專利名稱：電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置。
背景技術(shù)：
心肺復(fù)蘇基礎(chǔ)研究常采用小動(dòng)物如大鼠作為研究對象，在小動(dòng)物心跳驟停 后目前的復(fù)蘇手段是手指人工胸外按壓，由于小動(dòng)物心率極快，人工胸外按壓
的頻率不夠快(要求最少達(dá)到200次/分鐘)、按壓的深度不夠恒定，按壓位置 經(jīng)常偏移，嚴(yán)重影響了研究結(jié)果的可靠性。同時(shí)，市場上的小動(dòng)物呼吸機(jī)，均 沒有調(diào)節(jié)氧濃度的功能，不能滿足心肺復(fù)蘇實(shí)驗(yàn)的要求。更重要的是，按照動(dòng) 物的生理學(xué)特征，動(dòng)物復(fù)蘇時(shí)候機(jī)械通氣和胸外按壓要求按比例同步聯(lián)動(dòng)。針 對上述存在的問題，申請人于2006年8月23日提出了"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"實(shí) 用新型專利申請并在2007年9月5日獲得了授權(quán)(ZL 2006 2 0063261.9)。對 于該"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"，在實(shí)際應(yīng)用中存在著下列的問題和缺點(diǎn)
(1)在該"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"中，總電磁閥控制系統(tǒng)發(fā)出的指令到達(dá)呼 吸控制部分的電磁閥控制分系統(tǒng)，由呼吸控制部分的電磁閥控制分系統(tǒng)通過壓 縮氣體驅(qū)動(dòng)的方式分別驅(qū)動(dòng)氣控的吸氣三通閥和氣控的呼氣三通閥的交替開 關(guān)，濃度可調(diào)節(jié)的空氣氧氣混合氣體被輸送到動(dòng)物的呼吸系統(tǒng)，動(dòng)物相應(yīng)完成 吸氣、呼氣的動(dòng)作；與此同時(shí)，總電磁控制系統(tǒng)發(fā)出的指令到達(dá)氣缸胸外按壓 控制部分的電磁閥控制分系統(tǒng)，交替發(fā)出高電平和低電平信號(hào)，壓縮空氣經(jīng)該 電磁闊驅(qū)動(dòng)按壓汽缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成胸外按壓的動(dòng)作。
在實(shí)際應(yīng)用過程中我們發(fā)現(xiàn)存在缺陷由于呼吸控制部分的電磁閥控制分系 統(tǒng)是通過壓縮氣體驅(qū)動(dòng)的方式分別驅(qū)動(dòng)氣控的吸氣三通閥和氣控的呼氣三通閥 的交替開關(guān)，在呼吸頻率高達(dá)100次/分鐘的情況下，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)的方式在控制氣控的吸氣三通閥和氣控的呼氣三通閥的交替開關(guān)方面存在著時(shí)間的靈敏度 問題，導(dǎo)致呼氣、吸氣動(dòng)作不能及時(shí)切換；同時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)氣缸胸外按壓運(yùn)動(dòng) 的電磁閥直接接受總電磁閥控制系統(tǒng)發(fā)出的電控指令，能快速驅(qū)動(dòng)按壓汽缸往 復(fù)運(yùn)動(dòng)，完成胸外按壓的動(dòng)作，但由于上述氣動(dòng)控制導(dǎo)致呼吸通氣部分的靈敏 度問題，結(jié)果是胸外按壓動(dòng)作和呼吸通氣動(dòng)作在同步聯(lián)動(dòng)方面也存在著不協(xié)調(diào) 性。
(2) 在該"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"中，壓縮空氣在經(jīng)過壓縮空氣調(diào)壓閥后， 分兩路同時(shí)供應(yīng)呼吸部分和胸外按壓部分，用于完成動(dòng)物的呼吸通氣動(dòng)作和快 速驅(qū)動(dòng)按壓汽缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
在實(shí)際應(yīng)用過程中我們發(fā)現(xiàn)存在缺陷由于供應(yīng)呼吸部分的壓縮空氣要求氣 流和壓力恒定，但由于壓縮空氣快速驅(qū)動(dòng)按壓汽缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)造成壓縮空氣管 道內(nèi)氣流和氣壓的急劇波動(dòng)，影響了供應(yīng)呼吸動(dòng)作氣流、氣壓的穩(wěn)定性。
