專利名稱：便攜式心肺復(fù)蘇裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種便攜式心肺復(fù)蘇裝置。
背景技術(shù)：
心肺復(fù)蘇(CPR)是針對(duì)呼吸心跳停止的急癥危重病人所采取的搶救關(guān)鍵措 施，即胸外按壓形成暫時(shí)的人工循環(huán)并恢復(fù)的自主搏動(dòng)，采用人工呼吸代替自主呼 吸，快速電除顫轉(zhuǎn)復(fù)心室顫動(dòng)，以及盡早使用血管活性藥物來(lái)重新恢復(fù)自主循環(huán)的急 救技術(shù)。心肺復(fù)蘇的目的是開(kāi)放氣道、重建呼吸和循環(huán)。而傳統(tǒng)人工人體心肺復(fù)蘇 (cardiopulmonaryresuscitation CPR)存在以下弊病^CPR技術(shù)要求高，對(duì)于按壓的部位、頻率和力度等都有一定的要求，非專業(yè)技術(shù)人 員很難對(duì)心臟進(jìn)行有效按壓。如果專業(yè)技術(shù)人員不能及時(shí)到位，常會(huì)貽誤對(duì)呼吸心臟驟停 病人的及時(shí)搶救?！ぜ词菇邮苷?guī)訓(xùn)練的CPR手法僅能提供正常血供的20% 30%?！ば赝庑呐K按壓體力消耗大，工作人員難以做到連續(xù)30min實(shí)施有效標(biāo)準(zhǔn)按壓，為 保證按壓效果需要反復(fù)換人。換人時(shí)常造成按壓中斷，影響病人復(fù)蘇效果?！ぎ?dāng)徒手按壓的力度和幅度掌握不好時(shí)，常造成病人肋骨骨折、氣胸等并發(fā)癥。綜上，徒手心肺復(fù)蘇由于人類身體的極限性存在諸多不足，尤其在有大量傷患者 需救助的災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)下這些弊病更加突出。為解決這一問(wèn)題，許多國(guó)家和醫(yī)院紛紛研制了各種自動(dòng)心肺復(fù)蘇器。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有 的心肺復(fù)蘇裝置如中國(guó)生物醫(yī)學(xué)研究院研究的胸腹交替按壓心肺復(fù)蘇裝置。但此心肺復(fù)蘇 裝置用于室內(nèi)救助，需有外部供電設(shè)備提供能源。雖然功能齊全效果出眾，但體積龐大攜帶 不便，造價(jià)昂貴。又如美國(guó)的1007薩博thumper復(fù)蘇器和QNS-IB型心肺復(fù)蘇儀，是利用氣 泵提供動(dòng)力，價(jià)格昂貴。無(wú)法在較小的醫(yī)療搶救單位和有需求的場(chǎng)所配置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種操作簡(jiǎn)單的便攜式心肺復(fù)蘇裝置。實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)解決方案為一種便攜式心肺復(fù)蘇裝置，包括支撐架、 主體箱和定位輔助框；定位輔助框與支撐架相固連，主體箱通過(guò)定位輔助框的導(dǎo)軌約束在 定位輔助框上，所述主體箱內(nèi)部設(shè)置步進(jìn)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)定位框、通氣箱、絲杠、輔助電機(jī)、單片 機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、第一單向軸承、凸輪、第二單向軸承、按壓頭、單向閥、聯(lián)軸器、活塞、曲柄 連桿、偏心軸套、第二單向閥、按壓頭定位框，主體箱通過(guò)絲杠與支撐架相連接，該主體箱在 絲杠的帶動(dòng)下于定位輔助框中上下運(yùn)動(dòng)；輔助電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與絲杠相連接，控制絲杠的上下運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸通 過(guò)齒輪分別與第一單向軸承、第二單向軸承相連接，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，其中第一單向軸承通過(guò)齒 輪與曲柄連桿相連接，曲柄連桿的另一端設(shè)置活塞，該活塞位于通氣箱內(nèi)部，單向軸承通過(guò) 曲柄連桿將其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞的上下運(yùn)動(dòng)，通氣箱上設(shè)置第一單向閥和第二單向閥，其中第一單向閥與外部空氣或氧氣箱相連接，第二單向閥與醫(yī)用呼吸面罩相連接，第二單向軸承通過(guò)連接軸與凸輪上的偏心軸套相連接，所述偏心軸套位于凸輪基圓圓心位置，凸 