專利名稱：一種節(jié)電型靜脈觀察裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療裝置，具體涉及一種用于靜脈穿刺時(shí)輔助尋找靜脈的裝置。
背景技術(shù)：
靜脈穿刺輔助觀察裝置(簡稱靜脈觀察裝置)是近年出現(xiàn)的醫(yī)療新產(chǎn)品，采用發(fā)光管作為光源發(fā)出紅光，通過聚光后照射到手掌掌心，紅光從手掌透過，由于紅光較容易透過手掌的肌肉組織而照射到手背上，而手掌靜脈所流動(dòng)的暗紅色靜脈血對(duì)紅光具有很強(qiáng)的吸收作用，使紅光難以穿透靜脈，所以在手掌背上便顯示為在較亮的紅光背景下呈現(xiàn)亮度較暗的靜脈軌跡，便于醫(yī)務(wù)人員觀察和定位靜脈，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)靜脈穿刺，多應(yīng)用在幼兒靜脈穿刺場(chǎng)合。按照現(xiàn)有技術(shù)的觀點(diǎn)，由于手掌的生理結(jié)構(gòu)較厚，為了保證發(fā)光管的紅光能夠穿透手掌肌肉，實(shí)現(xiàn)對(duì)靜脈的識(shí)別，則需要發(fā)光管具有很高的發(fā)光亮度，使發(fā)光組件照射到手掌心的光通量足夠大?，F(xiàn)有產(chǎn)品的發(fā)光管工作功率往往達(dá)到20伏安左右，但這么大的工作功率導(dǎo)致發(fā)光管耗電大，發(fā)熱嚴(yán)重，工作壽命低等缺點(diǎn)，而且由于發(fā)光管發(fā)光亮度很大，在工作中泄漏的紅光會(huì)對(duì)醫(yī)務(wù)人員的眼睛造成傷害。這是一個(gè)矛盾，目前解決該矛盾的技術(shù)方向一個(gè)是采用發(fā)光效率更高的發(fā)光管，以較小工作功率取得足夠的發(fā)光亮度，而更先進(jìn)的技術(shù)是采用更靈敏的CCD攝像頭代替眼睛，采集手掌背透射的光，再在顯示屏上顯示出影像，這雖然可大大降低發(fā)光管亮度，但技術(shù)復(fù)雜，成本高，而且需要通過一邊的顯示屏來顯示，在觀察和定位靜脈的同時(shí)要進(jìn)行靜脈穿刺時(shí)，由于操作點(diǎn)(手掌背)與顯示屏不在同一位置，操作起來便顯得非常不直觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的便 是公開這樣一種靜脈觀察裝置，它能夠以更省電的發(fā)光管工作功耗來實(shí)現(xiàn)紅光對(duì)手掌肌肉的穿透以實(shí)現(xiàn)靜脈觀察。經(jīng)過對(duì)靜脈觀察裝置的實(shí)際使用過程進(jìn)行分析，即使采用靜脈觀察裝置，對(duì)手掌靜脈的觀察和定位也無法一下子就完成:從剛開始在整個(gè)手掌背中觀察到多條靜脈痕跡，到醫(yī)務(wù)人員分析并選擇其中一條最合適的靜脈，再對(duì)該靜脈進(jìn)行準(zhǔn)確定位，到最后進(jìn)行靜脈穿刺，這需要一個(gè)過程。特別是在面向幼兒使用時(shí)，幼兒常會(huì)因恐懼而掙扎，手掌亂動(dòng)，這一過程時(shí)間會(huì)更久。而現(xiàn)有的靜脈觀察裝置在這一整個(gè)過程中，強(qiáng)烈的紅光一直在照射，既造成發(fā)光管耗電大，發(fā)熱嚴(yán)重，影響壽命，也會(huì)對(duì)醫(yī)務(wù)人員的眼睛造成更大傷害。申請(qǐng)人對(duì)此做了一些試驗(yàn)，在前期對(duì)靜脈的觀察尋找的過程中，讓紅光以閃爍方式進(jìn)行發(fā)光，發(fā)現(xiàn)紅光的閃爍周期在一定范圍內(nèi)時(shí)，并不影響對(duì)手掌靜脈的觀察和尋找，甚至在紅光亮度較低時(shí)，閃爍還使人更容易注意到觀察對(duì)象的細(xì)微差別。根據(jù)上述分析，本發(fā)明對(duì)現(xiàn)有靜脈觀察裝置的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，包括現(xiàn)有靜脈觀察裝置的主機(jī)和用于放置手掌進(jìn)行靜脈觀察的靜脈觀察臺(tái)，主機(jī)包括有發(fā)光組件和控制電路，發(fā)光組件包括有發(fā)光管和聚光裝置；改進(jìn)方案是:控制電路包括有一個(gè)用于控制發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作的閃爍發(fā)生電路、和一個(gè)用于控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進(jìn)行切換的閃爍切換開關(guān)，閃爍發(fā)生電路的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路控制發(fā)光管的工作。