專利名稱：智能型皮膚受壓測(cè)量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械中的壓力測(cè)量裝置，尤其涉及一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀。
背景技術(shù)：
創(chuàng)傷、手術(shù)后切口或創(chuàng)面愈合時(shí)的瘢痕生長是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)上一個(gè)棘手的問題。由于瘢痕生長的機(jī)理尚不完全清楚，所以盡管目前對(duì)瘢痕的預(yù)防和治療方法種類甚多，如壓力治療、激光治療、超聲和放射治療、冷凍治療、藥物治療、硅酮材料治療、基因治療和手術(shù)治療。其中壓力治療是眾多瘢痕防治方法中釆用最多、最簡(jiǎn)單方便、對(duì)人體無損傷、且療效肯定的一種方法。在許多醫(yī)療中心，加壓療法一直作為防治病理性瘢痕的首選治療方法。足夠的、適當(dāng)?shù)膲毫?qiáng)度持續(xù)加壓是壓力治療的關(guān)鍵。綜合現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道r目前壓力治療中使用的壓力強(qiáng)度值和范圍有較大分歧，各研究報(bào)道中得出的壓力強(qiáng)度值和范圍是如何測(cè)量不得而知。至于在壓力治療中使用壓力是否正確合適，大都是憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和病人的感覺，無確切有效的科學(xué)方法檢測(cè)。
包扎是一種臨床外科技術(shù)，它是利用各種包扎材料，將其長期或短期固定于傷病肢體或身體特定部位，使其達(dá)到止血或可防止外來的創(chuàng)傷和內(nèi)在損傷，如骨折后由骨折端引起血管神經(jīng)及軟組織的損傷，從而達(dá)到治療的目的。包扎，就必需要有一定壓力，過松容易滑脫，使傷病肢體達(dá)不到固定保護(hù)治療的目的；過緊則往往使患肢出現(xiàn)腫脹、麻木，血循環(huán)障礙，嚴(yán)重時(shí)可能并發(fā)缺血性肌攣縮。而且在不同年齡、性別、部位的肢體創(chuàng)傷包扎中，壓力強(qiáng)度是不同的。應(yīng)該用多大的壓力才不至于松動(dòng)或不影響血循環(huán)，臨床治療中，大都是憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和病人的感覺，存在較大的安全隱患。
因此，現(xiàn)有技術(shù)中，憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和病人感覺調(diào)節(jié)的壓力，不能科學(xué)地為病理性瘢痕壓力治療提供準(zhǔn)確壓力數(shù)據(jù)，治療者或患者不能隨時(shí)調(diào)整壓力大小，使瘢痕的壓力治療和包扎治療的效果難以科學(xué)評(píng)價(jià)，且存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中瘢痕壓力治療和包扎治療等存在的上述技術(shù)問題，提供一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀。本發(fā)明能精確的檢測(cè)瘢痕壓力治療中所施加的壓力，能科學(xué)地為病理性瘢痕壓力治療提供準(zhǔn)確壓力數(shù)據(jù)，治療者或患 者可根據(jù)測(cè)量數(shù)值隨時(shí)調(diào)整壓力大小，使瘢痕的壓力治療科學(xué)化、規(guī)范化和系統(tǒng) 化，進(jìn)一步提高瘢痕壓力治療的效果；同時(shí)也可對(duì)臨床外科包扎治療技術(shù)中的壓 力強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，提高各種包扎治療的安全效果。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于包括用于測(cè)量人體體表壓力的壓 力傳感器、對(duì)壓力傳感器采集信號(hào)放大的電壓放大器、將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化 為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算對(duì)應(yīng)電壓值的控制器和用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示器。
所述控制器控制A/D轉(zhuǎn)換器將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，控制器對(duì) 數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓值，控制器將計(jì)算出電壓 值轉(zhuǎn)換為壓力值在顯示器上顯示。
所述壓力傳感器為兩個(gè)，壓力傳感器的面積為3—7cm2，兩個(gè)壓力傳感器形成 雙通道測(cè)量器。
所述顯示器為五個(gè)LED數(shù)碼顯示管X1—X5，包括通道LED數(shù)碼顯示管、總壓 力LED數(shù)碼顯示管、毫米汞柱LED數(shù)碼顯示管和千帕卡LED數(shù)碼顯示管。
