專利名稱：智能洗胃機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療設備，特別涉及一種智能化成人用洗胃機。
背景技術：
洗胃機用于臨床對進食某些異物、有毒藥物、有毒食物的患者洗胃，或 手術前洗胃，可作為急救設備使用。但是目前洗胃機的智能化程度仍有欠 缺。有的洗胃機在洗胃過程中采用以氣壓控制橡皮膜吸出胃容物，并把洗胃 液注入胃中的洗胃法，但由于橡皮膜在缸內升降時會出現(xiàn)高低不平的皺折， 而固、液二相為主的胃容物的流量又是非周期非線性的時變函數(shù)，導致洗胃
總液量是否平衡須要人工觀測后進行液量平衡操作；有的采用步進電動機驅 動蠕動泵，利用電動機步進轉角與流量之間近似的函數(shù)關系控制，使流速和 流量的控制精度受限；另外，洗胃過程中的參數(shù)測量多采用把壓力傳感器等 測量元件置于體外管路中的間接測控方式，例如在氣泵的氣路中設置壓力傳 感器的氣壓反饋控制等，但由于在體外管路中獲取的瞬時參數(shù)和胃內參數(shù)變 化之間缺少明確的函數(shù)關系，以致控制精度不高。
發(fā)明內容
本發(fā)明是針對現(xiàn)有洗胃機智能化程度低、控制精度低的問題，提出了一 種智能洗胃機，對體外管路中多個時變參數(shù)進行采樣測量，用微處理器中神 經(jīng)網(wǎng)絡程序對其綜合分析，精確推算出當前洗胃狀態(tài)。
本發(fā)明的技術方案為 一種智能洗胃機，包括微處理器、帶活塞的藥水 缸16、帶活塞的污水缸6、取樣缸10、電動機及其傳動機構1、各活塞桿上 的力傳感器、藥水缸和污水缸內的液位傳感器、閥、取樣缸內的PH傳感器11和渾濁度傳感器12，水平安裝于洗胃機內的污水缸6和藥水缸16中各有 一個活塞5、 17，每個活塞的垂直活塞桿上裝有力傳感器2、 20，活塞桿隨 電動機控制傳動機構1動作而各自能上、下運動；二個活塞5、 17上均有貫 通孔，貫通孔上方是密封的傳感器罩3、 19，液位傳感器4、 18安裝在傳感 器罩3、 19內，測量其正下方的液位高度；污水缸6管口和胃13管之間設 置水平安裝的取樣缸10，污水缸6與取樣缸10之間通過串聯(lián)的閥7、 9連 接，污水缸6通過閥7與污水桶8連接，藥水缸16通過閥15與胃13和藥 水桶14連接，取樣缸10外側裝有渾濁度傳感器12，缸內裝有PH傳感器 11，測定被取樣胃容物的渾濁度和酸堿度，各傳感器信號均由微處理器采樣 處理，同時微控制器控制各閥和電動機傳動機構1的動作。
所述液位傳感器4在缸底的投影中心和污水缸6管口的圓心位于缸底一 條直徑的二端，液位傳感器18在缸底的投影中心和藥水缸16管口的圓心也 位于缸底一條直徑的二端，以減小流體進、出管口時，管口局部液面波動對 測量的影響。
所述各傳感器信號均由微處理器采樣處理，液位和力傳感器信號的采 集，可計算出單位時間內液位高度變化率和壓力變化率 、^^、
i和^L，并根據(jù)洗胃時間長度累計進胃液量和出胃液量，同時結合取
樣缸內的PH傳感器和渾濁度傳感器信號，綜合判定洗胃狀態(tài)，做出相應處 理。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明智能洗胃機通過洗胃過程中各傳感器輸 出參數(shù)，結合必要的電路采樣值，經(jīng)微處理器采樣分析后，做出正常洗胃、管路堵塞報警、反壓排堵、故障報警或提示洗胃結束的處理，提高了現(xiàn)有洗
胃機的智能性和控制的精度。
圖1是本發(fā)明智能洗胃機結構框圖2是本發(fā)明智能洗胃機測控原理框圖。
具體實施例方式
