CN102579237A - 具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统，包括系统主机、通气管路、肢体套筒和检测传感器，所述系统主机通过通气管路而连接于肢体套筒，所述肢体套筒根据系统主机的控制而向其内的患者肢体提供一定强度的空气压力以改变肢体的血液循环状态，所述检测传感器安装于肢体套筒、并用于实时检测其内肢体的血液循环状态，并将检测信号传输至系统主机，所述系统主机根据检测传感器的传输信号来自动调整对肢体套筒的充放气操作，通过本发明所述的间歇充气加压系统能够控制自动调整充气加压的时间间隔，很好地促进血液循环，有助于预防深静脉血栓的形成，并缓解和预警由此引起的各种症状，具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种能促进血液和组织液循环的充气加压医疗-康复器械，更具体的涉及一种具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统。
背景技术
间歇充气加压系统（Intermittent Pneumatic Compression）是一种通过将一定强度的空气压力，通过肢体套筒，按一定的时间、位置顺序和间歇间隔等方式施加于患者的肢体的医疗、康复器械，可以有效促进血液和组织液的循环，有助于预防深静脉血栓的形成，可以改善肢体动脉供血，治疗肢体静脉性水肿和下肢动脉缺血性疾病，并缓解由此引起的各种症状。目前该类设备有空气压力治疗仪（IPC）和空气压力抗栓泵（DVT）两种名称，二者基本的作用原理均为间歇充气加压系统，但前者的配置更倾向于解决肢体循环类病症，后者则更倾向于解决深静脉血栓的预防。目前IPC系统已经广泛应用于临床治疗，但是目前所使用的IPC系统均为机械地进行加压治疗，并没有根据患者肢体中的循环情况调节充气加压的间隔时间，与患者的实际病症配合存在不理想的问题，如患者肢体内的血液可能还未完全回充便再次对其进行施压排空等问题，而且由于医生对肢体循环水平和对设备原理等信息的掌握不足，不能达到最佳的治疗效果。为了达到更好的治疗效果，应根据患者肢体中循环情况动态调节充气加压的间隔时间，关于这方面目前已经知道美国泰科公司的相关产品有类似功能，其设备通过测量患者肢体的体积在静脉回充后的变化量来控制调节肢体循环加压时间，但在实际试用中发现其测量结果非常不准确，因为患者肢体的体积在静脉回充后的变化量甚微，因此这种设备不能起到最佳的治疗效果。
发明内容
本发明基于上述技术问题而提出，为了使间歇充气加压系统达到最佳的治疗效果，本发明通过在该系统中采用红外传感器，以实时测量患者肢体浅表静脉的充血情况，进而实时表征肢体静脉的再充盈情况，并据此控制自动调整充气加压的时间间隔，从而使得这种间歇充气加压系统能够根据不同患者肢体中的循环情况动态调节充气加压间隔，以达到最佳的治疗效果。
本发明解决上述技术问题所采取的技术手段为：
一种具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统，包括系统主机、通气管路、肢体套筒和检测传感器，所述系统主机通过通气管路而连接于肢体套筒，所述肢体套筒根据系统主机的控制而向其内的患者肢体提供一定强度的空气压力以改变肢体的血液循环状态，其特征在于，所述检测传感器安装于肢体套筒、并用于实时检测其内肢体的血液循环状态，并将检测信号传输至系统主机，所述系统主机根据检测传感器的反馈信号来自动调整对肢体套筒的充放气操作。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述血液循环状态包括血液排空和血液回充状态，当系统主机通过通气管路按预定的压力向肢体套筒充气时，检测传感器检测到肢体套筒内的肢体处于血液排空状态，当系统主机向肢体套筒释放压力时，检测传感器检测到肢体套筒内的肢体处于血液回充状态。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述系统主机根据检测传感器检测到的血液排空和回充间隔来动态调整所述间歇充气加压系统的充气循环间隔，只有当所述系统主机在接收到检测传感器所反馈的表征肢体套筒内肢体血液回充完成的检测信号时才控制所述肢体套筒进行新一轮的充气操作。