专利名称：深静脉血栓预防仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及理疗装置，尤其是涉及一种深静脉血栓预防仪。
背景技术：
深静脉血栓(Deep Vein Thrombosis，DVT)形成是由于血栓阻塞了某支深静脉致血栓远侧的血液回流障碍而引起组织瘀血。随着血管外科专业的迅速发展，多种诊疗技术的推广应用，DVT的检出率增多，并成为周围血管疾病中的常见病、多发病，并有逐年上升的趋势。目前预防DVT的有效措施主要是抗凝药物。抗凝药物的应用存在出血倾向、胃肠道不良反应及过敏问题，尤其对高龄、心肺功能不全的患者更应慎用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种深静脉血栓预防仪，利用周期性充气加压的机械方法(弹性压力)预防DVT，从而消除由抗凝药物治疗DVT所产生的副作用。
技术方案本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它包括控制电路和气动装置，其中1)控制电路包括单片机系统电路、键盘控制电路、显示控制电路、蜂鸣报警电路、EEPROM存储电路、电源处理电路、AD转换电路、隔离驱动电路、信号放大电路、传感器接口电路；单片机系统电路通过控制引脚和I/O口引脚分别与键盘控制电路、显示控制电路、蜂鸣报警电路、EEPROM存储电路、电源处理电路、AD转换电路和隔离驱动电路连接，AD转换电路依次与信号放大电路和传感器接口电路连接；2)气动装置包括三个独立的气路，每一路均具有进气阀、放气阀、四通接头、压力传感器和气囊；四通接头分别与进气阀、放气阀、压力传感器和气囊连接，进气阀和放气阀分别接隔离驱动电路，压力传感器经传感器接口电路与电压放大电路连接，三个进气阀并联后接微型空气泵。
本实用新型具有的有益的效果是本实用新型启动后，控制核心先读取键盘各键值，设定各项参数。再读取压力传感器转换后的数字值，通过内部控制判断，输出控制信号来控制进气阀、放气阀按一定规律执行动作，使三个气囊按规律充、放气，对病人的下肢施加一定梯度的压力，以达到医学上预防DVT的目的。该仪器结构简单，制造成本低，性能稳定，智能化程度高。
图1是本实用新型总体结构框图；图2是本实用新型的气动装置结构原理图；图3是本实用新型单路气路动作分解图；图4是本实用新型控制电路的主程序框图；图5是本实用新型控制电路图。
图中1.微型空气泵，2.进气阀，3.放气阀，4.四通接头，5.压力传感器，6.气囊，7.传感器接口电路，8.信号放大电路，9.AD转换电路，10.驱动隔离电路，11.单片机系统电路，12.键盘控制电路，13.显示控制电路，14.蜂鸣报警电路，15.EEPROM存储电路，16.电源处理电路。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
如图1、图2所示，本实用新型包括控制电路和气动装置，其中1)控制电路包括单片机系统电路11、键盘控制电路12、显示控制电路13、蜂鸣报警电路14、EEPROM存储电路15、电源处理电路16、AD转换电路9、隔离驱动电路10、信号放大电路8、传感器接口电路7；单片机系统电路11通过控制引脚和I/O口引脚分别与键盘控制电路12、显示控制电路13、蜂鸣报警电路14、EEPROM存储电路15、电源处理电路16、AD转换电路9和隔离驱动电路10连接，AD转换电路9依次与信号放大电路8和传感器接口电路7连接；2)气动装置包括三个独立的气路，每一路均具有进气阀2、放气阀3、四通接头4、压力传感器5和气囊6；四通接头4分别与进气阀2、放气阀3、压力传感器5和气囊6连接，进气阀2和放气阀3分别接隔离驱动电路10，压力传感器5经传感器接口电路7与电压放大电路8连接，三个进气阀2并联后接微型空气泵1。
