專利名稱：靜脈血栓防治自助便攜式裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及用壓力波和磁療作用于人體以預(yù)防靜脈血栓的裝置，尤其適于深靜脈血栓防治及改善血液循環(huán)。
從生理本質(zhì)上來看，人類為直立行走所付出的代價之一就是容易患下肢靜脈曲張，造成下肢靜脈中靜脈瓣失效、血流減慢、郁滯。在婦女懷孕期由于孕激素水平的升高以及血容量的增加也會使下肢靜脈壁放松而擴張。這類癥狀歷久就容易形成深靜脈血栓。
消除或預(yù)防以上種種癥狀的方法是保持血液流動暢通。血液流動，不僅需要心臟搏動，還需要肌肉收縮，由于腿部集中了人體一半以上的肌肉，故人體下肢起著“第二心臟”的重要作用，也應(yīng)證著人們常謂的“人老腿先衰”現(xiàn)象。
因此在臨床或某些特定生活環(huán)境中，除了利用藥物來促進(jìn)血液循環(huán)外，十分有必要利用一些輔助手段來預(yù)防、控制這類疾病的發(fā)生與發(fā)展，甚至達(dá)到改善與治療的目的。
現(xiàn)在已經(jīng)知道，作為臨床上所謂“緩壓療法”的重要措施，上述這些癥狀可以通過施加間隙壓力于病人雙腿促進(jìn)其血液循環(huán)(靜脈回流)的方式來控制或減輕?？梢砸秊樽C據(jù)的一篇早期論文是Allenby等在1973年12月22日的TheLancet(柳葉刀)上發(fā)表的“外部空氣間歇壓力對人體中纖維蛋白溶解的效應(yīng)(External Pneumatic Intermittent Compression on Fibrinolysis in Man)”。作者發(fā)現(xiàn)，病人在手術(shù)后通常其體內(nèi)纖維蛋白溶解會受到抑制，而在其腿部作用間隙的空氣壓力會刺激纖維蛋白溶解。作者通過實驗得出結(jié)論，在病人手術(shù)期及以后在小腿上作用以間隙的氣壓是預(yù)防病人術(shù)后靜脈血栓安全而有效的方法。
另外，從血液流變學(xué)角度來看，有粘度的血液只有當(dāng)其所受剪切應(yīng)力達(dá)到一定程度時才會具有剪切稀化的效果；對于埋于腿部深處的深靜脈中靜滯的血液，尤其需要較高的剪切力作用，才能使其流動活化。而且靜脈血管具有單向瓣的生理特點，使得在維持其血液疏通也需要較高的沿血管軸向剪切力。
但是現(xiàn)有的一些利用便攜式空氣壓力來預(yù)防深靜脈血栓的技術(shù)方案中，由于受所提出的氣囊結(jié)構(gòu)的局限性，只利用了膨脹氣囊對體表部位的垂直壓力作用。如2001年9月18日公開的美國專利(U.S.Pat.No.6290662)中所提出的自助便攜式壓力裝置，其單調(diào)的垂直壓力作用所引起的一種可能后果是深靜脈及淺靜脈中粘滯的血液只在兩個或數(shù)個靜脈瓣之間來回，難于造成深靜脈中有效的生物性血流剪切脈動，達(dá)不到血流充分循環(huán)的目的，甚或效果不佳。而且因其整體式氣囊體積大，導(dǎo)致充滿空氣達(dá)到預(yù)定壓力值的持續(xù)時間過長，很不利于對壓力作用作多種方式靈活調(diào)節(jié)目的的實現(xiàn)。
另外，磁刺激對于人體許多部位的肌肉神經(jīng)的作用也已得到許多文獻(xiàn)的證實，對于腿部肌肉神經(jīng)的磁刺激效應(yīng)也有直接的證據(jù)。如美國加州VernonWen-Hau Lin在2001年4月10日公開的專利U.S.Pat.6,213,933中表明，磁刺激對人體全血血凝溶解與內(nèi)源血纖維蛋白溶解有顯著的促進(jìn)作用。并且指出，由變化磁場所誘導(dǎo)的電流會刺激其體內(nèi)神經(jīng)，如腿部腓骨與脛骨神經(jīng)，引起腿部肌肉群的痙攣性收縮，因而導(dǎo)致顯著的纖維蛋白溶解，而血液中纖維蛋白溶解活性的持續(xù)增強顯然十分有助于深靜脈血栓的有效預(yù)防。但是迄今為止所見到的技術(shù)方案中，磁刺激效應(yīng)的利用不是便攜式的，如上述提到的專利中實施人體表面磁刺激的是較大的工作臺面；也沒有見到有與氣壓式作用裝置聯(lián)用來增強深靜脈血栓的預(yù)防與治療效果的技術(shù)方案。
