[发明专利]自动筋膜压测量仪

说明书

本发明是一种用于测量筋膜室压力的自动装置。属于机电一体化产品，涉 及机械自动化及测控领域。

随着交通、建筑、科技的发展，人们走向更快、更高、更远，然而，各种 车祸、工伤事故、自然灾害频频出现，由于挤压伤、四肢骨折的增加，骨科医 生将面临前所未有的压力，显然，造成这种局面的一个很重要因素是一种叫骨- 筋膜室综合征的病症，如果没有及时发现或处理，将导致患者肢体的丧失，甚 至危及到生命。目前，国内还没有专门用于测量筋膜室压力的仪器，国内筋膜 室压力测定一般使用Whitesides法，通过针刺装置监测小腿间室内压。利用普 通汞柱血压表，连接三通管，三通之另二端，一端连接普通针头，另一端连接 注射器，内盛生理盐水。将汞柱血压表与被测肢体置于同一平面。针内充满盐 水，刚刚刺入胫前间室内而不进入肌组织中，将注射器抽20mL空气，推入时 将盐水加入注入，使针头在间隙内通畅而不被组织所阻塞，汞柱即可显示筋膜 间室内压。但手工推注时难以保持匀速，期间的压力就会波动，而且因人而异， 可重复性和一致性差。测压利用普通汞柱血压表，容易出现读数偏差。另外， 由于纯机械结构和手工操作，精度较差，无法实现连续测压。国际最新发展趋 势向无创的间接测压方向探索，如应用CT、MRI等方法观察骨筋膜室切面的面积 来测量骨筋膜室内压，但因价格昂贵而不能广泛使用。

本发明针对以往测筋膜室压力存在的问题，专门开发出一种用于测量筋膜 室压力的自动装置，该仪器操作简便，可靠性好，测量准确，是骨科医生有力 的武器，是各种创伤病人的福音。

本发明由以下几部分组成：①匀速推注装置②压力传导装置③显示测控 部分④壳体与电源。匀速推注装置由减速电机，丝杆，滑块，定位槽，导轨， 到位开关组成。减速电机转速为30r/min，电压5V，转矩为0.35kgcm。丝杆为 直径Φ5mm，螺距1mm的短牙或梯形螺纹，滑块螺纹与丝杆匹配，表面有导向 杆，工作时放入导轨中，从而实现旋转运动转换为直线运动，伸出的舌片用来 推注射器，滑块复位至终点时将碰击到位开关而停止运动。定位槽内有轴承， 与丝杆连接，可以避免晃动和减少磨损。就精度而言，采用步进电机能使转速 更准确，然而步进电机转矩小，体积难以控制，而影响减速电机转速的阻力， 其在推动注射器过程中，变化不大，所以，转速变化仍在允许的范围内。

压力传导装置(图4)由注射器，三通，输液皮管，针头组成，三通的一端 与注射器相连，另一端通过皮管与传感器连接，还有一端也通过皮管与针头相 连。此部分为一次性无菌器材，用于人体筋膜压力的拾取同时传导到压力传感 器。

显示测控部分包括①输入部分②运算及自动控制部分③输出部分。按键， 传感器接口，到位开关，是输入部件，按键用来接受人发出的指令，传感器接 口用来感知压力，从而转化为电信号，采用MPX5010压力传感器，到位开关用 来获取到位信号。运算及自动控制部分是其核心部件，主要负责电机运行模式 控制，滑块位置判断，A/D转换，算法，显示控制，输入输出接口控制，低电 压检测，由单片机PIC16C711实现。单片机通过控制电机运行，在不同时段测 量，可以得到误差值，从而进行误差校正，完成精确测量。输出部分由蜂鸣器， LCD显示器，电机驱动组成，蜂鸣器主要用来报警、提示，当压力超出指定范 围则报警。LCD显示器采用1602字符型点阵，可以同时显示两排共32个字符， 用于显示工作状态及参数。电机驱动用来驱动电机的正反转。

壳体与电源包括塑料外壳与内部固定件，用来安放所有部件，保证其良好 的定位精度，可靠的安放位置。电源采用4节7#电池，为电路提供6V工作电 压，通过开关打开或关闭电源。

根据流体力学，对于不可压缩非粘性流体，在流体流速很低的情况下，压 力传导装置中的三通各个端口压力近似相等，而传感器端由于空气柱阻隔，为 盲端，流速为0，根据气体特性，密闭环境下空气任何一处压力都是相等的，即 传感器所得压力值就是三通端口处压力。测量误差取决于测量端(带针皮管) 液体流速、皮管材质、长度、直径、高度等，此压力误差可以通过测控部分计 算出来，从而通过差值法得出实际压力值，这就是本仪器压力测量的理论依据。 匀速推注装置是保证压力平衡及低流量的部件。由于空气柱阻隔，使液体不会 受到污染，也就保证了测量过程的无菌要求。