所述控制器的引腳20為供電電源為士5V的電源端VDD，引腳8和引腳9為電 源負(fù)端VSS，引腳9和引腳lO外接晶振XT和電容Cll和C12，引腳9、引腳10、 晶振XT、電容C11和C12組成控制器的時(shí)鐘電路。
所述控制器的引腳1為復(fù)位端，引腳1外接微動(dòng)開關(guān)K1，與對(duì)應(yīng)的上拉電阻 R4組成芯片手動(dòng)復(fù)位電路，弓l腳5經(jīng)電阻Rl外接電位器W2。
所述控制器的RA0與RA1，通過電阻R2與R3的Pl和P2端外接壓力傳感器 的放大器輸出端。
所述控制器的RB0—RB6通過限流電阻R8—R14與X1—X5 LED數(shù)碼顯示管連接。
所述控制器的RC1—RC5外接電阻R15—R19，與三極管BG1—BG5形成動(dòng)態(tài)掃 描的LED數(shù)碼顯示管所需位的開關(guān)。
所述放大器為三個(gè)，放大器IC1、放大器IC2和放大器IC3形成差分式放大 電路。
采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
一、 本發(fā)明能精確的檢測(cè)瘢痕壓力治療中所施加的壓力，能科學(xué)地為病理性 瘢痕壓力治療提供準(zhǔn)確壓力數(shù)據(jù)，治療者或患者可根據(jù)測(cè)量數(shù)值隨時(shí)調(diào)整壓力大 小，使瘢痕的壓力治療科學(xué)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，進(jìn)一步提高瘢痕壓力治療的效 果。
二、 對(duì)臨床外科包扎治療技術(shù)中的壓力強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，既保證了各種包扎治療的可靠性，又避免了包扎過緊對(duì)血液循環(huán)的影響，提高了安全性。
三、 本發(fā)明通過對(duì)壓力的檢測(cè)出，克服了現(xiàn)有技術(shù)中瘢痕的壓力治療和外科 包扎治療技術(shù)中大都是憑醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)和病人的感覺的現(xiàn)狀，使治療更加科學(xué)、規(guī) 范，更具有可重復(fù)性。
四、 本發(fā)明采用微電子控制，在檢測(cè)和調(diào)節(jié)壓力時(shí)即時(shí)顯示壓力強(qiáng)度——如 總壓力、克/cm2、 mmHg、千帕等壓力值，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，操作簡(jiǎn)便?；颊咴诩抑?均可尊醫(yī)囑自行調(diào)節(jié)壓力強(qiáng)度，避免患者在接受瘢痕壓力治療過程中往返醫(yī)院帶 來的不便，減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，有較大的實(shí)用性。
五、 本發(fā)明放大器為三個(gè)，放大器IC1、放大器IC2和放大器IC3形成差分 式放大電路，可以獲得很高的共模抑制比和極低的噪聲容限，提高了測(cè)量的精確 性。
六、 本發(fā)明壓力傳感器的面積為3—7cra2，可適用于人體體表各個(gè)部位，測(cè)量 方便，增強(qiáng)了適用性。


圖1為本發(fā)明電路原理結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理示意圖
圖3為本發(fā)明放大器電路原理結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為本發(fā)明控制流程結(jié)構(gòu)示意圖
圖5為本發(fā)明測(cè)量流程示意圖
具體實(shí)施例方式
一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀，包括用于測(cè)量人體體表壓力的壓力傳感器、對(duì) 壓力傳感器采集信號(hào)放大的電壓放大器、將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的 A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算對(duì)應(yīng)電壓值的控制器和用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示器。微電子控 制處理器將放大后的電壓信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器的A/D轉(zhuǎn)換——模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字 量，再對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓值，然后將計(jì)算 出的電壓值轉(zhuǎn)換為壓力值在五位LED數(shù)碼顯示管上顯示。根據(jù)需要通過面板上的 指示按鈕任意選擇如測(cè)量通道、總壓力、公制克/cm2與水銀柱mmHg和千帕卡。