因此，目前為止所見到的起類似功能的裝置，無論便攜與否，它們所起效果有限的一個原因是它們用來預(yù)防這種癥狀的強度與作用層次在很大程度上沒有適當(dāng)滿足深靜脈及其外圍神經(jīng)與肌肉組織之間的生理反饋特性，各種裝置的功能作用方式單調(diào)，有的效果甚至是不適當(dāng)?shù)?；而所謂的“便攜方式”的便攜程度也因所設(shè)計氣囊結(jié)構(gòu)的單位有效作用所需空氣體積大而受到限制。
因而，為了預(yù)防控制深靜脈血栓及相關(guān)血液循環(huán)癥狀，在實踐中需要發(fā)展更為有效地調(diào)節(jié)深靜脈生理脈動功能的便攜自助式裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有深靜脈血栓預(yù)防與血液循環(huán)改善便攜式自助裝置中壓力效應(yīng)難于有效地作用到體內(nèi)深部靜脈以及調(diào)節(jié)方式單一的不足，本實用新型提供一種靜脈血栓預(yù)防與控制的自助便攜式裝置，該裝置不僅能產(chǎn)生合符深靜脈正常生理脈動需要的波動式壓力滲透效應(yīng)，而且具有多種靈活的壓力作用調(diào)節(jié)方式，同時還具有對目標(biāo)部位的磁刺激作用。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是氣墊套內(nèi)布置的氣道和固定在其上的排列磁體，氣道的開口端通過氣管與換向閥固定連接，換向閥通過氣管與充排氣機構(gòu)固定連接，形成向氣墊套內(nèi)的氣道充排氣的氣路，控制電路控制換向閥和充排氣機構(gòu)。本實用新型是這樣實現(xiàn)其目的的整個氣墊套可以包圍住人體相關(guān)部位或其部分，如小腿或小腿后部、腳或腳底或腳背、臀部、臂部等等。微氣泵及所在氣路在該控制電路的控制下以預(yù)定的方式向氣墊套上的氣道充氣或排氣，引起所縛身體部位下深靜脈外圍肌肉群的橫向壓縮與松弛以及縱向上下推移式的復(fù)合波動；同時，氣道表面上所貼附的磁體隨著氣道的運動而相應(yīng)發(fā)生一定距離的縱橫上下位移，其磁力線的變動誘導(dǎo)所在部位肌肉組織中絡(luò)合在深靜脈附近的神經(jīng)中的生物電的變化。
本實用新型的有益效果是，在氣墊套縛圍部位下的肌肉神經(jīng)及至深靜脈可獲得上下縱橫的波動壓力滲透效應(yīng)與磁刺激效應(yīng)的雙重復(fù)合式協(xié)調(diào)作用，有效地實現(xiàn)深靜脈血栓的預(yù)防與控制以及血液循環(huán)的改善；并且所設(shè)計的氣道特定結(jié)構(gòu)在同樣動力功耗條件下其單位有效作用的明顯提高，使整個裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊，作用方式更為多樣化，可為使用者隨身穿戴，自行靈活調(diào)節(jié)。
當(dāng)微氣泵8向其中一個氣道1或3充氣達(dá)到預(yù)定壓力值時，由壓力傳感器9向控制電路11給出信號，控制電路11依此信號控制換向閥6使微氣泵8的充氣轉(zhuǎn)向另一個氣道。在氣墊套4中有兩個氣道的情形中，換向閥6可用來減壓。在氣墊套4中有多于兩個以上的氣道時，在氣路上增接一個減壓閥10，在控制電路11控制下完成各個氣道的逐步減壓與壓力維持。氣道1或2與氣路上的減壓也可在一個充氣周期之后通過自然泄漏來完成。
