹部绑带1、感应器2、线缆3和计算主机4组成，所述腹部绑带1可以绕着患者腹部，所述腹部绑带1两端固定在所述感应器2的两侧，所述感应器2内部设有应变片5，通过患者呼吸对所述腹部绑带1进行拉扯，从而对所述感应器2内的所述应变片5产生压力，改变所述应变片5电阻，再将所述应变片5的阻值数据通过线缆3传输给所述计算主机4，所述计算主机4根据所述应变片5阻值大小变化，判断患者呼吸状态。
所述腹部绑带1的两端设有凸字形绑带接头11，所述绑带接头11的表面上设有橡胶层，增加摩擦力，有效防止固定后滑脱。
所述感应器2包括感应器盖23和感应器底板24，左右两侧分别设有固定卡扣21和活动卡扣22，所述固定卡扣21和所述活动卡扣22都呈C字型，恰好可以将所述凸字形的所述绑带接头11卡入，所述固定卡扣21分为上固定卡扣211和下固定卡扣212，所述上固定卡扣211和所述感应器盖23固定连接，所述下固定卡扣212和所述感应器底板24固定连接，所述感应器盖23靠近所述活动卡扣22的一侧留有一卡扣连接孔231，所述活动卡扣22可以通过所述卡扣连接孔231连接到所述感应器2上。
所述感应器底板24上设有悬臂241和悬臂固定柱242，所述悬臂241主体呈片状矩形，且设有一悬臂固定片2411和所述悬臂241固定连接，且相互之间主体呈90°，所述悬臂固定片2411上设有两个通孔，所述悬臂固定柱242主体呈椭圆形的柱体且顶面设有两个螺纹孔，所述悬臂固定柱242上的两个螺纹孔和所述悬臂固定片2411上的两个通孔位置和大小可以相互配合，通过螺钉将所述悬臂固定片2411固定到所述悬臂固定柱242上。
作为优选，所述悬臂241可以选用0.7mm厚的304不锈钢片，通过设计合适的悬臂长度(大概20mm)和宽度(大概6mm)，使其在较小的空间范围了提供5～7N/mm的刚度。
所述悬臂241远离所述悬臂固定柱242的一端设有两个悬臂通孔243，所述活动卡扣22和所述悬臂241之间设有一卡扣连接杆25，所述卡扣连接杆25直接和所述活动卡扣22固定连接，所述卡扣连接杆25靠近所述悬臂241的一端设有两个连接杆螺钉孔251，两个所述连接杆螺钉孔251和两个所述悬臂通孔243的位置和大小恰好可以相互配合，通过螺钉即可将所述卡扣连接杆25和所述悬臂241连接，所述悬臂241的侧面还贴有所述应变片5，所述应变片5直接和所述线缆3连接。
所述计算主机4上设有指示灯41和线缆接头42，内部设有控制模块，所述线缆3通过所述线缆接头42插入计算主机4将所述应变片5的阻值数据传输给内部的所述控制模块进行计算处理，当电阻数值大于设定值时，判断绑带处于张紧状态，从而推断患者的腹部处于膨胀状态，即患者在吸气，此时所述控制模块会向所述指示灯41发出控制信号使其点亮，当电阻数值小于设定值时，则将所述指示灯41关闭。
与现有技术相比，本实用新型有益效果如下：
本实用新型在较小的空间范围内，通过20mm长的悬臂提供了刚度合适的变形。悬臂占用空间小，可以极大提高感应器的敏感度，悬臂合适的刚度则可以将使用者腹部的扩张有效地转换为电阻的变化，从而膈肌的挤压状态及腹腔器官的位移变形状况建立关联。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图2为本实用新型感应器处局部结构示意图；
图3为本实用新型感应器内部结构示意图之一；
图4为本实用新型感应器内部结构示意图之二；
图5为本实用新型计算主机结构示意图；
图中：1-腹部绑带；11-绑带接头；2-感应器；21-固定卡扣；211-上固定卡扣；212-下固定卡扣；22-活动卡扣；23-感应器盖；231-卡扣连接孔；24-感应器底板；241-悬臂；2411-悬臂固定片；242-悬臂固定柱；243-悬臂通孔；25-卡扣连接杆；251-连接杆螺钉孔；3-线缆；4-计算主机；41-指示灯；42-线缆接头；5-应变片。
具体实施方式
为阐明技术问题、技术方案、实施过程及性能展示，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释。本实用新型，并不用于限定本实用新型。以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