如圖1所示智能洗胃機結構框圖，洗胃機內水平安裝的污水缸6和藥水 缸16，每個缸中各有一個活塞5和17，每個活塞的垂直活塞桿上裝有力傳 感器2和20，活塞桿由電動機控制傳動機構l動作而各自能上、下運動；二 個活塞5和17上均有貫通孔，貫通孔上方是密封的傳感器罩3和19，液位 傳感器4和18安裝在傳感器罩3和19內，測量其正下方的液位高度；污水 缸6內液位傳感器4在缸底的投影中心和污水缸6管口的圓心位于缸底一條 直徑的二端，藥水缸16液位傳感器18在缸底的投影中心和藥水缸管口的圓 心也位于缸底一條直徑的二端，以減小流體進、出管口時，管口局部液面波 動對測量的影響。污水缸6管口和胃13管之間設置水平安裝的取樣缸10， 污水缸6與取樣缸10之間通過串聯(lián)的閥7和9連接，污水缸6通過閥7與 污水桶8連接，藥水缸16通過閥15與胃和藥水桶14連接，取樣缸10外側 裝有渾濁度傳感器12，缸內裝有PH傳感器11，測定被取樣胃容物的渾濁度 和酸堿度。
如圖2所示智能洗胃機測控原理框圖，各傳感器的測量值經(jīng)過多路A/D 轉換電路，將轉換信號輸入微處理器中統(tǒng)一處理，分析當前的洗胃狀態(tài)，微 處理器根據(jù)分析結果控制電動機和各閥動作，同時將信息顯示出來。鍵盤可輸入洗胃參數(shù)。若分析結果異常，則繼續(xù)通過多路A/D增加對電動機控制電 路和傳感器電路中關鍵信號采樣，以及對各閥的開閉信號直接采樣，綜合判 定是否發(fā)生設備故障。
按啟動鍵，洗胃開始。當處于出胃狀態(tài)時，閥15接通藥水桶14與藥水 缸16，閥7和闊9把取樣缸10底部出口與污水缸6接通，電動機傳動機構 1把污水缸6活塞桿5和藥水缸16的活塞桿17上提，藥水桶14的藥水被吸 入藥水缸16，胃容物從胃13內先被吸入到取樣缸10，通過取樣缸下部出 口，再進入污水缸6，同時二個力傳感器2和20連續(xù)測量所受拉力，二個液 位傳感器4和18連續(xù)測量缸內液面高度，各測量值經(jīng)過A/D電路輸入微處
理器后，計算出單位時間內液位高度變化率和拉力變化率^^、 ^L、
^和 ，累計出胃液量。當取樣缸10內上次出胃的殘留物被本次吸
出的胃容物更新后，閥9切換，使胃容物充滿取樣缸10后繼續(xù)經(jīng)取樣缸上 部出口進入污水缸6。 PH傳感器11和渾濁度傳感器12測量出取樣缸內本次 出胃的胃容物樣品的酸堿度和渾濁度后，也輸入微處理器，綜合判定是否洗 胃已凈。根據(jù)傳動機構1將活塞提升的高度和污水缸6內液位傳感器4測量 值，若污水缸已吸滿，或其力傳感器2測出拉力已達設定值，本次出胃結 束，電動機傳動機構1把污水缸6的活塞桿和藥水缸16的活塞桿下壓，切 換到進胃狀態(tài)。
當處于進胃狀態(tài)時，閥15接通胃13和藥水缸16，閥7接通污水缸6和 污水桶8。屆時藥水缸16內洗胃液壓入胃13，污水缸6中胃容物排放到污 水桶8， 二個力傳感器2和20連續(xù)測量所受壓力，二個液位傳感器4和18連續(xù)測量缸內液面高度,各測量值經(jīng)過A/D電路輸入微處理器，計算出單位 時間內液位高度變化率和壓力變化率^^、 ^^、 ^和^，累計
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進胃液量。根據(jù)傳動機構1將活塞壓下的距離和藥水缸16內液位傳感器18 的測量值，若洗胃液已排空，或其力傳感器20測出壓力已達設定值，進胃 結束，重復切換到下一次出胃狀態(tài)，實現(xiàn)循環(huán)洗胃。
各傳感器的測量值均由微處理器采樣處理，在正常洗胃狀態(tài)和管路堵塞
的異常狀態(tài)下二個力傳感器的輸出值在單位時間內的變化率,和 均
會出現(xiàn)差異，而二個液位傳感器輸出值的變化率，即缸內液面的升降變化率
^^和^^也均會出現(xiàn)差異，還由于洗胃過程中的吸出物是二相流體，
洗胃成功時，吸出物應保持清晰，其酸堿度應與洗胃液的PH值近似相等， 故在洗胃過程中可綜合任意一瞬間的四個變化率和該次洗胃循環(huán)的PH值和 渾濁度值來判斷該時刻洗胃順暢與否，或是發(fā)生堵塞需要反壓排堵，或是已 清洗完成，并予以指示。為實現(xiàn)實時控制，At《20ms。若上述這些參數(shù)出 現(xiàn)異常組合，則增加對電路關鍵點的采樣，綜合判定是否洗胃機的機電系統(tǒng) 出現(xiàn)故障，例如傳感器測量電路故障等，或是偶爾的測量值波動。
