專(zhuān)利名稱(chēng)：血壓自動(dòng)測(cè)量控制儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種自動(dòng)測(cè)量、控制人體或其它生物體血壓的儀器。
血壓內(nèi)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的問(wèn)題是臨床中最常見(jiàn)且較難解決的一個(gè)問(wèn)題。由于各種原因引起的血壓內(nèi)調(diào)節(jié)系統(tǒng)失調(diào)，使生物體血壓處在異常狀態(tài)，需要盡快了解血壓情況并施以相應(yīng)的治療?，F(xiàn)有的各類(lèi)自動(dòng)監(jiān)視、測(cè)量血壓值的裝置只能較準(zhǔn)確地測(cè)出血壓值，然后再由輸液裝置將藥物輸入生物體內(nèi)。但是，現(xiàn)有的輸液裝置的輸液速度并不能根據(jù)病情需要自動(dòng)改變，而是由醫(yī)護(hù)人員根據(jù)病情隨時(shí)手動(dòng)調(diào)節(jié)藥物注射速度。由于影響血壓的許多藥物是生物體敏感的有毒物質(zhì)，微小的藥量變化也會(huì)引起血壓的大幅度變化，對(duì)生物體非常不利。況且，血壓系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的時(shí)變系統(tǒng)，由手動(dòng)維持血壓穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)是相當(dāng)不易的，且又需要醫(yī)護(hù)人員精神高度集中，勞動(dòng)強(qiáng)度大。
為此，本實(shí)用新型提出一種能對(duì)生物體血壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)、特別是自動(dòng)控制的儀器，使血壓調(diào)節(jié)自動(dòng)化，提高治療及監(jiān)護(hù)質(zhì)量，減輕醫(yī)務(wù)人員勞動(dòng)強(qiáng)度。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)血壓的最優(yōu)自動(dòng)控制，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案鑒于生物系統(tǒng)具有大時(shí)延、強(qiáng)干擾、個(gè)體差異大等特點(diǎn)，必須在控制前獲得生物體的固有生理特性，即對(duì)受控的生物體進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)，建立其相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型結(jié)構(gòu)，將測(cè)得的血壓數(shù)據(jù)預(yù)濾波后，辨認(rèn)出系統(tǒng)模型參數(shù)，根據(jù)測(cè)得的該時(shí)刻的血壓數(shù)據(jù)和前時(shí)刻的血壓數(shù)據(jù)及藥物注射速度計(jì)算出該時(shí)刻的合適的藥物注射速度，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制。依據(jù)上述原理和帶有魯捧性保護(hù)措施的自適應(yīng)控制方法，特設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)由A／D轉(zhuǎn)換器、中央處理單元、存貯器，輸入健盤(pán)，顯示器，輸入－－輸出接口聯(lián)結(jié)構(gòu)成；并且自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)還與血壓傳感器、弱信號(hào)放大器、步進(jìn)電機(jī)、機(jī)械輸液裝置及受控的生物體連接構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的解決方案，可以進(jìn)一步用如下附圖進(jìn)行說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖2為本實(shí)用新型的機(jī)械輸液裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
參照
圖1，生物體(11)及血壓傳感器(1)、弱信號(hào)放大器(2)依次連接至控制機(jī)構(gòu)的A／D轉(zhuǎn)換器(3)，控制機(jī)構(gòu)可按圖示線(xiàn)路依次連接，再由控制機(jī)構(gòu)的輸入——輸出接口(8)依次連接步進(jìn)電機(jī)(9)、機(jī)械輸液裝置(10)至生物體。機(jī)械輸液裝置采用如圖2所示的結(jié)構(gòu)，即由壓塊機(jī)構(gòu)(12)，連接在步進(jìn)電機(jī)軸端的滾動(dòng)軸承(13)及夾持在壓塊與軸承之間的輸液管(14)組成。為防止輸液管中氣泡進(jìn)入生物體，本實(shí)用新型還在機(jī)械輸液裝置上連接有由光敏元件(15)及蜂鳴喇叭(16)構(gòu)成的氣泡報(bào)警器，光敏元件(15)可采用光敏電阻，放置在輸液管上。在中央處理單元(4)上通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)連接有一個(gè)蜂鳴喇叭(16)，構(gòu)成血壓超出允許范圍的報(bào)警器。上述兩個(gè)蜂鳴喇叭以共用一個(gè)為好。
實(shí)現(xiàn)血壓自動(dòng)控制的工作過(guò)程如下由血壓傳感器(1)測(cè)量出生物體(11)的血壓并轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，此信號(hào)經(jīng)放大器(2)放大后再送入模／數(shù)轉(zhuǎn)換器(3)，使模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)再送入CPU－－中央處理單元(4)，CPU根據(jù)送入的信號(hào)及控制前得到的血壓系統(tǒng)的模型和以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算、管理、決策并給出最優(yōu)的藥液流速，由存貯器(5)將信號(hào)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果等進(jìn)行存貯，由輸入健盤(pán)(6)輸入指令，進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)，通過(guò)顯示器(7)來(lái)顯示血壓值和藥液流速以及其它希望的數(shù)據(jù)，再由CPU給出最優(yōu)的藥液流速值，即控制信號(hào)。