輪的另一端與按壓頭上部接觸，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)按壓頭在按壓頭定位框中上下運(yùn)動(dòng)，該 定位框與主體箱的箱體相固連；上述第一單向軸承、第二單向軸承的轉(zhuǎn)向相反，步進(jìn)電機(jī)在 正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)不同的單向軸承旋轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)1)操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，適用于較小的 醫(yī)療搶救單位和有需求的場(chǎng)所；2)使用機(jī)械原理驅(qū)動(dòng)因而造價(jià)低廉，并且比人工心肺復(fù)蘇 效果更好；3)能自動(dòng)適應(yīng)病人胸腔大小，并達(dá)到合適的按壓深度；4)在患者轉(zhuǎn)送、上下樓梯 過(guò)程中、或在行進(jìn)中的救護(hù)車內(nèi)均能保持穩(wěn)定持續(xù)按壓，能有效消除可能導(dǎo)致冠脈灌注壓 力降低的按壓停頓。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1為本實(shí)用新型的便攜式心肺復(fù)蘇裝置結(jié)構(gòu)主視圖。圖2為本實(shí)用新型的便攜式心肺復(fù)蘇裝置結(jié)構(gòu)左視圖。圖3為本裝置工作流程圖。圖4為凸輪輪廓曲線圖。圖5為單向軸承傳動(dòng)說(shuō)明圖。圖6為偏心軸套與凸輪配合圖。圖7為絲杠帶動(dòng)主體箱運(yùn)動(dòng)圖。
具體實(shí)施方式
結(jié)合圖1、圖2、圖3、圖5、圖6、圖7，本實(shí)用新型的一種便攜式心肺復(fù)蘇裝置，包括 支撐架1、主體箱20和定位輔助框17 ；定位輔助框17與支撐架1相固連，主體箱20通過(guò) 定位輔助框17的導(dǎo)軌約束在定位輔助框17上，所述主體箱20內(nèi)部設(shè)置步進(jìn)電機(jī)2、運(yùn)動(dòng) 定位框3、通氣箱4、絲杠5、輔助電機(jī)6、單片機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板7、第一單向軸承8、凸輪9、第 二單向軸承10、按壓頭11、單向閥12、聯(lián)軸器13、活塞14、曲柄連桿15、偏心軸套16、第二 單向閥18、按壓頭定位框19，主體箱20通過(guò)絲杠5與支撐架1相連接，該主體箱20在絲杠 5的帶動(dòng)下于定位輔助框17中上下運(yùn)動(dòng)，如此本裝置便可針對(duì)不同胸腔厚度自動(dòng)調(diào)整高低 以使按壓頭11始終貼在患者胸部。輔助電機(jī)6通過(guò)聯(lián)軸器13與絲杠5相連接，控制絲杠5的上下運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)2 的輸出軸通過(guò)齒輪分別與第一單向軸承8、第二單向軸承10相連接，帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，其中第一 單向軸承8通過(guò)齒輪與曲柄連桿15相連接，曲柄連桿15的另一端設(shè)置活塞14，該活塞位于 通氣箱4內(nèi)部，單向軸承8通過(guò)曲柄連桿15將其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為活塞14的上下運(yùn)動(dòng)，通氣 箱4上設(shè)置第一單向閥12和第二單向閥18，其中第一單向閥12與外部空氣或氧氣箱相連 接，第二單向閥18與醫(yī)用呼吸面罩相連接，第二單向軸承10通過(guò)連接軸與凸輪9上的偏心 軸套16相連接，所述偏心軸套16位于凸輪9基圓圓心位置，凸輪9的另一端與按壓頭11 上部接觸，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)按壓頭11在按壓頭定位框19中上下運(yùn)動(dòng)，該定位框與主體箱 20的箱體相固連；上述第一單向軸承8、第二單向軸承10的轉(zhuǎn)向相反，步進(jìn)電機(jī)2在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)不同的單向軸承旋轉(zhuǎn)。這里運(yùn)用單向軸承的特性使得只用一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)2便可 分別控制本裝置對(duì)患者胸腔按壓和向肺部通氣的動(dòng)作，有效節(jié)省內(nèi)部空間，使裝置更便于 攜帶。凸輪9的 從動(dòng)件(即按壓頭11)行程為h = 50mm,運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度amax = 1. 5g。為了使凸輪9達(dá)到醫(yī)學(xué)要求按壓的效果以及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，所選取選取的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 如下推程正弦加速運(yùn)動(dòng)；回程余弦加速運(yùn)動(dòng)；
