CN104352345A - 一种移动式心肺复苏设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式心肺复苏设备，包括主控板，其特征在于所述主控板通过伺服驱动器与伺服电机连接，胸部电机输出轴通过胸部按压离合器与所述伺服电机相配合设置，腹部电机输出轴通过腹部按压离合器与所述伺服电机相配合设置，所述胸部电机输出轴带动胸部按压带收缩进行胸部按压，所述腹部电机输出轴带动腹部按压带收缩进行腹部按压。将按压带分别放置在病人胸部和腹部，主控板通过伺服控制器控制微型电机转动，交替卷动按压带交替机械按压胸腔和腹腔，使胸腔压和腹内压交替升高和下降，整个机械循环动作使病人心脏，脑，肝等其他重要脏器供血达到最佳状态，以提高复苏成功率。

Description

一种移动式心肺复苏设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，具体涉及一种移动式心肺复苏设备及其控制方法。

背景技术

目前每年因心脏骤停而死亡的人数超过乳腺癌、艾滋病和肺癌人数的总和。每天超过1200人死于心脏骤停。80%以上的心脏性猝死是由心脏骤停引起的，室性心动过速或心室颤动是心脏骤停的主要原因。心室颤动时，人体的心跳变得紊乱，心脏好像在颤动，不能有效地泵出血液：人体会很快缺血和缺氧，并会在几秒钟之内失去知觉，随即心脏完全不能泵出血液。这种情况被称为心脏骤停。

根据临床统计，心脏骤停原因各异，可发生在医院内或院外任何地方和任何时间，目前全世界每年有3~5百万，国内每年也有近百万人发生心脏骤停，而抢救心脏骤停病人最有效方法之一就采用行有效的心肺复苏技术。传统的人工心肺复苏方法抢救了许多因各种原因造成心脏骤停病人的生命，该传统的方式主要是单纯胸外按压，使病人胸腔内压升高，进一步使心脏受到挤压，而将心脏内血液射出的作用。

临床资料表明，大多数的死亡是发生在医院内或外部或发生在送往医院的路上，主要是未得到及时有效的治疗。即是在医院内发生心脏骤停，有时也会因医护人员在急救中因体力不支，按压动作变型，而达不到急救人工按压的要求（2010年国际复苏指南要求每分钟按压100次，将胸腔按压下4-5厘米）。另外有些病人在在送往医院的途中急救人员无法在行驶的救护车中进行有效按压而降低了复苏成功率。

临床亟待新型有效的心肺复苏医疗设备来替代传统的人工按压或一些较简单，不能随意移动，或按压效果差的复苏器材，这些传统的或较单一的设备不能满足现代急救医学在抢救病人心跳骤停时的复苏要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种携带方便的可远程操控，全自动，多功能的移动式心肺复苏设备。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下: 一种移动式心肺复苏设备，包括主控板，其特征在于所述主控板通过伺服驱动器与伺服电机连接，所述伺服电机通过胸部按压离合器与胸部电机输出轴连接，所述伺服电机通过腹部按压离合器与腹部电机输出轴连接，所述胸部电机输出轴带动胸部按压带收缩进行胸部按压，所述腹部电机输出轴带动腹部按压带收缩进行腹部按压。所述主控板与压力检测单元连接。所述主控板还与显示器及按键连接。所述心肺复苏设备包括腹部机架和胸部机架，腹部机架上设置有腹部按压带以及与腹部按压带相配合的腹部电机输出轴和腹部传动轴，胸部机架上设置有胸部按压带以及与胸部按压带相配合的胸部电机输出轴和胸部传动轴，腹部电机输出轴与腹部电机减速器连接，腹部电机减速器通过腹部按压离合器与伺服电机连接，胸部电机输出轴与胸部电机减速器连接，胸部电机减速器通过胸部按压离合器与伺服电机连接。

本发明的另一目的在于一种携带方便的可远程操控，全自动，多功能的移动式心肺复苏设备的控制方法。

为了实现这一目的，本发明的技术方案如下: 一种移动式心肺复苏设备的控制方法，其特征在于：A、判断是否启动按压，如是则B，如否则继续A；B、收带；C、判断收带是否完成，如是则进入D，如否则继续B；D、计算胸围；E、读取深度参数、按压频率、呼吸比；G、进行胸部按压；H、判断是否达到按压次数，如是则进入I，如否则继续G；I、等待呼吸时间；J、进行胸部按压；K、判断是否达到按压次数，如是则进入L，如否则继续J；M、等待呼吸时间；N、腹部按压1~3次，继续转入G。