(3) 在該"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"中，供氣調(diào)節(jié)部分包括機(jī)械式混合氧調(diào)節(jié) 器以及氣體流量調(diào)節(jié)器，壓縮空氣和氧氣在混合氧調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)后輸出符合實(shí)驗(yàn) 要求濃度的混合氧氣，混合氧氣經(jīng)氣體流量調(diào)節(jié)器可以進(jìn)入常閉型吸氣三通閥， 供應(yīng)動(dòng)物吸氣時(shí)候所需要的混合氧氣。
在實(shí)際應(yīng)用過程中我們發(fā)現(xiàn)存在缺陷①市面上商品化的機(jī)械式混合氧調(diào)節(jié) 器均為臨床所設(shè)計(jì)(潮氣量10 15ml/kg)，而目前我們動(dòng)物實(shí)驗(yàn)所用的小動(dòng)物 如大鼠(潮氣量0. 5ml/100g)體重一般為150-500g，所需潮氣量一般不超過3ml， 故目前所應(yīng)有的機(jī)械式混合氧調(diào)節(jié)器并非最佳選擇，同時(shí)用于本"動(dòng)物心肺復(fù) 蘇裝置"的機(jī)械式混合氧調(diào)節(jié)器，市場上價(jià)格高達(dá)2萬元/臺(tái)，限制了本產(chǎn)品的 推廣。②原先的"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"的供氣調(diào)節(jié)部分，只有調(diào)節(jié)功能而沒有 流量監(jiān)測功能，故只能調(diào)節(jié)氣流大小，但不能實(shí)時(shí)顯示實(shí)際潮氣量，需要通過 第三方的檢測工具檢測實(shí)際潮氣量。
(4) 在該"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"中，整個(gè)裝置的通氣和胸外按壓由電磁閥 控制系統(tǒng)統(tǒng)一控制，所有的參數(shù)必須通過控制面板上的固定開關(guān)或旋鈕來調(diào)節(jié)。
在實(shí)際應(yīng)用過程中我們發(fā)現(xiàn)存在缺陷①電磁閥控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)只能通過控制面板上有限的固定開關(guān)或旋鈕來調(diào)節(jié)，內(nèi)置的PLC即可編程控制器 (Programmable logic Controller)雖然可以按照實(shí)驗(yàn)的參數(shù)要求如胸外按壓 /機(jī)械通氣的比例、吸氣/呼氣的比例、吸氣動(dòng)作在胸外按壓或放松的何個(gè)時(shí)間 點(diǎn)開始等等多個(gè)不同參數(shù)的組合要求，設(shè)定固定開關(guān)或調(diào)節(jié)旋鈕輸出相應(yīng)的預(yù) 設(shè)控制指令，但由于控制面板的板面所限，只能預(yù)設(shè)有限的多參數(shù)組合指令控 制鍵，不能將所有的可調(diào)節(jié)參數(shù)任意組合起來，輸出可任意無窮變化的多參數(shù) 組合指令。②更重要的是，原先的"動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置"的電磁閥控制系統(tǒng)控 制面板，只有調(diào)節(jié)參數(shù)功能，沒有實(shí)時(shí)監(jiān)測功能，故未能實(shí)時(shí)顯示實(shí)際的參數(shù) 如實(shí)際潮氣量、實(shí)際的分鐘通氣量，也不能顯示多參數(shù)組合指令中各個(gè)參數(shù)的 設(shè)定情況。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的是提供一種電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝 置，能夠在心肺復(fù)蘇時(shí)候有效進(jìn)行高頻、恒定的胸外按壓和高靈敏、按比例聯(lián) 動(dòng)機(jī)械通氣的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測和顯示實(shí)際的參數(shù)值。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為 一種電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝 置，它包括供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分、呼吸通氣部分，所述供氣調(diào)節(jié)部分 分別與胸外按壓部分、呼吸通氣部分連接相通，還包括連接有可編程控制器的 觸摸屏，該觸摸屏分別與供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分和呼吸通氣部分連接控 制。