在工作操作上，本發(fā)明將靜脈觀察裝置的整個(gè)工作過程分成兩個(gè)階段:即前期對(duì)靜脈進(jìn)行觀察尋找定位的觀察階段，和后期對(duì)靜脈進(jìn)行穿刺的穿刺階段；在觀察階段，閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作；在穿刺階段，閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式進(jìn)行工作。閃爍發(fā)生電路輸出的控制發(fā)光管閃爍發(fā)光的閃爍脈沖，最好是方波脈沖，其占空t匕，也即發(fā)光管閃爍發(fā)光時(shí)的占空比，(發(fā)光周期占整個(gè)脈沖周期的比)，決定了本發(fā)明節(jié)電的效果。為了達(dá)到節(jié)電一半以上，占空比可定為小于0.5，即發(fā)光時(shí)的脈沖周期小于不發(fā)光時(shí)的周期，但發(fā)光周期過小時(shí)便難以進(jìn)行觀察，合適的，可定在0.2到0.4之間。而整個(gè)閃爍脈沖的周期，過長則閃爍過慢會(huì)影響工作效率，過短則閃爍過于急促容易使眼睛疲勞，根據(jù)實(shí)際使用在0.3秒至1.5秒之間比較合適，尤其在0.5秒至I秒之間最合適。本靜脈觀察裝置的使用，在觀察階段，即在剛開始把手掌放置在觀察臺(tái)上、啟動(dòng)發(fā)光組件工作發(fā)出紅光時(shí)，閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式，閃爍發(fā)生電路工作，使發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光(也即間隔發(fā)光)的工作方式發(fā)光，比如在I秒的周期里面發(fā)出0.25秒寬度的紅光，(即占空比為0.25)，這種閃爍發(fā)光足以讓醫(yī)務(wù)人員從整個(gè)手掌背中觀察到多條靜脈痕跡，再選擇確定其中一條最合適的靜脈，并對(duì)該靜脈進(jìn)行定位。而在最后進(jìn)行靜脈穿刺的穿刺階段，如果發(fā)光管閃爍發(fā)光則會(huì)對(duì)穿刺工作造成影響，所以閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式，使發(fā)光管連續(xù)穩(wěn)定發(fā)光，符合醫(yī)務(wù)人員的使用習(xí)慣，讓醫(yī)務(wù)人員在清晰穩(wěn)定的背景下進(jìn)行靜脈穿刺。顯然，在開始啟動(dòng)觀察裝置至進(jìn)行穿刺前的這一觀察階段中，由于發(fā)光管一直以閃爍發(fā)光方式進(jìn)行間隔工作，所以能夠降低發(fā)光管功耗，減少發(fā)熱，簡化發(fā)光管散熱裝置，并延長發(fā)光管工作壽命。在現(xiàn)有的靜脈觀察裝置中，一般還帶有調(diào)光電路，對(duì)紅光發(fā)光管的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種調(diào)光電路一般采用脈寬 調(diào)制(即PWM)的方式，這實(shí)際上也是一種占空比可調(diào)的脈沖電路。但這種調(diào)光電路跟本發(fā)明的閃爍發(fā)生電路是截然相反的，調(diào)光電路需要避免出現(xiàn)肉眼可感知的閃爍，所以都將脈沖頻率定得很高，一般在幾百、幾千赫茲甚至幾萬赫茲以上，即發(fā)光周期在0.00幾秒以下，眼睛所看到的是一種平均值的連續(xù)發(fā)光。而本發(fā)明的閃爍發(fā)生電路是特意讓發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光(也即間隔發(fā)光)的方式工作，讓發(fā)光管在發(fā)光間隔停止工作，以降低功耗和發(fā)熱。另外，申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)發(fā)光管閃爍發(fā)光時(shí)眼睛對(duì)觀察目標(biāo)的細(xì)微差異具有更高的識(shí)別靈敏度，(這一點(diǎn)跟常規(guī)理解剛好相反，可能是由于閃爍使觀察對(duì)象的影像時(shí)暗時(shí)亮，在暗時(shí)眼睛為了看清觀察對(duì)象而無意識(shí)地增大瞳孔，而后在觀察對(duì)象又突然變亮?xí)r瞳孔還來不及縮小所導(dǎo)致的)，也即閃爍發(fā)光時(shí)即使發(fā)光管亮度比連續(xù)發(fā)光時(shí)降低一些，也同樣能夠有效觀察識(shí)別到靜脈。所以，作為進(jìn)一步改進(jìn)，閃爍切換開關(guān)同時(shí)連接并控制調(diào)光電路的工作，當(dāng)閃爍切換開關(guān)啟動(dòng)閃爍發(fā)生電路時(shí)，同時(shí)通過調(diào)光電路調(diào)低發(fā)光管的亮度，(大約可以調(diào)低20% — 30%的亮度)。該改進(jìn)使剛開始發(fā)光管在閃爍發(fā)光狀態(tài)時(shí)，以較低亮度發(fā)光，進(jìn)一步降低功耗，而在連續(xù)發(fā)光狀態(tài)時(shí)，恢復(fù)正常的較高亮度，使醫(yī)務(wù)人員能夠在更穩(wěn)定和更清晰的背景下進(jìn)行靜脈穿刺。