此信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入——輸出接口(8)來(lái)控制與接口連接的步進(jìn)電機(jī)(9)的轉(zhuǎn)速，由于機(jī)械輸液裝置(10)的滾動(dòng)軸承(13)裝在電機(jī)的軸端，因此，夾持在壓塊機(jī)構(gòu)(12)及軸承之間的輸液管(14)中的藥液流速也就相應(yīng)地由步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)決定，并使具有該流速的藥液由輸液管注入生物體的靜脈，控制生物體的血壓，使血壓值保持在期望的數(shù)值內(nèi)。經(jīng)過(guò)一個(gè)時(shí)間間隔(該時(shí)間間隔由CPU根據(jù)藥物種類(lèi)及生物類(lèi)別來(lái)決定)，再由血壓傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)換出生物體的血壓，依照上述實(shí)施程序再次控制，以此連續(xù)實(shí)現(xiàn)有一定時(shí)間間隔的血壓自動(dòng)測(cè)量控制。當(dāng)輸液管中有氣泡經(jīng)過(guò)光敏元件(15)時(shí)，光敏元件(15)送出一個(gè)信號(hào)至蜂鳴喇叭(16)，發(fā)出聲音報(bào)警，同時(shí)停止輸液，將氣泡排出后，再繼續(xù)輸液。當(dāng)由于某種原因，血壓超出了允許范圍時(shí)，也發(fā)出聲音報(bào)警(與氣泡報(bào)警的音頻不同)。
本實(shí)用新型提供的血壓自動(dòng)測(cè)量控制儀，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)，它不干涉醫(yī)生治療方案，用藥種類(lèi)及藥物濃度，血壓期望值可由醫(yī)生決定并可根據(jù)治療需要隨時(shí)改變，其控制范圍比較廣泛，能用于不同的醫(yī)療場(chǎng)合，各種藥物、不同的降血壓、升血壓的目的，還能避免因控制量過(guò)大而引起的不良反映。魯捧性保護(hù)策略使系統(tǒng)能夠保持全局穩(wěn)定，在血壓期望值改變，人體模型突變或生理?xiàng)l件變化時(shí)，仍然能保持穩(wěn)定控制，特別是用于具有強(qiáng)干擾和大時(shí)延的血壓控制場(chǎng)合，該自動(dòng)測(cè)控儀已經(jīng)過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床驗(yàn)證，其控制精度1、100％時(shí)間內(nèi)，兔子平均動(dòng)脈壓控制在期望值±10mmHg以?xún)?nèi)，94.5％時(shí)間內(nèi)，在期望值±5mmHg以?xún)?nèi)；2、100％時(shí)間內(nèi)，人體血壓控制在期望值±10mmHg以?xún)?nèi)，93.51％的時(shí)間內(nèi)在期望值±5mmHg以?xún)?nèi)。另外，本自動(dòng)控制儀有氣泡報(bào)警，血壓超出允許范圍報(bào)警，可監(jiān)視血壓變化情況和藥物的瞬時(shí)速度。有人與機(jī)對(duì)話(huà)功能，必要時(shí)，可進(jìn)行人為干涉。
本實(shí)用新型可用作于臨床病人血壓監(jiān)護(hù)，也可作為一般輸液泵，根據(jù)指令，均勻給出藥物。
作為本實(shí)用新型的擴(kuò)展，將血壓傳感器換為其它生物變質(zhì)的傳感器，并修改一些控制參數(shù)，即可用作于其它生物變量的自動(dòng)測(cè)量控制儀。
權(quán)利要求1.一種由血壓傳感器(1)、弱信號(hào)放大器(2)、步進(jìn)電機(jī)(9)、機(jī)械輸液裝置(10)構(gòu)成的生物體血壓自動(dòng)測(cè)控儀，其特征在于還具有自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，并且血壓傳感器(1)、弱信號(hào)放大器(2)和步進(jìn)電機(jī)(9)，機(jī)械輸液裝置(10)與自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)及生物體連接構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，所說(shuō)的控制機(jī)構(gòu)由A/D轉(zhuǎn)換器(3)、中央處理單元(4)、存貯器(5)、輸入健盤(pán)(6)、顯示器(7)、輸入-輸出接口(8)聯(lián)結(jié)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血壓自動(dòng)測(cè)控儀，其特征在于自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的中央處理單元連接有血壓超出控制范圍的報(bào)警器，所說(shuō)的報(bào)警器是一個(gè)蜂鳴喇叭(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血壓自動(dòng)測(cè)控儀，其特征在于機(jī)械輸液裝置上還連接有氣泡報(bào)警器，所說(shuō)的報(bào)警器由光敏元件(15)及蜂鳴喇叭(16)構(gòu)成。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型是一種用于人體或其它生物體的血壓自動(dòng)測(cè)量控制儀。它具有由A/D轉(zhuǎn)換器(3)、中央處理單元(4)存貯器(5)輸入健盤(pán)(6)顯示器(7)、輸入——輸出接口(8)聯(lián)結(jié)而構(gòu)成的自動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，并且控制機(jī)構(gòu)還與血壓傳感器(1)弱信號(hào)放大器(2)和步進(jìn)電機(jī)(9)，機(jī)械輸液裝置(10)及生物體(11)連接構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)。該血壓自動(dòng)控制儀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用范圍廣，采取魯捧性保護(hù)策略使系統(tǒng)能全局穩(wěn)定，控制精度在100％時(shí)間內(nèi)，血壓控制在期望值±10mmHg內(nèi)。
文檔編號(hào)A61B5/02GK2038366SQ8820788
公開(kāi)日1989年5月31日 申請(qǐng)日期1988年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月28日
發(fā)明者瞿曉軍, 張志方, 崔啟文, 王璽, 崔金喜 申請(qǐng)人:國(guó)家機(jī)械工業(yè)委員會(huì)第二○二研究所