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述系统主机包括充气泵和控制模块，所述控制模块基于检测传感器的反馈信号来控制充气泵的充气循环操作，且所述控制模块还存储有正常的血液状态参考值，并能够将检测传感器所反馈的血液循环状态信息进行相应处理后与该参考值进行比较，若偏离该参考值预定的范围则进行报警提示。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述正常的血液状态参考值包括正常的血液排出速度、正常的血液回充速度和正常的血液回充完成值，所述控制模块基于传感器检测到的血液排空状态数据来计算血液排出速度，基于传感器检测到的血液回充状态数据来计算血液回充速度和血液回充完成值，并将计算值与对应的正常参考值进行比较，若偏离对应参考值预定的误差范围则进行病症报警提示。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述的肢体套筒具有双层壁面结构，其内壁面柔软并紧贴患者的肢体，内外壁面之间具有充气间隔，所述的检测传感器安装于肢体套筒的内壁面。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述的检测传感器是红外线传感器，包括有红外线发射器和红外线接收器，并基于红外线接收器所接收到的反射红外线的强度数值变化来反应血液循环状态。
进一步的根据本发明所述的间歇充气加压系统，所述红外线发射器和红外线接收器同时工作于多个红外波段，并基于各红外波段检测数据的平均拟合来确定最终检测值。
本发明达到的技术效果：
1、本发明通过在间歇充气加压系统中采用红外传感器，能够实时感测患者肢体浅表静脉的充血情况，从而能够控制自动调整充气加压的时间间隔，使得该系统在对不同患者的每次循环治疗中血液都达到排空、排空后又充分回充，可以很好地起到促进循环，以达到最佳治疗效果。
2、通过使用本发明所述具有实时检测功能的红外传感器的间歇充气加压系统，能够更好的促进血液循环，有助于预防深静脉血栓的形成，可以改善肢体动脉供血，治疗肢体静脉性水肿和下肢动脉缺血性疾病，并缓解由此引起的各种症状。
3、进一步本发明所述的间歇充气加压系统根据实际检测到的血液排空-回充状态，能够进行动脉阻塞、静脉瓣病变、静脉血栓等病症的判定、报警提示，进一步提高其治疗效果。
4、同时本发明所述具有上述功能的间歇充气加压系统容易实现、可操作性强，具有广泛的应用前景。
附图说明
附图1为本发明所述具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统的结构原理图；
附图1中各附图标记为：IPC系统主机1、通气管路2、肢体套筒3、检测传感器4、传感器信号线5。
附图2为本发明所述间歇充气加压系统中所用红外线传感器的工作原理图；
附图2中各附图标记为：传感器外壳6 、红外线发射器7、红外线接收器8、射入皮肤的红外线10、自皮下血管反射的红外线11、皮下血管12、皮肤9。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案进行详细的描述以更充分的理解本发明的技术方案，但并不意味着将本发明局限于这些具体的实施方式中。
如附图1所示，本发明所述具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统包括IPC系统主机 1、通气管路2、肢体套筒3、检测传感器4以及传感器信号线5，其中该IPC系统主机 1包括充气泵和控制模块，其中该控制模块基于开关信号以及外部反馈信号来控制充气泵的充气压力、充气时间以及间歇间隔等充气工作方式，所述通气管路2连接于IPC系统主机 1和肢体套筒3之间，用于将IPC系统主机 1中充气泵产生的充气提供于肢体套筒3内，所述的肢体套筒3模仿人体的肢体如腿部形状制作，使得患者的肢体（如腿部）能够穿入该套筒内，该套筒具有双层壁面结构，其内壁面柔软且紧密接触患者的肢体，内外壁面之间具有充气间隔，外壁一般由硬度较大的材料制成，所述的检测传感器安装于肢体套筒的特定部位，通常位于肢体套筒施加压力较大的部位，可优选的位于肢体套筒的内壁面，也可位于其外壁面或者内外壁面间的充气间隔中，用于实时检测患者肢体中的血液循环情况，典型的该检测传感器采用红外线传感器，并包括有红外线发射器和红外线接收器，其工作原理如附图2所示，其中当红外线发射器7产生的红外线10射入皮肤9内后，部分红外线被血管12中的红细胞所吸收，另一部分红外线11被血管12反射并被红外线接收器8所接收，红外线的吸收量与皮肤下血液的回充饱和状态直接相关，当患者肢体受到压迫使得皮肤下血液被排出时，被反射并被接收器检测到的红外线强度较强，当肢体套筒释放压力后，患者肢体自然回充血液，此时大量红外线被皮肤下回充的血液血管所吸收，被反射并被接收器检测到的红外线强度较弱，这种通过传感器的接收器所检测到的红外线的强度数值大小即可准确的反应皮下血管的充血情况，该传感器4并将这种检测数据经信号线5而传输至IPC系统主机 