本發(fā)明中，壓力傳感器為兩個(gè)，壓力傳感器的面積為3—7cm2，例如選用兩 個(gè)總面積為4 cm2的壓力傳感器，兩個(gè)壓力傳感器形成雙通道lll量器，壓力傳感 器的內(nèi)部是由應(yīng)力片組成的橋式電路，以保證測(cè)量精度，壓力傳感器可測(cè)的最大 壓力可達(dá)lkg，壓力傳感器的輸出為lmv/lkg。顯示器為五個(gè)LED數(shù)碼顯示管X1 一X5，包括通道LED數(shù)碼顯示管、總壓力LED數(shù)碼顯示管、毫米汞柱LED數(shù)碼 顯示管和千帕卡LED數(shù)碼顯示管，LED數(shù)碼顯示管X1—X5采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，實(shí)
5現(xiàn)皮膚瘢痕受壓處所受壓力的參數(shù)總壓力、 Hg (毫米汞柱)、kPa (千帕卡) 的分別顯示。放大器為三個(gè)，放大器IC1、放大器IC2和放大器IC3形成差分式 放大電路。
本發(fā)明的控制器為芯片PIC16F837或芯片PIC16 F 877。下面以芯片PIC16F837 為例說明，控制器的引腳20為供電電源為土5V的電源端VDD，弓1腳8和引腳9 為電源負(fù)端VSS，引腳9和引腳10外接晶振XT和電容C11和C12，引腳9、弓|腳 10、晶振XT、電容Cll和C12組成控制器的時(shí)鐘電路?？刂破鞯囊_1為復(fù)位端， 引腳1外接微動(dòng)開關(guān)Kl，與對(duì)應(yīng)的上拉電阻R4組成芯片手動(dòng)復(fù)位電路，引腳5 RA3經(jīng)電阻R1外接電位器W2，為供電系統(tǒng)測(cè)量精度調(diào)整之用。控制器的RAO與 RA1，通過電阻R2與R3的Pl和P2端外接壓力傳感器的放大器輸出端?？刂破鞯?RB0—RB6通過限流電阻R8—R14與X1—X5 LED數(shù)碼顯示管連接?？刂破鞯腞C1 一RC5外接電阻R15—R19,與三極管BG1—BG5形成動(dòng)態(tài)掃描的LED數(shù)碼顯示管所 需位的開關(guān)。
電路中的各微動(dòng)開關(guān)K，作為測(cè)量時(shí)各參數(shù)手動(dòng)選測(cè)之用。電路中的供電為 兩組電源 一組為+24V,另一組為+5V，其中+24V供壓力傳感器所需的電源；+5V 為控制器所需的工作電源。為保證電路穩(wěn)定和測(cè)量精度，兩組電源均采用集成穩(wěn) 壓器IC1和IC2即LM317供電。電路中的R3是控制儀用放大器增益的，改變R3 值即可改變放大器增益。傳感器受壓4kg時(shí)，其輸出為5mv，而儀用放大器放大 后的輸出為5V。電位器VR1和VR2是放大器靜態(tài)(A、 B端輸出為零)調(diào)零電位器。
本發(fā)明中控制器為40引腳，具有的輸出口 P0RTA、 P0RTB、 P0RTC、 P0RTBD、 P0RTE，其中的P0RTD完成LED數(shù)碼顯示管的顯示功能，其余的與微動(dòng)開關(guān)配合完 成壓力和壓力強(qiáng)度的功能選擇；與接口電路配合，完成LED數(shù)碼顯示的位選接口 功能。利用控制器內(nèi)部A/D模塊提供的專用寄存器一一控制寄存器ADC0N1、 ADC0N0、以及A/D結(jié)果寄存器ADRESL (低8位)、ADRESH (高8位)等完成10位 數(shù)據(jù)處理的A/D轉(zhuǎn)換功能。
A/D轉(zhuǎn)換完成后，要對(duì)總壓力進(jìn)行壓力強(qiáng)度的處理，其中公制克/cm2與水銀 柱mmHg和千帕卡是以下列數(shù)據(jù)為依據(jù)
1000克=735. 5592mraHg
1000克=98. 0665千帕卡。
本發(fā)明的測(cè)量方法如下
打開面板上的電源開關(guān)，此時(shí)面板上的5只LED數(shù)碼顯示管即可實(shí)時(shí)顯示。 接通電源預(yù)熱約20分鐘，此期間，1支LED數(shù)碼顯示管交替顯示傳感器1、 2的 數(shù)值變化，其余四只數(shù)碼管會(huì)自動(dòng)清零，并間斷伴有"一"號(hào)出現(xiàn)，同時(shí)指示出 通道"1"和"2"，由面板上按鍵的通道開關(guān)設(shè)置決定，本測(cè)量儀即可使用。首先 利用通道開關(guān)，選取通道"1"或"2"，取其與通道對(duì)應(yīng)的一只壓力傳感器探頭，
6插入包扎人體體表材料的下面，壓力傳感器采集信號(hào)后，將信號(hào)輸入放大器，放 大器將輸入信號(hào)放大后輸送到控制器，控制器控制A/D轉(zhuǎn)換，將放大后的電壓信 號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)后，控制器采集數(shù)字信號(hào)，計(jì)算出電壓值并控制轉(zhuǎn)換為與LED 數(shù)碼顯示管對(duì)應(yīng)的顯示值后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳送到LED數(shù)碼顯示管，控制LED數(shù) 碼顯示管顯示，按需要，選擇面板上的任一功能鍵，將其按下約一秒鐘后釋放， 即可顯示所需計(jì)量的壓力強(qiáng)度——如克/cm2、 mmHg、千帕等。每選一種功能鍵， 面板上的對(duì)應(yīng)LED燈點(diǎn)亮，以指示測(cè)量的壓力強(qiáng)度的種類，所以操作使用十分簡(jiǎn) 單。
為保證測(cè)量精度，建議多次測(cè)量時(shí)，每測(cè)量之前，人工按動(dòng)歸零鍵，再在體 表皮膚包扎材料的下面置入傳感器探頭進(jìn)行測(cè)量。