“推程運(yùn)動(dòng)角F=90° J 回程運(yùn)動(dòng)角F’ =90° I遠(yuǎn)休止角Fs=120° 、近休止角Fs’ 二60°基圓半徑& = 60mm實(shí)際輪廓曲線直角坐標(biāo)參數(shù)方程如下
'X= (s+r0) cosf-ds/dfsinf-<
Y= ( s+r0) sinf+ds/dfcosf
、式中，s代表凸輪從動(dòng)件(即按壓頭11)的位移，f為對(duì)應(yīng)點(diǎn)和圓心連線與X軸夾 角。凸輪輪廓詳見(jiàn)圖4。所述凸輪9的側(cè)面設(shè)置兩個(gè)凸起，與其配合的偏心軸套16外周設(shè)置偶數(shù)個(gè)凹槽， 兩個(gè)凸起連線通過(guò)偏心軸套16的圓心，與偏心軸套16上的凹槽相配合。此凸輪與偏心軸 套的配合令本裝置的胸腔按壓深度在3到5cm間可調(diào)以適應(yīng)肥胖者和瘦削者的按壓需求。 更換按壓深度時(shí)，只需把偏心軸套16拔出扭轉(zhuǎn)適當(dāng)角度再插入凸輪9即可。本實(shí)用新型的便攜式心肺復(fù)蘇裝置的內(nèi)部機(jī)構(gòu)工作過(guò)程為把支撐架1打開(kāi)，按 底板指示將患者身體平放到底板上，并為其戴上呼吸面罩(與單向閥11連接)。開(kāi)動(dòng)電源 開(kāi)關(guān)后，單片機(jī)控制輔助電機(jī)6順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲杠5帶動(dòng)整個(gè)主體部分相對(duì)支撐架向下 運(yùn)動(dòng)，按壓頭11的傳感器碰觸到人體后向單片機(jī)輸出一個(gè)低電壓，輔助電機(jī)6隨即停止轉(zhuǎn) 動(dòng)，按壓頭11不再下降。步進(jìn)電機(jī)2開(kāi)始逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)單向軸承10進(jìn)而控制凸輪9旋 轉(zhuǎn)，按壓頭11上下運(yùn)動(dòng)按壓患者心肺部位。單片機(jī)根據(jù)發(fā)出脈沖數(shù)計(jì)算步進(jìn)電機(jī)2所轉(zhuǎn)圈 數(shù)(即按壓次數(shù))，達(dá)到設(shè)定值后步進(jìn)電機(jī)2停止轉(zhuǎn)動(dòng)，并啟動(dòng)輔助電機(jī)6逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)帶動(dòng) 主體部位上升。上升達(dá)到設(shè)定高度后輔助電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，絲杠5自鎖使主體部位保持在設(shè) 定高度。然后單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)2順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，通過(guò)單向軸承8帶動(dòng)曲柄連桿15，控制 呼吸系統(tǒng)的活塞14上下運(yùn)動(dòng)，其中向下運(yùn)動(dòng)時(shí)新鮮氧氣或空氣通過(guò)單向閥12進(jìn)入呼吸腔 4內(nèi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)則將腔內(nèi)空氣或氧氣通過(guò)單向閥11打入患者肺部通氣。步進(jìn)電機(jī)2轉(zhuǎn) 動(dòng)次數(shù)(即向患者肺部通氣次數(shù))達(dá)到設(shè)定值后由單片機(jī)控制停止運(yùn)動(dòng)，輔助電機(jī)6開(kāi)動(dòng) 使主體部位向上升起，重復(fù)所述步驟。本裝置將在患者出現(xiàn)心跳或按下緊急停機(jī)按鈕前一 直持續(xù)對(duì)患者進(jìn)行心肺按壓。