所述呼吸通氣部分包括與動(dòng)物氣管連接的氣體通道、常閉型電動(dòng)吸氣三通 閥和常開型電動(dòng)呼氣三通閥，所述氣體通道、電動(dòng)吸氣三通闊和電動(dòng)呼氣三通 閥連接相通于一處，所述電動(dòng)吸氣三通閥還與所述供氣調(diào)節(jié)部分連接，所述觸 摸屏分別與所述電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通闊連接。觸摸屏-PLC直接發(fā)出 電信號(hào)到達(dá)電動(dòng)吸氣三通閥和呼氣三通閥，通過吸氣三通閥和呼氣三通閥的交 替開關(guān)，完成動(dòng)物的機(jī)械通氣。
所述供氣調(diào)節(jié)部分包括兩個(gè)與輸送空氣的管道連接的壓縮空氣調(diào)節(jié)器、氧氣調(diào)節(jié)器、空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器， 其中一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器直接與所述胸外按壓部分連接，另一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié) 器通過空氣流量采集控制器與潮氣量流量采集控制器連接，氧氣調(diào)節(jié)器通過氧 氣流量控制器與潮氣量流量采集控制器連接，潮氣量流量采集控制器再與所述 呼吸通氣部分鏈接，所述觸摸屏分別與空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器 和潮氣量流量采集控制器連接。壓縮空氣源分兩路分別經(jīng)過兩個(gè)獨(dú)立的壓縮空 氣調(diào)壓閥，獨(dú)立供應(yīng)供氣調(diào)節(jié)部分和胸外按壓部分，用于分別獨(dú)立完成動(dòng)物的 呼吸通氣動(dòng)作和快速驅(qū)動(dòng)按壓汽缸往復(fù)運(yùn)動(dòng)。各流量采集控制器具有按需要調(diào)
節(jié)流量的功能，同時(shí)是實(shí)時(shí)監(jiān)測流量大小的傳感器。通過觸摸屏-PLC的設(shè)定，
能精確地調(diào)節(jié)和以及監(jiān)測小動(dòng)物呼吸所需要的氧濃度以及潮氣量。
所述呼吸通氣部分包括與動(dòng)物氣管連接的氣體通道、常閉型電動(dòng)吸氣三通 閥和常開型電動(dòng)呼氣三通閥，所述氣體通道、電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通 閥連接相通于一處，所述觸摸屏分別與所述電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通閥
連接；所述供氣調(diào)節(jié)部分包括兩個(gè)與輸送空氣的管道連接的壓縮空氣調(diào)節(jié)器、 氧氣調(diào)節(jié)器、空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器， 其中一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器直接與所述胸外按壓部分的氣缸按壓控制電磁閥連 接，另一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器通過空氣流量采集控制器與潮氣量流量采集控制器 連接，氧氣調(diào)節(jié)器通過氧氣流量控制器與潮氣量流量采集控制器連接，所述觸 摸屏分別與空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器連 接；所述呼吸通氣部分的電動(dòng)吸氣三通閥與所述供氣調(diào)節(jié)部分的潮氣量流量采 集控制器連接。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本適用新型通過觸摸屏和可編程控制器的連接，使觸摸 屏設(shè)定的參數(shù)經(jīng)過可編程控制器發(fā)出任意組合的電控指令，分別傳送給各個(gè)氣 體流量采集控制器、電動(dòng)閥，分別控制供氣部分、機(jī)械通氣部分和胸外按壓部 分，多參數(shù)組合指令的預(yù)設(shè)參數(shù)顯示于觸摸屏，各個(gè)氣體流量采集控制器的實(shí) 際流量反饋實(shí)時(shí)顯示于觸摸屏。通過電控的空氣、氧氣流量采集控制器輸出恒 流、恒壓、可調(diào)節(jié)混合氧氣濃度的潮氣量，能夠在心肺復(fù)蘇時(shí)候有效進(jìn)行高頻、恒定的胸外按壓和高靈敏、按比例聯(lián)動(dòng)機(jī)械通氣的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測和顯示實(shí)際 的參數(shù)值。
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
請參閱
圖1，本實(shí)施例的電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置包括供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按