當(dāng)需要應(yīng)急測(cè)量時(shí)，如因包扎治療需要，本測(cè)量儀無需開機(jī)預(yù)熱時(shí)間，只要 將測(cè)量儀的電源接通，五位LED數(shù)碼顯示管已實(shí)時(shí)顯示，此時(shí)人工按動(dòng)歸零按鍵， 四位LED數(shù)碼顯示管可自動(dòng)清零，即可按照上述的測(cè)量方法，進(jìn)行皮膚受壓強(qiáng)度 的測(cè)量。
顯然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)所掌握的技術(shù)知識(shí)和慣用手段，根據(jù)以上 所述內(nèi)容，還可以作出不脫離本發(fā)明基本技術(shù)思想的多種形式，這些形式上的變 換均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于包括用于測(cè)量人體體表壓力的壓力傳感器、對(duì)壓力傳感器采集信號(hào)放大的電壓放大器、將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算對(duì)應(yīng)電壓值的控制器和用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控制器控制A/D轉(zhuǎn)換器將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，控制器對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過采集到的數(shù)據(jù)計(jì)算出電壓值，控制器將計(jì)算出電壓值轉(zhuǎn)換為壓力值在顯示器上顯示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述壓力傳感器為兩個(gè)，壓力傳感器的面積為3—7cm2，兩個(gè)壓力傳感器形成雙通道測(cè)量器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述顯示器為五個(gè)LED數(shù)碼顯示管X1—X5，包括通道LED數(shù)碼顯示管、總壓力LED數(shù)碼 顯示管、毫米汞柱LED數(shù)碼顯示管和千帕卡LED數(shù)碼顯示管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控 制器的引腳20為供電電源為±5V的電源端VDD，引腳8和引腳9為電源負(fù)端VSS， 引腳9和引腳lO外接晶振XT和電容Cll和C12，引腳9、引腳IO、晶振XT、電 容Cll和C12組成控制器的時(shí)鐘電路。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控 制器的引腳1為復(fù)位端，引腳1外接微動(dòng)開關(guān)Kl，與對(duì)應(yīng)的上拉電阻R4組成芯 片手動(dòng)復(fù)位電路，引腳5經(jīng)電阻R1外接電位器W2。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控 制器的RA0與RA1,通過電阻R2與R3的Pl和P2端外接壓力傳感器的放大器輸 出端。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控制器 的RB0—RB6通過限流電阻R8—R14與X1—X5 LED數(shù)碼顯示管連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述控制器 的RC1—RC5外接電阻R15—R19，與三極管BG1—BG5形成動(dòng)態(tài)掃描的LED數(shù)碼顯 示管所需位的開關(guān)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能型皮膚受壓測(cè)量儀，其特征在于所述 放大器為三個(gè)，放大器IC1、放大器IC2和放大器IC3形成差分式放大電路。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種智能型皮膚受壓測(cè)量儀，包括用于測(cè)量人體體表壓力的壓力傳感器、對(duì)壓力傳感器采集信號(hào)放大的電壓放大器、將放大后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)算對(duì)應(yīng)電壓值的控制器和用于顯示測(cè)量結(jié)果的顯示器。本發(fā)明能精確的檢測(cè)出瘢痕壓力治療中所需要的壓力，能科學(xué)地為病理性瘢痕壓力治療提供準(zhǔn)確壓力數(shù)據(jù)，治療者或患者可根據(jù)測(cè)量數(shù)值隨時(shí)調(diào)整壓力大小，使瘢痕的壓力治療科學(xué)化、規(guī)范化和系統(tǒng)化，進(jìn)一步提高瘢痕壓力治療的效果；同時(shí)也可對(duì)臨床外科包扎治療技術(shù)中的壓力強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)定，提高各種包扎治療的安全效果。
文檔編號(hào)G01L1/00GK101496755SQ200910058179
公開日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月16日
發(fā)明者聰 趙, 宇 鐘, 陳大夫 申請(qǐng)人:成都市第二人民醫(yī)院