權(quán)利要求1.一種便攜式心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，包括支撐架[1]、主體箱[20]和定位輔助框 [17]；定位輔助框[17]與支撐架[1]相固連，主體箱[20]通過(guò)定位輔助框[17]的導(dǎo)軌約 束在定位輔助框[17]上，所述主體箱[20]內(nèi)部設(shè)置步進(jìn)電機(jī)[2]、運(yùn)動(dòng)定位框[3]、通氣箱 W]、絲杠[5]、輔助電機(jī)W]、單片機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板[7]、第一單向軸承[8]、凸輪[9]、第二單 向軸承[10]、按壓頭[11]、單向閥[12]、聯(lián)軸器[13]、活塞[14]、曲柄連桿[15]、偏心軸套 [16]、第二單向閥[18]、按壓頭定位框[19]，主體箱[20]通過(guò)絲杠[5]與支撐架[1]相連 接，該主體箱[20]在絲杠[5]的帶動(dòng)下于定位輔助框[17]中上下運(yùn)動(dòng)；輔助電機(jī)[6]通過(guò)聯(lián)軸器[13]與絲杠[5]相連接，控制絲杠[5]的上下運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電 機(jī)[2]的輸出軸通過(guò)齒輪分別與第一單向軸承[8]、第二單向軸承[10]相連接，帶動(dòng)其轉(zhuǎn) 動(dòng)，其中第一單向軸承[8]通過(guò)齒輪與曲柄連桿[15]相連接，曲柄連桿[15]的另一端設(shè)置 活塞[14]，該活塞位于通氣箱W]內(nèi)部，單向軸承[8]通過(guò)曲柄連桿[15]將其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn) 換為活塞[14]的上下運(yùn)動(dòng)，通氣箱[4]上設(shè)置第一單向閥[12]和第二單向閥[18]，其中第 一單向閥[12]與外部空氣或氧氣箱相連接，第二單向閥[18]與醫(yī)用呼吸面罩相連接，第二 單向軸承[10]通過(guò)連接軸與凸輪[9]上的偏心軸套[16]相連接，所述偏心軸套[16]位于 凸輪[9]基圓圓心位置，凸輪[9]的另一端與按壓頭[11]上部接觸，凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)可帶動(dòng)按 壓頭[11]在按壓頭定位框[19]中上下運(yùn)動(dòng)，該定位框與主體箱[20]的箱體相固連；上述 第一單向軸承[8]、第二單向軸承[10]的轉(zhuǎn)向相反，步進(jìn)電機(jī)[2]在正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)不同 的單向軸承旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，凸輪[9]的從動(dòng)件即按 壓頭[11]的行程為h = 50mm，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大加速度amax = 1. 5g，所選取的運(yùn)動(dòng)規(guī)律如 下推程正弦加速運(yùn)動(dòng)；回程余弦加速運(yùn)動(dòng)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，所述凸輪[9]的側(cè)面設(shè) 置兩個(gè)凸起，與其配合的偏心軸套[16]外周設(shè)置偶數(shù)個(gè)凹槽，兩個(gè)凸起連線通過(guò)偏心軸套 [16]的圓心，與偏心軸套[16]上的凹槽相配合。I 遠(yuǎn)休止角Fs=120° 、近休止角Fs’ =60°基圓半徑r0 = 60mm實(shí)際輪廓曲線直角坐標(biāo)參數(shù)方程如下推程運(yùn)動(dòng)角F=90° 回程運(yùn)動(dòng)角F’ =90°
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種便攜式心肺復(fù)蘇裝置，包括支撐架、主體箱和定位輔助框；定位輔助框與支撐架相固連，主體箱通過(guò)定位輔助框的導(dǎo)軌約束在定位輔助框上，所述主體箱內(nèi)部設(shè)置步進(jìn)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)定位框、通氣箱、絲杠、輔助電機(jī)、單片機(jī)與電機(jī)驅(qū)動(dòng)板、第一單向軸承、凸輪、第二單向軸承、按壓頭、單向閥、聯(lián)軸器、活塞、曲柄連桿、偏心軸套、第二單向閥、按壓頭定位框，主體箱通過(guò)絲杠與支撐架相連接，該主體箱在絲杠的帶動(dòng)下于定位輔助框中上下運(yùn)動(dòng)。本實(shí)用新型的裝置操作簡(jiǎn)單、攜帶方便，適用于較小的醫(yī)療搶救單位和有需求的場(chǎng)所。
文檔編號(hào)A61H31/02GK201870927SQ20102063235
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者孫明路, 成卓奇, 羅敏健, 范元?jiǎng)? 雍斌, 黃然 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)