将按压带分别放置在病人胸部和腹部，主控板通过伺服驱动器控制伺服电机转动，交替卷动按压带交替机械按压胸腔和腹腔，使胸腔压和腹内压交替升高和下降，整个机械循环动作使病人心脏，脑，肝等其他重要脏器供血达到最佳状态，以提高复苏成功率。此设备可通过目前移动无线网络3G/4G或将来的xG进行远程操控，抢救人员可通过无线网络可获得远程的专家医生的指导而急救中心的专家医生可直接得到病人的生理指标给远方的抢救人员合理的建议及指导。该设备为一种携带方便的可远程操控，全自动，多功能的移动式心肺复苏设备。

附图说明

图1为本发明的控制原理图。

图2为本发明的设备内部基本结构示意图。

图3为本发明的系统流程图。

图4为自动收带功能的原理框图。

图5为本发明的外形图。

图6为胸部按压带的结构示意图。

图7为按压前按压带的结构示意图。

图8为按压时的按压带的结构示意图。

图9为本发明的使用状态图。

具体实施方式

图中：1、多功能显示操作板；2、主控板，3、电池；4、电源处理板；5、伺服驱动器；6、电机离合控制板；7、温度控制板；8、伺服电机；9、腹部按压离合器；10、腹部电机减速器；11、腹部机架；12、腹部电机输出轴；13、腹部传动轴；14、机壳；15、胸部传动轴；16、胸部电机减速器；17、胸部按压离合器；18、胸部电机输出轴；19、胸部机架；20、键盘；21、OLED显示单元；22、压力检测单元；23、胸部按压带；24、腹部按压带；25、按压装置壳体；26、按压带，27、传动轮、28、电机输出轴；29、人体。

如图1所示，一种移动式心肺复苏设备，包括主控板2，其特征在于所述主控板2与伺服驱动器5连接，所述伺服驱动器5与伺服电机8连接，胸部电机输出轴18通过胸部按压离合器17与所述伺服电机8相配合设置，腹部电机输出轴12通过腹部按压离合器9与所述伺服电机8相配合设置，主控板2有选择地控制胸部按压离合器17和腹部按压离合器9贴合，从而将伺服电机8的动力传递给胸部电机输出轴18或者腹部电机输出轴12，所述胸部电机输出轴18带动胸部按压带收缩进行胸部按压，所述腹部电机输出轴12带动腹部按压带收缩进行腹部按压。主控板控制胸部按压离合器17或腹部按压离合器9分离或贴合，即可控制胸部电机输出轴18或腹部电机输出轴12转动，从而带动胸部按压带或者腹部按压带收缩进行按压。

主控板2作为核心处理单元，通过数据总线与伺服电机通讯，控制伺服电机的动作，实现按压功能。同时，主控板控制腹部以及胸部按压的离合器，通过离合使一个伺服电机可以根据时序分别对患者胸部或者腹部进行按压。系统的主控板采用ARM芯片作为主控芯片，作为系统的控制核心，实现心肺按压的逻辑控制。具有两个标准接口，分别与伺服控制器以及显示器控制板通信。

电池3分别提供为中控板2及伺服控制器5提供电源。

键盘20作为人机交互接口，其目的是为了方便用户进行参数设置以及动作控制。

OLED显示单元21为用户提供人机交互交互，为用户提供大范围，大视角，强光下可视的信息显示功能。

所述主控板1还与压力检测单元22连接，压力检测单元22可以是设置在腹部按压带或胸部按压带上的压力传感器。压力检测单元22 的目标是为了让用户可以自适应的根据患者的胸围计算以及收带动作，防止压力过大导致复苏过程的附加损害。

所述主控板1还可与无线通信模块及视频通信模块连接，以便与医院或急救中心进行通信。无线通信模块是利用移动通信网络在病人送往医院的途中或在野外抢救中，将设备的各项指数通过网络传送到急救就中心并可直接获得远程急救中心的操作指令给病人以及时。抢救人员可通过设备上的视频通信模块通过无线网络及时同急救中心进行视频沟通以获得更多的帮助是病人及时得到正确有效急救方法将大大增加病人获救的机会。

主控板通过标准接口与伺服控制器通信，根据主控板给出的指令，完成按压动作。而系统的定时，按压状态（呼吸比，频率，深度）这些信息则由主控板控制。主控板与显示器控制模块也是通过标准接口通信，获取人机交互的按键信号，并控制OLED显示系统当前状态、警告信息、操作提示等。伺服控制器控制电机程序则主要是根据指令，接收到一次指令则完成一次收放过程。主控板则根据用户所选择的按压状态，以及该状态对应的按压参数，实现运动控制。