由于^L和^^能被求出，且由于污水缸和藥水缸均是等截面的圓
柱體，所以微處理器能較精確計算出當前累計進胃液量和出胃液量。若累計 進、出胃液量失衡超過設定值，則微處理器通過控制各閥的狀態(tài)，調節(jié)后續(xù) 進胃和出胃的液量，自動實現(xiàn)液量平衡。
在不斷進胃和出胃的洗胃過程中，不同時刻的拉力、壓力、液面高度和管路堵塞的情況不同，使洗胃循環(huán)呈非線性非周期變化，各次洗胃循環(huán)的進 胃時間長度和出胃時間長度都會有所不同，故采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡對不同時刻 各傳感器測量情況對作分類處理，綜合判定并顯示當前工況，控制電動機運 行。
權利要求
1、一種智能洗胃機，包括微處理器、帶活塞的藥水缸(16)、帶活塞的污水缸(6)、取樣缸(10)、電動機及其傳動機構(1)、各活塞桿上的力傳感器、藥水缸和污水缸內的液位傳感器、閥、取樣缸內的PH傳感器(11)和渾濁度傳感器(12)，其特征在于水平安裝于洗胃機內的污水缸(6)和藥水缸(16)中各有一個活塞(5、17)，每個活塞的垂直活塞桿上裝有力傳感器(2、20)，活塞桿隨電動機控制傳動機構(1)動作而各自能上、下運動；二個活塞(5、17)上均有貫通孔，貫通孔上方是密封的傳感器罩(3、19)，液位傳感器(4、18)安裝在傳感器罩(3、19)內，測量其正下方的液位高度；污水缸(6)管口和胃(13)管之間設置水平安裝的取樣缸(10)，污水缸(6)與取樣缸(10)之間通過串聯(lián)的閥(7、9)連接，污水缸(6)通過閥(7)與污水桶(8)連接，藥水缸(16)通過閥(15)與胃(13)和藥水桶(14)連接，取樣缸(10)外側裝有渾濁度傳感器(12)，缸內裝有PH傳感器(11)，測定被取樣胃容物的渾濁度和酸堿度，各傳感器信號均由微處理器采樣處理，同時微控制器控制各閥和電動機傳動機構(1)的動作。
2、 根據(jù)權利要求1所述智能洗胃機，其特征在于，所述液位傳感器(4)在 缸底的投影中心和污水缸(6)管口的圓心位于缸底一條直徑的二端，液位 傳感器(18)在缸底的投影中心和藥水缸(16)管口的圓心也位于缸底一條 直徑的二端，以減小流體進、出管口時，管口局部液面波動對測量的影響。
3、 根據(jù)權利要求1所述智能洗胃機，其特征在于，所述各傳感器信號均由 微處理器采樣處理，液位和力傳感器信號的采集，可計算出單位時間內液位高度變化率和壓力變化率<formula>formula see original document page 3</formula>并根據(jù)洗胃時間長度累計進胃液量和出胃液量，同時結合取樣缸內的PH傳感器和渾濁度傳感器信號，綜合判定洗胃狀態(tài)，做出相應處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能化洗胃機，由電動機的傳動機構驅動的藥水缸和污水缸的活塞桿上安裝力傳感器，二個缸體活塞孔上方傳感器罩內均安裝液位傳感器。通過閥的切換，藥水缸可選擇連通藥水桶或胃管，污水缸可選擇連通污水桶或取樣缸。取樣缸入口連通胃管，其二個出口與污水缸的連接通過閥的切換選擇。取樣缸內裝pH傳感器，缸支架上安裝測樣本渾濁度的渾濁度傳感器。洗胃過程中各傳感器輸出參數(shù)，結合必要的電路采樣值，經(jīng)微處理器采樣分析后，做出正常洗胃、管路堵塞報警、反壓排堵、故障報警或提示洗胃結束的處理，提高了現(xiàn)有洗胃機的智能性和控制的精度。
文檔編號A61M3/00GK101406714SQ20081020284
公開日2009年4月15日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權日2008年11月18日
發(fā)明者遜 孫, 張仁杰, 李桂花 申請人:上海理工大學