壓部分、呼吸通氣部分以及連接有可編程控制器的觸摸屏12。呼吸通氣部分包 括與動(dòng)物氣管連接的氣體通道11、常閉型電動(dòng)吸氣三通閥9和常開型電動(dòng)呼氣 三通閥10，氣體通道11、電動(dòng)吸氣三通閥9和電動(dòng)呼氣三通閥10連接相通于 一處；供氣調(diào)節(jié)部分包括兩個(gè)與輸送空氣的管道1連接的壓縮空氣調(diào)節(jié)器3、 4、 氧氣調(diào)節(jié)器5、空氣流量采集控制器6、氧氣流量控制器7和潮氣量流量采集控 制器8，其中一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器直接與胸外按壓部分的氣缸按壓控制電磁閥 13連接，另一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器3通過空氣流量采集控制器6與潮氣量流量采 集控制器8連接，氧氣調(diào)節(jié)器5通過氧氣流量控制器7與潮氣量流量采集控制 器8連接；呼吸通氣部分的電動(dòng)吸氣三通閥9與供氣調(diào)節(jié)部分的潮氣量流量采 集控制器8連接；觸摸屏12分別與電動(dòng)吸氣三通閥8、電動(dòng)呼氣三通閥9和氣 缸按壓控制電磁閥13連接，觸摸屏12還分別與空氣流量采集控制器6、氧氣 流量控制器7和潮氣量流量采集控制器8連接。
壓縮空氣源通過氣體通道11進(jìn)入壓縮空氣調(diào)節(jié)器3、 4調(diào)節(jié)后輸出合適壓力 的空氣，氧氣源通過氧氣調(diào)節(jié)器5調(diào)節(jié)后輸出合適壓力的氧氣；按照實(shí)驗(yàn)需要 的混合氧濃度和潮氣量，通過觸摸屏12分別設(shè)定空氣/氧氣混合比例、空氣/氧 氣的流量以及潮氣量，發(fā)出電指令分別到達(dá)空氣流量采集控制器6，氧氣流量采 集控制器7，以及潮氣量流量采集控制器8;空氣調(diào)節(jié)器4調(diào)節(jié)后的空氣通過空氣流量采集控制器6，氧氣調(diào)節(jié)器5調(diào)節(jié)后輸出的氧氣通過氧氣流量采集控制器 7，混合得出符合實(shí)驗(yàn)要求氧濃度的混合氧氣，進(jìn)一步經(jīng)過潮氣量流量采集控制 器8，輸出符合要求的精確潮氣量供應(yīng)動(dòng)物吸氣所需；其中，空氣流量采集控制 器6，氧氣流量采集控制器7，以及潮氣量流量采集控制器8不僅具有調(diào)節(jié)相應(yīng) 流量的功能，同時(shí)也是流量傳感器，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測實(shí)際流量，并反饋回觸摸屏 12上實(shí)時(shí)顯示數(shù)值。
在觸摸屏12呼吸控制分系統(tǒng)的控制下，交替發(fā)出高電平和低電平信號(hào)，完 成動(dòng)物的吸氣、呼氣動(dòng)作。當(dāng)觸摸屏12呼吸控制分系統(tǒng)發(fā)出高電平信號(hào)時(shí)候， 電指令使常閉型電動(dòng)吸氣三通閥9由平時(shí)的關(guān)閉狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開放狀態(tài)，由此混 合氧氣進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，與此同時(shí)常開型電動(dòng)呼氣三通閥10由平時(shí)的常開狀態(tài)轉(zhuǎn) 換為關(guān)閉狀態(tài)，混合氧氣相應(yīng)只能進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)而不會(huì)排除體外，結(jié)果完成吸 氣動(dòng)作；當(dāng)觸摸屏12呼吸控制分系統(tǒng)發(fā)出低電平信號(hào)時(shí)候，此常閉型電動(dòng)吸氣 三通閥9由吸氣時(shí)候的開放狀態(tài)回復(fù)到原先的閉合狀態(tài)，混合氧氣停止進(jìn)入動(dòng) 物體內(nèi)，與此同時(shí)常開型電動(dòng)呼氣三通閥10由吸氣時(shí)的閉合狀態(tài)回復(fù)到原先的 開放狀態(tài)，由于動(dòng)物胸廓的自然回縮，氣體相應(yīng)排除體外，結(jié)果是完成呼氣動(dòng) 作。
在觸摸屏12氣缸胸外按壓控制分系統(tǒng)交替發(fā)出高電平和低電平信號(hào)情況 下，胸外按壓氣缸14在經(jīng)過壓縮空氣調(diào)節(jié)器3調(diào)壓后的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)下，往復(fù) 運(yùn)動(dòng)，完成胸外按壓的動(dòng)作。
整個(gè)供氣部分、機(jī)械通氣和胸外按壓由連接有可編程控制器的觸摸屏12統(tǒng) 一控制，觸摸屏12發(fā)出的電信號(hào)分別傳送給各個(gè)氣體流量采集控制器、電動(dòng)閥， 分別控制供氣部分、機(jī)械通氣部分和胸外按壓部分，多參數(shù)組合指令的預(yù)設(shè)參 數(shù)顯示于觸摸屏，各個(gè)氣體流量采集控制器的實(shí)際流量反饋顯示于觸摸屏達(dá)到 實(shí)時(shí)監(jiān)測的目的。升降支架15可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求調(diào)節(jié)高度。