如图2所示，所述心肺复苏设备包括腹部机架11和胸部机架19，腹部机架11上设置有腹部按压带以及与腹部按压带相配合的腹部电机输出轴12和腹部传动轴13，腹部电机输出轴12转动，卷动腹部按压带收缩，对腹部进行按压，胸部机架19上设置有胸部按压带以及与胸部按压带相配合的胸部电机输出轴18和胸部传动轴15，胸部电机输出轴18转动，卷动胸部按压带收缩，对胸部进行按压，腹部电机输出轴12与腹部电机减速器10连接，腹部电机减速器10通过腹部按压离合器9与伺服电机8连接，胸部电机输出轴18与胸部电机减速器16连接，胸部电机减速器16通过胸部离合器17与伺服电机8连接。腹部离合器9和胸部按压离合器17的切换由电机离合器控制板6控制，伺服电机8由伺服驱动器5控制，电机离合器控制板6和伺服驱动器5均由主控板2控制。

该设备由主机和二套按压带组成，即胸部按压带及腹部按压带。使用时分别放置在病人胸部和腹部（根据需要可选择性使用或不用）。主机内装有高精密微型电机，用电机转动，交替卷动胸部按压带和可选择性带动腹部按压带，该动作为交替对胸腹挤压。按压胸腔时，使心脏射血，而此时腹腔呈舒张状态，对心脏射出的血流有吸引作用；可选择性的按压腹腔时，能使动脉血更有效的进入腹部重要脏器如：肝及身体的主要器官，身体下肢，同时将腹腔内大静脉血挤压回流至心脏，增加心脏回流。交替挤压胸腹腔的频率为：按压频率：100次/分钟。

整套动作在电机的控制下，交替使胸腹腔有节律的收缩舒张。 胸、腹联合复苏完善了复苏理论，使复苏过程变得完整了。以往人工按压和机械按压都是仅在心脏位置按压，只强调将血液从心脏内压出，没有顾及到静脉血液往心脏内的灌注，在血液循环上仅起到局部（心脏）快速，但系统慢速循环没有改变。胸、腹联合复苏仪在复苏时胸部和腹部不间断的轮流按压，使血液循环呈系统的高速循环，可使缺血缺氧的患者在短时期内的到快速补充。

图3为本发明的设备控制流程图。其控制方法包括以下步骤：A、判断是否启动按压，如是则B，如否则继续A；B、收带；C、判断收带是否完成，如是则进入D，如否则继续B；D、计算胸围；E、读取深度参数、按压频率、呼吸比；G、进行胸部按压；H、判断是否达到按压次数，如是则进入I，如否则继续G；I、等待呼吸时间；J、进行胸部按压；K、判断是否达到按压次数，如是则进入L，如否则继续J；M、等待呼吸时间；N、腹部按压1~3次，继续转入G。

当急救人员启动按压过程后，控制器首先执行收带动作，当收带动作执行完成时，可以计算得知患者的胸围信息，然后读取急救人员设置的按压深度信息（包括浅、中、深三个参数）、按压频率信息以及呼吸比信息，在这些信息的基础上，启动按压操作。

按压操作可以分为两部分组成，第一部分是对患者的胸部按压，根据设置，以30:2或15:2的按压呼吸比，浅度、中度或深度的按压深度、80次每分或者100次每分的按压频率进行按压，当按压完成两次循环后，对用户施加1~3次的腹部按压，以此实现血液的回流。从而完成整个按压动作。其中等待呼吸时间为使用其他器械进行呼吸2次的时间。

本发明的设备具有自动收带功能。如图4所示，在启动按压前轮询检测腹部按压带以及胸部按压带上的压力传感器的压力，当用户按下启动按压功能，且压力传感器上存在人体背靠状态下的压力，则记录此时的压力数据以及伺服电机绝对位置，然后启动收带过程（即启动伺服电机，通过腹部电机输出轴或胸部电机输出轴卷动腹部按压带或胸部按压带实现收带），当收带过程的压力与启动按压时的压力差超过患者容限阈值，则停止收带。此时通过求取胸部按压带收带时，伺服电机当前绝对位置与启动按压时绝对位置之差，即可以得到患者的胸围数值，从而实现自适应的收带操作。

图7~图9为按压原理图。按压原理简介： 将按压带固定在电机输出轴上, 由于电机输出轴转动，带动按压带高强度带子缠绕至电机输出轴上，由于缠绕作用导致按压带两端的高强度带子开始向下运动，将按压带整体向下拉，使得人体的胸腔（或腹腔）由于按压带下拉力的作用，开始挤压，产生胸腔（或腹腔）的按压效果。由于内部离合器的作用，电机输出轴此时处于无动力状态，原来缠绕在电机输出轴的按压带也处于无动力状态，由于人体的顺应性开始放松，促使按压带恢复到原来未按压状态。如此往复机械运动，即产生了连续对胸腔（或腹腔）的按压效果。