驅(qū)動微氣泵8與其它氣動元件的電路，可包括由一組可編程開關(guān)與一塊通用集成電路組成的振蕩器，以及與非門和輸出電路所組成的控制電路11。該控制電路11可以用編程方法來控制調(diào)節(jié)充氣/排氣的速度與氣道充氣/排氣的順序與整個裝置的作用周期。
為了延長電池壽命，可用一個檢測肢體運動(肌肉收縮)的傳感器，只要使用者行走或作其他活動時，發(fā)出信號使整個裝置停止運作。
為了使該裝置更加合符生理要求，可以增加血壓與脈搏檢測功能件，其數(shù)據(jù)或參數(shù)可以結(jié)合在控制電路中，作為裝置采取運作方式的一個依據(jù)。
圖4是上述裝置運行的一個方框圖。
圖5所示意的裝置電路中，控制電路由電壓為2.5-6V的低壓直流電流、振蕩電路、放大電路、編程器、運動傳感器和控制開關(guān)連接而成。該電路中，以一個555集成電路IC、一組可編程開關(guān)(K1、K2、K3、…Ki)、與非門及輸出電路為基礎(chǔ)的控制電路用來驅(qū)動負(fù)載RL，負(fù)載RL可以是微氣泵，也可以是繼電器(以繼電器來驅(qū)動微氣泵)。當(dāng)閉合K時，IC輸出端處于高電平，通過限流電阻R4以及反相器1觸發(fā)IC1的與非門2的輸入端，此時，如果壓力未達(dá)到預(yù)定值，P處于高電平，那么控制電路輸出端T處于飽和導(dǎo)通，使負(fù)載RL處于工作狀態(tài)；負(fù)載RL運行一定時間后，壓力達(dá)到預(yù)定值，P處于低電平，控制電路中T處于截止?fàn)顟B(tài)，負(fù)載RL停止運行。供電電源Vcc可以是干電池組。優(yōu)化的電路可以延長電池使用至數(shù)周。
根據(jù)循環(huán)周期的需要，可以通過改變可編程開關(guān)的電阻來改變充氣/排氣速率，可以從每分鐘一次到每十幾分鐘一次。
在操作中，啟動微氣泵向氣道充氣可以達(dá)到一個足以增大靜脈回流的壓力水平。通過適當(dāng)?shù)碾娐氛{(diào)整或改進(jìn)，可以調(diào)整最大壓力。本控制電路用一個可控的多通換向閥來實現(xiàn)更快更精確的氣道排氣與更為靈活的多通道排氣方式。根據(jù)需要，氣道內(nèi)的壓力可以被“維持”一段預(yù)定的時間。
整個裝置的運行可以通過圖6作進(jìn)一步說明。在起始時刻18，打開裝置電源，用圖5所示的編程開關(guān)來調(diào)整頻率。在第一時間段17期間，微氣泵作第一次運行20向氣道充氣直到壓力傳感器檢測到一個預(yù)先確定的最大壓力值時(時間20末)，電路計時，即開始第一個時間延遲期14，在此期間，換向閥與減壓閥相協(xié)調(diào)地工作，從而實現(xiàn)預(yù)定的氣道內(nèi)壓力的維持與減壓。
在延遲期14的終止時刻，計時結(jié)束，隨即進(jìn)入第二時間段19，微氣泵作第二次運行15。在時間段19開始時，如是多個氣道，通過編程電路控制換向閥選擇需充氣氣道，微氣泵即通電開始充氣……如此輪換下去直到氣墊套中所欲充氣氣道均充過一輪之后，又開始下一個運行周期，直到關(guān)閉裝置電源。各個氣道的壓力釋放與維持，可通過編程電路使減壓閥與多通換向閥運行動作的協(xié)調(diào)來實現(xiàn)。如一種極端情況是，通過預(yù)定程序，可以在氣墊套中的全部氣道都被充滿空氣達(dá)到預(yù)定壓力值時，再使其逐個釋放。也即，利用更為復(fù)雜的編程電路或微處理器，各個氣道內(nèi)的充氣速度、釋放壓力的時間延遲，或者在充氣與釋壓之間周期性的變化，可以按照它們所需預(yù)定的時間函數(shù)來逐個或一起調(diào)節(jié)，以有助于特定的治療方案，或者有助于電池節(jié)電，或者兩者兼而有之。
在圖7的實施例中，將一個多氣道氣墊套4置于小腿23上，用尼龍搭扣21系緊，氣道1或3與氣路及電路控制盒22相連接。換向閥、充排氣機構(gòu)及控制換向閥、充排氣機構(gòu)的電路封裝在氣路與電路控制盒22內(nèi)。調(diào)整控制盒22上的預(yù)置頻率旋鈕，打開電源開關(guān)，控制盒22中的微氣泵即對各氣道依次充排氣，對小腿部位施以波動壓力與磁體2的復(fù)合作用。