權(quán)利要求1、一種電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置，它包括供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分、呼吸通氣部分，所述供氣調(diào)節(jié)部分分別與胸外按壓部分、呼吸通氣部分連接相通，其特征在于，還包括連接有可編程控制器的觸摸屏，該觸摸屏分別與供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分和呼吸通氣部分連接控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，所述呼吸 通氣部分包括與動(dòng)物氣管連接的氣體通道、常閉型電動(dòng)吸氣三通閥和常開型電 動(dòng)呼氣三通閥，所述氣體通道、電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通閥連接相通于 一處，所述電動(dòng)吸氣三通閥還與所述供氣調(diào)節(jié)部分連接，所述觸摸屏分別與所 述電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通閥連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，所述供氣 調(diào)節(jié)部分包括兩個(gè)與輸送空氣的管道連接的壓縮空氣調(diào)節(jié)器、氧氣調(diào)節(jié)器、空 氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器，其中一個(gè)壓縮 空氣調(diào)節(jié)器直接與所述胸外按壓部分連接，另一個(gè)壓縮空氣調(diào)節(jié)器通過空氣流 量采集控制器與潮氣量流量采集控制器連接，氧氣調(diào)節(jié)器通過氧氣流量控制器 與潮氣量流量采集控制器連接，潮氣量流量采集控制器再與所述呼吸通氣部分 鏈接，所述觸摸屏分別與空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量 采集控制器連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置，其特征在于，所述呼吸 通氣部分包括與動(dòng)物氣管連接的氣體通道、常閉型電動(dòng)吸氣三通閥和常開型電 動(dòng)呼氣三通閥，所述氣體通道、電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通閥連接相通于 一處，所述觸摸屏分別與所述電動(dòng)吸氣三通閥和電動(dòng)呼氣三通閥連接；所述供 氣調(diào)節(jié)部分包括兩個(gè)與輸送空氣的管道連接的壓縮空氣調(diào)節(jié)器、氧氣調(diào)節(jié)器、 空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器，其中一個(gè)壓 縮空氣調(diào)節(jié)器直接與所述胸外按壓部分的氣缸按壓控制電磁閥連接，另一個(gè)壓 縮空氣調(diào)節(jié)器通過空氣流量采集控制器與潮氣量流量采集控制器連接，氧氣調(diào)節(jié)器通過氧氣流量控制器與潮氣量流量采集控制器連接，所述觸摸屏分別與空氣流量采集控制器、氧氣流量控制器和潮氣量流量采集控制器連接；所述呼吸 通氣部分的電動(dòng)吸氣三通閥與所述供氣調(diào)節(jié)部分的潮氣量流量采集控制器連 接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電控動(dòng)物心肺復(fù)蘇裝置，它包括供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分、呼吸通氣部分，所述供氣調(diào)節(jié)部分分別與胸外按壓部分、呼吸通氣部分連接相通，還包括連接有可編程控制器的觸摸屏，該觸摸屏分別與供氣調(diào)節(jié)部分、胸外按壓部分和呼吸通氣部分連接控制。本實(shí)用新型能夠在心肺復(fù)蘇時(shí)候有效進(jìn)行高頻、恒定的胸外按壓和高靈敏、按比例聯(lián)動(dòng)機(jī)械通氣的同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測和顯示實(shí)際的參數(shù)值。
文檔編號(hào)A61H31/00GK201366067SQ20092005035
公開日2009年12月23日 申請日期2009年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者方向韶, 岳 符, 陳禮雄, 黃子通 申請人:中山大學(xué)附屬第二醫(yī)院