胸腔腹腔按压系统切换原理：

当胸腔按压状态下，胸部按压离合器贴合，腹部按压离合器分离，使得伺服电机只能带动胸部按压离合器转动，因此将动力传输给胸部电机减速器，带动缠绕在胸部电机输出轴的胸部按压带，使其产生按压效果。此时由于腹部按压离合器处于分离状态，因此无法将伺服电机动力传输给腹部电机减速器,则缠绕在腹部电机输出轴的腹部按压带不受电机力的作用。因此，只产生胸腔按压的效果。

当切换到腹腔按压状态下，胸部按压离合器分离，腹部按压离合器贴合，使得伺服电机只能带动腹部按压离合器转动，因此将动力传输给腹部电机减速器，带动缠绕在腹部电机输出轴的腹部按压带，使其产生按压效果。此时由于胸部按压离合器处于分离状态，因此无法将伺服电机动力传输给胸部电机减速器,则缠绕在胸部电机输出轴的胸部按压带不受电机力的作用。因此，只产生腹部按压的效果。

如此，只要通过电机离合控制板控制胸部按压离合器与腹部按压离合器的状态，即可达成胸腔按压与腹腔按压的交替工作。

整套动作在电机的控制下，交替使胸腹腔有节律的收缩舒张。 即为“CPR时的动脉囊内反搏。胸、腹联合复苏完善了复苏理论，使复苏过程变得完整了。以往人工按压和机械按压都是仅在心脏位置按压，只强调将血液从心脏内压出，没有顾及到静脉血液往心脏内的灌注，在血液循环上仅起到局部（心脏）快速，但系统慢速循环没有改变。胸、腹联合复苏仪在复苏时胸部和腹部不间断的轮流按压，使血液循环呈系统的高速循环，可使缺血缺氧的患者在短时期内的到快速补充。

胸、腹联合复苏使动脉血进入腹部重要脏器及下肢，同时使静脉血回流至心脏的时间缩短，快速稳定的系统血液循环，使复苏理论的基础研究和运用研究有新的突破，在世界范围内首创。 

Claims (6)

1.一种移动式心肺复苏设备，包括主控板，其特征在于所述主控板通过伺服驱动器与伺服电机连接，胸部电机输出轴通过胸部按压离合器与所述伺服电机相配合设置，腹部电机输出轴通过腹部按压离合器与所述伺服电机相配合设置，所述胸部电机输出轴带动胸部按压带收缩进行胸部按压，所述腹部电机输出轴带动腹部按压带收缩进行腹部按压。

2.如权利要求1所述的移动式心肺复苏设备，其特征在于所述心肺复苏设备包括腹部机架和胸部机架，腹部机架上设置有腹部按压带以及与腹部按压带相配合的腹部电机输出轴和腹部传动轴，胸部机架上设置有胸部按压带以及与胸部按压带相配合的胸部电机输出轴和胸部传动轴，腹部电机输出轴与腹部电机减速器连接，腹部电机减速器通过腹部按压离合器与伺服电机连接，胸部电机输出轴与胸部电机减速器连接，胸部电机减速器通过胸部按压离合器与伺服电机连接。

3.如权利要求1所述的移动式心肺复苏设备，其特征在于所述主控板与压力检测单元连接。

4.如权利要求1所述的移动式心肺复苏设备，其特征在于所述主控板还与显示器及按键连接。

5.一种移动式心肺复苏设备的控制方法，其特征在于：A、判断是否启动按压，如是则B，如否则继续A；B、收带；C、判断收带是否完成，如是则进入D，如否则继续B；D、计算胸围；E、读取深度参数、按压频率、呼吸比；G、进行胸部按压；H、判断是否达到按压次数，如是则进入I，如否则继续G；I、等待呼吸时间；J、进行胸部按压；K、判断是否达到按压次数，如是则进入L，如否则继续J；M、等待呼吸时间；N、腹部按压1~3次，继续转入G。

6.如权利要求5所述的移动式心肺复苏设备的控制方法，其特征在于在步骤A中检测胸部按压带上的压力传感器的压力，当用户按下启动按压，且压力传感器上存在人体背靠状态下的压力，则记录此时的压力数据以及伺服电机绝对位置，步骤B中，启动伺服电机，通过胸部电机输出轴卷动胸部按压带实现收带，当收带过程的压力与启动按压时的压力差超过患者容限阈值，则停止收带，步骤D中，通过求取伺服电机当前绝对位置与启动按压时绝对位置之差，即可以得到患者的胸围数值。