本發(fā)明將靜脈觀察裝置的工作過程分為兩個(gè)階段，在觀察尋找和定位靜脈的階段使發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光狀態(tài)，以更低的發(fā)光管功耗來實(shí)現(xiàn)靜脈觀察，具有降低耗電，減少發(fā)熱，延長發(fā)光管壽命的積極意義，并減少對(duì)醫(yī)務(wù)人員眼睛傷害。而在進(jìn)行靜脈穿刺的階段，將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光狀態(tài)，使醫(yī)務(wù)人員在穩(wěn)定清晰的光照下進(jìn)行靜脈穿刺，更符合使用習(xí)慣，不影響穿刺工作。


圖1是靜脈穿刺輔助觀察裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的發(fā)光管相關(guān)控制電路的電路方框圖。圖3是本發(fā)明的一種閃爍發(fā)生電路的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
下面根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。圖1是現(xiàn)有靜脈穿刺輔助觀察裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。它包括靜脈觀察裝置的主機(jī)I和主機(jī)I上面用于放置手掌進(jìn)行靜脈觀察的靜脈觀察臺(tái)2，主機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有控制電路3和電源4?？刂齐娐?包括有用于對(duì)發(fā)光管進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)的PWM調(diào)光電路和驅(qū)動(dòng)電路；控制電路3與控制面板配合工作，以控制本裝置的工作及對(duì)發(fā)光管的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)。主機(jī)I內(nèi)部設(shè)置有由發(fā)光管和聚光裝置組 成的發(fā)光組件5，能夠向上面的觀察臺(tái)2發(fā)出高強(qiáng)度的紅光。觀察臺(tái)2上有透明的透光板6 (有些產(chǎn)品的透光板呈向上凸出的半圓型)和可分離的擋光板7，擋光板7中間開有大小與手掌心相當(dāng)?shù)耐腹饪?，使紅光只能從透光孔8射出，其他位置都被擋光板遮擋。觀察臺(tái)2上一般還設(shè)置有用于識(shí)別手掌是否放在擋光板7上面的感應(yīng)開關(guān)10，感應(yīng)開關(guān)10控制發(fā)光組件的工作，當(dāng)感應(yīng)開關(guān)10沒有感應(yīng)到手掌放在擋光板7上面時(shí)，發(fā)光組件不會(huì)發(fā)光工作，避免沒有手掌時(shí)紅光外射。使用時(shí)，將需要靜脈穿刺的手掌9向下壓在觀察臺(tái)2的擋光板7上面，感應(yīng)開關(guān)10識(shí)別到這一狀態(tài)，啟動(dòng)電路使發(fā)光組件發(fā)出紅光，紅光通過透光板6和擋光板上的透光孔8照射在手掌的手心上，在手掌的手背上便能夠清楚地顯示出靜脈位置，便于醫(yī)務(wù)工作者觀察和定位靜脈，準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)靜脈穿刺，方便工作并減少患兒的痛苦。圖2是本發(fā)明的發(fā)光管相關(guān)控制電路的電路方框圖。其中調(diào)光電路、驅(qū)動(dòng)電路和發(fā)光管屬于現(xiàn)有技術(shù)，用于使安裝在發(fā)光組件里面的紅光發(fā)光管發(fā)出亮度可調(diào)的高亮度紅光。而閃爍發(fā)生電路、閃爍切換開關(guān)K是本發(fā)明新增加的電路和部件。這些電路的一個(gè)具體實(shí)施電路如圖3。ICl即時(shí)基電路555等組成方波振蕩電路作為閃爍發(fā)生電路，其輸出的方波脈沖的高電平周期和低電平周期由電容C、電阻Rl和R2決定。