1，该IPC系统主机 1中的控制模块将这种检测数据转换为对应的血液状态表征值，且该控制模块中还存储有正常的血液状态参考值，通过比较检测值和该参考值以实时控制IPC系统主机所提供的充气压力、充气间隔等运行参数，达到最佳治疗效果。
本发明所述具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统的具体工作过程为：本发明所述的间歇充气加压系统是一种通过将一定强度的空气压力经肢体套筒按实时精确调节的时间、位置顺序和间歇间隔等方式施加于患者的肢体的医疗、康复器械，其工作过程如附图1所示，产品工作时首先由系统主机1控制按预定的压力（该预定压力是根据对正常人群进行若干次试验测试而确定的普适的肢体治疗充气压力）和顺序向肢体套筒3充气，由于充气的作用，会对肢体套筒3内的患者肢体施加压力，造成患者肢体皮肤下血管内血液开始排空，此时红外传感器4检测到血液排空事件，而后系统主机1在完成一个充气循环后释放压力，此时肢体套筒内患者的肢体自然回充血液，红外传感器4便实时检测血液回充的进程，当红外传感器4检测到的红外线强度接近最弱且逐渐稳定时，意味着血液基本完成回充，亦即此时血液完成一个完整的排空-回充循环，然后系统主机1根据红外传感器此时的最小数值再次控制向肢体套筒进行充气。通过红外传感器4对血液排空、回充状态的实时检测能够准确的调整间歇充气加压系统的循环间隔，这种间隔可基于血液排空到压力释放的时间以及压力释放到血液完成回充的时间来确定，并可针对不同的患者和肢体部分能够动态的调整充气加压的循环时间间隔，保证肢体内血液不断地进行排空-回充的循环，且通过传感器的准确检测能够使得每次循环中血液都达到排空、排空后又充分回充，可以很好地起到促进循环，以达到最佳治疗效果。
进一步的上述IPC系统主机 1中的控制模块还存储有正常的血液状态参考值，如正常情况下的血液排出速度、正常情况下的血液回充速度和正常情况下的血液完全回充数值，当进行上述肢体的血液排空-回充治疗过程中，当红外传感器实时检测到的血液循环状态值偏离其对应参考值的合理误差范围时，可控制系统主机1发出动脉阻塞、静脉瓣病变、静脉血栓等病症的报警提示，如当系统主机1控制按预定的压力（该预定压力是根据对正常人群进行若干次试验测试而确定的普适的肢体治疗充气压力）对患者肢体施压而使肢体皮肤下血液开始排空时，控制模块基于传感器实时检测到的血液排空数据而计算得到患者的血液排出速度，并将该速度值与存储的标准参考速度值进行比较，若偏离该标准参考值及其合理的误差范围，则判定患者肢体可能患有动脉阻塞等病变，此时控制模块控制系统主机发出这种病变报警。同理，当释放压力后，控制模块基于传感器实时检测到的血液回充数据而计算得到患者的血液回充速度以及血液完全回充状态，并将这种计算数据与预存的标准参考值进行比较，若偏离标准参考值预定的误差范围则判定患者肢体可能存在静脉瓣病变、静脉血栓等等病症，同时发出报警以提醒治疗者注意。因此本发明所述的间歇充气加压系统由于有传感器实时测量肢体浅表静脉的血液排出-回充情况，不但能够针对不同患者不同肢体部分自动控制充气加压间隔以达到更好的治疗效果，而且能够及时判定患者的血液排出速度是否低于正常值、血液回充速度是否高于或低于正常值、血液是否无法良好排出等情况，在进行促进血液和组织液循环的同时能够及时发现可能存在的动静脉病变等症状。
本发明所述间歇充气加压系统通过采用上述红外线传感器来实时检测血液的排空回充循环状态以达到良好的治疗效果，为了进一步的提高检测精度以达到最佳治疗效果，考虑到人体组织和血液对不同波长的光线吸收能力不同，可在该传感器中同时采用不同波长的红外线进行检测，并对检测数据进行比对后作为最终检测值，以提高检测的准确性，排除患者不同肤色对检测值造成的影响，进行这种改进可通过使传感器中的红外线发射器和红外线接收器同时工作于多个红外波段来实现，并基于各红外波段检测数据的平均拟合来确定最终检测值以精确反应治疗中肢体内的血液循环情况。