圖8示意了本發(fā)明的另一種方案，其中多氣道氣墊套被做成一種鞋狀結(jié)構(gòu)固定在與穿戴者腳底及腳側(cè)面相接觸的鞋24內(nèi)。便攜的微氣泵及其氣路與電路控制盒22可以方便地定位在鞋腳背上，并通過氣管5與氣道1相聯(lián)通。
圖9示意的是多氣道氣墊套被固定在褲子上，成為褲子的一個組成部分。在該實施簡圖中，這些氣道1分別被布置在臀部位、大腿位與小腿位。考慮到位置及功率限制問題，圖中臀部位、左大小腿、右大小腿的氣墊套分別通過三個氣管5以三個氣路與電路控制盒22來帶動。但顯然，如果氣動元件參數(shù)能滿足所需功率要求的話，它們可以合而為一，并且其中的氣道及所貼附磁體2的布置方式也不止圖中的方案。在使用時，將固定在相應(yīng)位置的尼龍搭扣21系緊相應(yīng)部位，打開電源，即可進(jìn)行裝置運行。
權(quán)利要求1.一種靜脈血栓防治自助便攜式裝置，其特征在于該裝置包括氣墊套內(nèi)布置的氣道和固定在其上的排列磁體，氣道的開口端通過氣管與換向閥固定連接，換向閥通過氣管與充排氣機構(gòu)固定連接，形成向氣墊套內(nèi)的氣道充排氣的氣路，控制電路控制換向閥與充排氣機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈血栓防治自助便攜式裝置，其特征在于氣墊套由非彈性外層與柔性內(nèi)襯層貼合而成，其內(nèi)布置有相互平行或呈“Z”形的氣道，該氣道為單氣道或二氣道或為多氣道，每一氣道寬度為50-300mm，氣道的表面上均勻固定有微小磁體，每一微小磁體的磁場強度為2-120特斯拉，磁體與磁體之間的上下間距為10-30mm，其左右之間的間距為10-30mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈血栓防治自助便攜式裝置，其特征在于充排氣機構(gòu)包括通過氣管與同一多通連接頭固定連接的微氣泵、壓力傳感器、減壓閥和換向閥，該機構(gòu)的輸入氣體的壓力最大值為20-300mmHg。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈血栓防治自助便攜式裝置，其特征在于控制電路由電壓為2.5-6V的低壓直流電源、振蕩電路、放大電路、編程器、運動傳感器和控制開關(guān)連接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜脈血栓防治自助便攜式裝置，其特征在于換向閥、充排氣機構(gòu)及控制換向閥、充排氣機構(gòu)的電路封裝在氣路與電路控制盒內(nèi)。
專利摘要一種靜脈血栓防治自助便攜式裝置涉及防治靜脈血栓的裝置，尤其適于深靜脈血栓防治及改善血液循環(huán)。該裝置包括由其內(nèi)的氣道和固定在其上的排列磁體組成的氣墊套、換向閥、充排氣機構(gòu)、控制電路。氣道充氣時，將按特定編程排列順序膨脹與收縮，所形成的壓縮力由表及里地透入肌肉及至深靜脈，所伴隨的微小磁體也隨之刺激身體部位內(nèi)神經(jīng)肌肉及至深靜脈。該過程所需氣體容積很低，因而降低所需能量，可采用電池來驅(qū)動；氣墊套在氣路上與電動微氣泵、多通(或單通)微電磁閥等相通，由不同部位的微壓力信號通過編程電路控制，從而使得整個裝置實現(xiàn)自助與便攜。
文檔編號A61H1/00GK2576219SQ02276439
公開日2003年10月1日 申請日期2002年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月10日
發(fā)明者蔣稼歡, 夏俊培, 蔡紹暉, 孫澤群 申請人:重慶大學(xué), 廣州潤興生物科技有限公司