根據(jù)555時(shí)基電路的工作原理可知，當(dāng)555處于充電時(shí)，充電周期Tl = 0.693 (R1+R2)C = 0.693CR1+0.693CR2，這時(shí)第3腳輸出為高電平，通過驅(qū)動(dòng)電路使發(fā)光管不發(fā)光(反相控制)，即充電周期為不發(fā)光周期Tl。當(dāng)555處于放電時(shí)，其放電周期T2=0.693CR2，這時(shí)第3腳輸出為低電平，通過驅(qū)動(dòng)電路使發(fā)光管發(fā)光，即放電周期Τ2為發(fā)光周期。由于Rl不為零，所以Τ2總是小于Tl，也即發(fā)光周期總是小于不發(fā)光周期，所以發(fā)光周期對(duì)整個(gè)脈沖周期的占空比小于0.5，實(shí)現(xiàn)節(jié)電在50%以上。一種具體的方案，通過選取電容C和電阻Rl和R2的值，(比如C取I微法，Rl取600Κ，R2取300Κ)，將放電周期也即發(fā)光周期Τ2設(shè)為大約0.2秒，充電周期也即不發(fā)光周期TI約為0.6秒，則整個(gè)脈沖周期為0.8秒，發(fā)光周期的占空比為0.25，在閃爍發(fā)光狀態(tài)，發(fā)光管節(jié)電約75%，是比較理想的方案。
閃爍切換開關(guān)K用于控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進(jìn)行切換。如圖3所示，當(dāng)閃爍切換開關(guān)K閉合時(shí)，閃爍發(fā)生電路通電工作，其輸出閃爍脈沖信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)電路控制發(fā)光管以閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作。當(dāng)閃爍切換開關(guān)K斷開時(shí)，閃爍發(fā)生電路斷開電源停止工作，沒有輸出閃爍脈沖信號(hào)，所以發(fā)光管以連續(xù)發(fā)光方式工作。閃爍發(fā)生電路所需的驅(qū)動(dòng)電路可以利用原有調(diào)光電路的驅(qū)動(dòng)電路，即兩者共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，如圖2和圖3所示。也可以自行帶一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電路，與調(diào)光電路的驅(qū)動(dòng)電路共同來驅(qū)動(dòng)發(fā)光管工作，當(dāng)然這會(huì)增加電路成本。作為進(jìn)一步改進(jìn)，閃爍切換開關(guān)K同時(shí)連接并控制調(diào)光電路的工作，使調(diào)光電路與閃爍切換開關(guān)聯(lián)動(dòng)，當(dāng)閃爍切換開關(guān)啟動(dòng)閃爍發(fā)生電路，發(fā)光管被切換在閃爍發(fā)光方式工作時(shí)，同時(shí)通過調(diào)光電路調(diào)低發(fā)光管的亮度，(大約可以調(diào)低20% — 30%的亮度)，進(jìn)一步降低功耗；而當(dāng)K斷開閃爍發(fā)生電路，發(fā)光管處于連續(xù)發(fā)光狀態(tài)時(shí)，同時(shí)失去對(duì)調(diào)光電路的控制，發(fā)光管恢復(fù)正常的較高亮度，使醫(yī)務(wù)人員能夠在更穩(wěn)定和更清晰的背景下進(jìn)行靜脈穿刺。閃爍切換開關(guān)K可以設(shè)置在主機(jī)控制面板上，根據(jù)需要通過人工手動(dòng)操作來切換閃爍發(fā)光與連續(xù)發(fā)光方式。作為改進(jìn)，閃爍切換開關(guān)K安裝在靜脈觀察臺(tái)2下面，并受所要進(jìn)行靜脈觀察的手掌壓力的控制。比如，閃爍切換開關(guān)K采用常閉的壓力開關(guān)或行程開關(guān)，安裝在靜脈觀察臺(tái)2下面，即圖1的部件11，通過聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)伸出到觀察臺(tái)2的表面，可接受擋光板7的壓迫。當(dāng)手掌9帶著擋光板7放置在觀察臺(tái)2上面、而沒有用力往下壓時(shí)，這時(shí)擋光板7的壓力不夠，閃爍開關(guān)K閉合，發(fā)光管為閃爍發(fā)光，供醫(yī)務(wù)人員觀察定位手掌背的靜脈；當(dāng)準(zhǔn)確定位靜脈、準(zhǔn)備穿刺時(shí)，醫(yī)務(wù)人員可將手掌9稍微用力往下壓，則擋光板7向下壓迫閃爍切換開關(guān)K的聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，斷開K的接點(diǎn)，將發(fā)光管切換為連續(xù)發(fā)光的狀態(tài)，不用人工操作閃爍切換開關(guān)，使用更方便。 另外，本發(fā)明的閃爍發(fā)生電路也可采用其他電路如數(shù)字電路或?qū)Ｓ?C、甚至采用微處理器MCU來實(shí)現(xiàn)。這時(shí)的閃爍發(fā)生電路可與調(diào)光電路結(jié)合在一起，用一片微處理器MCU或掩模專用IC來實(shí)現(xiàn)。這時(shí)雖然電路結(jié)構(gòu)從表面看有了改變，但在IC里面，仍然包括有調(diào)光電路和閃爍發(fā)生電路的功能模塊，跟本發(fā)明在實(shí)質(zhì)上是一樣的。