实施例1
如图1所示，一种呼吸门控系统，包括腹部绑带1、感应器2、线缆3和计算主机4组成，所述腹部绑带1可以绕着患者腹部，所述腹部绑带1两端固定在所述感应器2的两侧，所述感应器2内部设有应变片5，通过患者呼吸对所述腹部绑带1进行拉扯，从而对所述感应器2内的所述应变片5产生压力，改变所述应变片5电阻，再将所述应变片5的阻值数据通过线缆3传输给所述计算主机4，所述计算主机4根据所述应变片5阻值大小变化，判断患者呼吸状态。
如图2所示，作为一种可能的实施方式，所述腹部绑带1的两端设有凸字形绑带接头11，所述绑带接头11的表面上设有橡胶层，增加摩擦力，有效防止固定后滑脱。
如图3和图4所示，作为一种可能的实施方式，所述感应器2包括感应器盖23和感应器底板24，左右两侧分别设有固定卡扣21和活动卡扣22，所述固定卡扣21和所述活动卡扣22都呈C字型，恰好可以将所述凸字形的所述绑带接头11卡入，所述固定卡扣21分为上固定卡扣211和下固定卡扣212，所述上固定卡扣211和所述感应器盖23固定连接，所述下固定卡扣212和所述感应器底板24固定连接，所述感应器盖23靠近所述活动卡扣22的一侧留有一卡扣连接孔231，所述活动卡扣22可以通过所述卡扣连接孔231连接到所述感应器2上。
作为一种可能的实施方式，所述感应器底板24上设有悬臂241和悬臂固定柱242，所述悬臂241主体呈片状矩形，且设有一悬臂固定片2411和所述悬臂241固定连接，且相互之间主体呈90°，所述悬臂固定片2411上设有两个通孔，所述悬臂固定柱242主体呈椭圆形的柱体且顶面设有两个螺纹孔，所述悬臂固定柱242上的两个螺纹孔和所述悬臂固定片2411上的两个通孔位置和大小可以相互配合，通过螺钉将所述悬臂固定片2411固定到所述悬臂固定柱242上。
作为优选，所述悬臂241可以选用0.7mm厚的304不锈钢片，通过设计合适的悬臂长度(大概20mm)和宽度(大概6mm)，使其在较小的空间范围了提供5～7N/mm的刚度。
作为一种可能的实施方式，所述悬臂241远离所述悬臂固定柱242的一端设有两个悬臂通孔243，所述活动卡扣22和所述悬臂241之间设有一卡扣连接杆25，所述卡扣连接杆25直接和所述活动卡扣22固定连接，所述卡扣连接杆25靠近所述悬臂241的一端设有两个连接杆螺钉孔251，两个所述连接杆螺钉孔251和两个所述悬臂通孔243的位置和大小恰好可以相互配合，通过螺钉即可将所述卡扣连接杆25和所述悬臂241连接，所述悬臂241的侧面还贴有所述应变片5，所述应变片5直接和所述线缆3连接。
实际使用时，所述悬臂241在外部拉力，即由所述腹部绑带1通过所述活动卡扣22传递过来的拉力的作用下，所述悬臂241会产生弯曲，其表面长度会因此发生变化，使贴在所述悬臂241表面的所述应变片5长度发生变化，对应的所述应变片5上的电阻会产生相应的变化，再通过所述线缆3将所述应变片5和所述计算主机4连接，所述感应器2里所述应变片5的电阻的变化通过所述线缆3传输到所述计算主机4中；其中所述应变片5可以采用型号为120-3AA的单轴应变片，其尺寸比较小，适合本产品。
如图5所示，所述计算主机4上设有指示灯41和线缆接头42，内部设有控制模块，所述控制模块可以采用型号为STM32F103VCT6的微控制器，所述线缆3通过所述线缆接头42插入计算主机4将所述应变片5的阻值数据传输给内部的所述控制模块进行计算处理，所述计算主机4通过将从所述线缆3中传输过来的所述应变片5电阻的变化转换为具体数值，当电阻数值大于设定值时，判断绑带处于张紧状态，从而推断患者的腹部处于膨胀状态，即患者在吸气，此时所述控制模块会向所述指示灯41发出控制信号使其点亮，当电阻数值小于设定值时，则将所述指示灯41关闭；医护人员通过观察所述指示灯41是否亮起来判断患者的呼吸是否正常。
其中用于判断是否处于吸气状态的设定值，需要通过采用的所述应变片5实际电阻阻值来判断，本实施例中采用的是型号为120-3AA的单轴应变片，基本电阻为120欧姆(实际电阻可能是118～122欧姆之间)，记其精确值为A，则此设定值为A*(1+0.6‰)，当所述应变片5的阻值大于A*(1+0.6‰)时，认为绑带处于张紧状态，此时所述计算主机4的控制模块会向所述指示灯41发出控制信号使其亮起。