以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明的主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴，如上所述本发明的技术发明点是通过采用红外传感器实时检测肢体套筒内肢体的血液循环状态来对肢体进行合理的施压按摩，尽管上述实施例将这种传感器限定为红外传感器，但本领域技术人员能够将其替换为本领域现有的其他血液循环感测部件，另外尽管附图中的实施例部分示例了脚部形状的肢体套筒，但本发明的技术方案并不在于肢体套筒本身的形状，完全可以采用对应于人体各个不同部位如手臂等形状的肢体套筒形状，进一步的可以根据传感器的返回数据而针对不同患者的不同情况来动态调整血液排空压力、压力释放时间等等参数以使其达到最佳状态，等等这些都属于本发明的技术范畴，本发明具体的保护范围以权利要求书的记载为准。
Claims (8)
1.一种具有静脉再充盈检测功能的间歇充气加压系统，包括系统主机、通气管路、肢体套筒和检测传感器，所述系统主机通过通气管路而连接于肢体套筒，所述肢体套筒根据系统主机的控制而向其内的患者肢体提供一定强度的空气压力以改变肢体的血液循环状态，其特征在于，所述检测传感器安装于肢体套筒、并用于实时检测其内肢体的血液循环状态，并将检测信号传输至系统主机，所述系统主机根据检测传感器的反馈信号来自动调整对肢体套筒的充放气操作。
2.根据权利要求1所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述血液循环状态包括血液排空和血液回充状态，当系统主机通过通气管路按预定的压力向肢体套筒充气时，检测传感器检测到肢体套筒内的肢体处于血液排空状态，当系统主机向肢体套筒释放压力时，检测传感器检测到肢体套筒内的肢体处于血液回充状态。
3.根据权利要求1或2所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述系统主机根据检测传感器检测到的血液排空和回充间隔来动态调整所述间歇充气加压系统的充气循环间隔，只有当所述系统主机在接收到检测传感器所反馈的表征肢体套筒内肢体血液回充完成的检测信号时才控制所述肢体套筒进行新一轮的充气操作。
4.根据权利要求1-3任一项所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述系统主机包括充气泵和控制模块，所述控制模块基于检测传感器的反馈信号来控制充气泵的充气循环操作，且所述控制模块还存储有正常的血液状态参考值，并能够将检测传感器所反馈的血液循环状态信息进行相应处理后与该参考值进行比较，若偏离该参考值预定的范围则进行报警提示。
5.根据权利要求4所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述正常的血液状态参考值包括正常的血液排出速度、正常的血液回充速度和正常的血液回充完成值，所述控制模块基于传感器检测到的血液排空状态数据来计算血液排出速度，基于传感器检测到的血液回充状态数据来计算血液回充速度和血液回充完成值，并将计算值与对应的正常参考值进行比较，若偏离对应参考值预定的误差范围则进行病症报警提示。
6.根据权利要求1-5任一项所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述的肢体套筒具有双层壁面结构，其内壁面柔软并紧贴患者的肢体，内外壁面之间具有充气间隔，所述的检测传感器安装于肢体套筒的内壁面。
7.根据权利要求1-6任一项所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述的检测传感器是红外线传感器，包括有红外线发射器和红外线接收器，并基于红外线接收器所接收到的反射红外线的强度数值变化来反应血液循环状态。
8.根据权利要求7所述的间歇充气加压系统，其特征在于，所述红外线发射器和红外线接收器同时工作于多个红外波段，并基于各红外波段检测数据的平均拟合来确定最终检测值。
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