權(quán)利要求
1.一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，包括主機(jī)和靜脈觀察臺(tái)，其特征在于:主機(jī)包括有發(fā)光組件和控制電路，發(fā)光組件包括有發(fā)光管和聚光裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:所述控制電路包括有一個(gè)用于控制發(fā)光管以肉眼可見的閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作的閃爍發(fā)生電路、和一個(gè)用于控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光方式與連續(xù)發(fā)光方式之間進(jìn)行切換的閃爍切換開關(guān)，閃爍發(fā)生電路的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路控制發(fā)光管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:本發(fā)明的靜脈觀察裝置，在對(duì)靜脈進(jìn)行觀察定位的觀察階段，閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作；在對(duì)靜脈進(jìn)行穿刺的穿刺階段，閃爍切換開關(guān)將發(fā)光管切換在連續(xù)發(fā)光方式進(jìn)行工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:閃爍發(fā)生電路輸出的閃爍脈沖的周期，在0.3秒至1.5秒之間；作為更合適的方案，周期在0.5秒至I秒之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:閃爍發(fā)生電路輸出的閃爍脈沖為方波脈沖；其發(fā)光周期的占空比，小于0.5 ;作為更合適的方案，占空比在0.2到0.4之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:所述閃爍切換開關(guān)安裝在靜脈觀察臺(tái)下面，并受所要進(jìn)行靜脈觀察的手掌的壓力控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:所述控制電路還包括有調(diào)光電路，閃爍切換開關(guān)同時(shí)連接并控制調(diào)光電路的工作，當(dāng)閃爍切換開關(guān)啟動(dòng)閃爍發(fā)生電路工作時(shí)，同時(shí)通過調(diào)光電路調(diào)低發(fā)光管的亮度。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7之一所述的一種節(jié)電型靜脈觀察裝置，其特征在于:所述的控制電路還帶有調(diào)光電路，閃爍發(fā)生電路與調(diào)光電路結(jié)合在一起，由一片MCU微處理器或?qū)Ｓ肐C來實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
一種屬于醫(yī)療輔助設(shè)備的節(jié)電型靜脈觀察輔助裝置，包括主機(jī)和靜脈觀察臺(tái)，主機(jī)包括有發(fā)光組件和控制電路，發(fā)光組件包括有發(fā)光管和聚光裝置；控制電路包括有一個(gè)控制發(fā)光管以閃爍發(fā)光方式進(jìn)行工作的閃爍發(fā)生電路、和一個(gè)控制發(fā)光管在閃爍發(fā)光與連續(xù)發(fā)光之間進(jìn)行切換的閃爍切換開關(guān)，閃爍發(fā)生電路的輸出通過驅(qū)動(dòng)電路控制發(fā)光管。本發(fā)明具有降低耗電，減少發(fā)熱，延長發(fā)光管壽命的積極意義，并減少對(duì)醫(yī)務(wù)人員眼睛的傷害。
文檔編號(hào)A61B5/00GK103222854SQ20131011270
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月2日
發(fā)明者徐志強(qiáng) 申請(qǐng)人:徐志強(qiáng)