本实用新型在较小的空间范围内，通过20mm长的悬臂提供了刚度合适的变形。悬臂占用空间小，可以极大提高感应器的敏感度，悬臂合适的刚度则可以将使用者腹部的扩张有效地转换为电阻的变化，从而膈肌的挤压状态及腹腔器官的位移变形状况建立关联
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本实用新型的优选例，并不用来限制本实用新型，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种呼吸门控系统，其特征在于，包括腹部绑带(1)、感应器(2)、线缆(3)和计算主机(4)组成，所述腹部绑带(1)可以绕着患者腹部，所述腹部绑带(1)两端固定在所述感应器(2)的两侧，所述感应器(2)内部设有应变片(5)，通过患者呼吸对所述腹部绑带(1)进行拉扯，从而对所述感应器(2)内的所述应变片(5)产生压力，改变所述应变片(5)电阻，再将所述应变片(5)的阻值数据通过线缆(3)传输给所述计算主机(4)，所述计算主机(4)根据所述应变片(5)阻值大小变化，判断患者呼吸状态；所述腹部绑带(1)的两端设有凸字形绑带接头(11)，所述绑带接头(11)的表面上设有橡胶层，增加摩擦力；所述感应器(2)包括感应器盖(23)和感应器底板(24)，左右两侧分别设有固定卡扣(21)和活动卡扣(22)，所述固定卡扣(21)和所述活动卡扣(22)都呈C字型，恰好可以将所述凸字形的所述绑带接头(11)卡入，所述固定卡扣(21)分为上固定卡扣(211)和下固定卡扣(212)，所述上固定卡扣(211)和所述感应器盖(23)固定连接，所述下固定卡扣(212)和所述感应器底板(24)固定连接，所述感应器盖(23)靠近所述活动卡扣(22)的一侧留有一卡扣连接孔(231)，所述活动卡扣(22)可以通过所述卡扣连接孔(231)连接到所述感应器(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸门控系统，其特征在于，所述感应器底板(24)上设有悬臂(241)和悬臂固定柱(242)，所述悬臂(241)主体呈片状矩形，且设有一悬臂固定片(2411)和所述悬臂(241)为固定连接，且相互之间主体呈90°，所述悬臂固定片(2411)上设有两个通孔，所述悬臂固定柱(242)主体呈椭圆形的柱体且顶面设有两个螺纹孔，所述悬臂固定柱(242)上的两个螺纹孔和所述悬臂固定片(2411)上的两个通孔位置和大小可以相互配合，通过螺钉将所述悬臂固定片(2411)固定到所述悬臂固定柱(242)上。
3.根据权利要求2所述的一种呼吸门控系统，其特征在于，所述悬臂(241)远离所述悬臂固定柱(242)的一端设有两个悬臂通孔(243)，所述活动卡扣(22)和所述悬臂(241)之间设有一卡扣连接杆(25)，所述卡扣连接杆(25)直接和所述活动卡扣(22)固定连接，所述卡扣连接杆(25)靠近所述悬臂(241)的一端设有两个连接杆螺钉孔(251)，两个所述连接杆螺钉孔(251)和两个所述悬臂通孔(243)的位置和大小恰好可以相互配合，通过螺钉即可将所述卡扣连接杆(25)和所述悬臂(241)连接，所述悬臂(241)的侧面还贴有所述应变片(5)，所述应变片(5)直接和所述线缆(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种呼吸门控系统，其特征在于，所述计算主机(4)上设有指示灯(41)和线缆接头(42)，内部设有控制模块，所述线缆(3)通过所述线缆接头(42)插入计算主机(4)将所述应变片(5)的阻值数据传输给内部的所述控制模块进行计算处理，当电阻数值大于设定值时，判断绑带处于张紧状态，从而推断患者的腹部处于膨胀状态，即患者在吸气，此时所述控制模块会向所述指示灯(41)发出控制信号使其点亮，当电阻数值小于设定值时，则将所述指示灯(41)关闭。
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