所述的单片机系统电路11采用AT89C52、AT89C2051或AT89C51；键盘控制电路12共有4个按键，采用2×2结构，行线和列线直接接入单片机的P14～P17口；显示控制电路13采用6位LED动态显示，单片机P24～P26接入3～8译码器74LS138输入端，输出6路有用信号再经反向器74LS14及晶体管放大，作为位信号连接LED；单片机的P20～P23接入4线-7段译码器/驱动器74LS247，输出7路信号作为段码连接LED；蜂鸣报警电路14其蜂鸣器由稳压模块7805供电，直接和单片机的P06连接；EEPROM存储电路15为X25045，采用该芯片标准电路；电源处理电路16采用滤波二极管及稳压模块7824、稳压模块7805、稳压模块7905、稳压模块LM336提供电源，并采用LM324电路降低电压，为AD620提供参考电源；AD转换电路9为AD7706，并采用该芯片标准电路；隔离驱动电路10为单片机P00～P05经过隔离芯片TLP521-2，再经过驱动芯片ULN2003来控制各路的进气阀、放气阀；信号放大电路8采用AD620并采用该芯片标准电路；传感器接口电路7其电源由稳压电源LM336提供，再经电压跟随器LM324，对电源处理电路16进行隔离。
所述的进气阀2为两位两通电磁阀、放气阀3为两位两通电磁阀、四通接头4为普通塑料四通接头、压力传感器5为MPX10压力传感器。
机械和电路接口部分主要是压力传感器5检测气囊中的气体压力，通过传感器接口电路7将信号传递到信号放大电路8接口处。单片机系统电路11发出经软件处理后的信号，通过隔离驱动电路10控制进气阀2、放气阀3。仪器启动后，电源处理电路16开始供电，微型空气泵1打开，单片机系统电路11先读取EEPROM存储电路15中的参数原始值，再读取键盘控制电路12键值，设定各项参数，送EEPROM存储电路15存储及显示控制电路13显示。参数设置完毕后，读取传感器接口电路7经电压放大电路8、AD转换电路9后的数字值，通过单片机系统电路11软件控制判断，输出控制信号，经驱动隔离电路10控制进气阀2、放气阀3按一定规律执行动作，通过四通接头4内部气压相通，使三个气囊6按规律充、放气。当仪器发生故障导致内部压力超过报警压力，或运行完设定循环后，蜂鸣报警电路14报警。
在图2气路原理图所示，气路由一个微型空气泵1提供总气源，分为独立的三个气路。仪器实施过程中，单片机系统电路11控制核心依次对三个独立气路中的进气阀2、放气阀3发出控制信号，使三个气囊6依次充气、放气。单片机系统电路11控制核心先对第一路中进气阀2上电，则第一路中气囊6充气，当压力传感器5达到设定值时，进气阀2停止上电，第一路中气囊进入保压状态，延时后，再对第一路中放气阀3上电，则第一路中气囊6放气，当检测到内部气体压力降到大气压力时，放气阀3停止上电，放气结束。延时后，再对下一气路中的进气阀2、放气阀3进行同样操作，直到三个气路全部完成，再对第一路重新操作，进入新的循环，从而实现三个气囊6依次充、放气。
在图3单气路动作分解图所示实施过程中，进气阀2的一个口与微型空气泵1连接，另一个口与四通接头4连接，而放气阀3的一个口与四通接头4连接，另一个口直接与大气相通。四通接头的另两个出口分别与压力传感器5和气囊6相连。仪器启动后微型空气泵1供气，当进气阀2上电，放气阀3掉电时，进气阀2处于通路状态，微型空气泵1中的气体经过进气阀2直接进入气囊6，而此时放气阀3处于关路状态，使内部气体与大气隔离，气囊充气而增压；当进气阀2、放气阀3同时掉电时，进气阀2处于关路状态，微型空气泵1与内部气路隔离而不能供气，而此时放气阀3也处于关路状态，使内部气体与大气隔离，气囊6的气口全部被封闭而保压；当进气阀2掉电，放气阀3上电时，进气阀2处于关路状态，微型空气泵1与内部气路隔离而不能供气，而此时放气阀3处于通路状态，使气囊6直接与大气相通，放气而降压。单片机系统电路11控制核心通过发出开关信号，控制进气阀2、放气阀3而实现对单个气囊6的充放气。
图4是主程序流程图，系统开机，从EEPROM存储电路15处读取各项原始参数，初始化，等待“执行”键或“设置”键信号。若“执行”键响应则程序直接进入运行状态，若“设置”键响应则程序先进入参数设置状态，设置完毕一项参数后，将值送入EEPROM存储电路15，并送显示控制电路13显示。全部参数设置完毕后直接进入运行状态。运行时，软件先设定气路标志符号n＝1，对第n路中进气阀2进行上电控制，并检测A/D转换器9输出的信号，将测定的实际压力传感器5值送显示控制电路13显示，直到压力升到设定值，再对第n路中进气阀2进行掉电控制。延时保压，软件再对第n路中放气阀3进行上电控制，并检测A/D转换器9输出的信号，将测定的实际压力传感器5值送显示控制电路13显示，直到压力降到大气压力时，再对第n路中放气阀3进行掉电控制。延时后，气路标志号n加一，判断是否完成一个周期(n＝4)，未完成(n＜4)则对下一路进行相同操作。当软件对三个气路进行完一边操作(n＝4)后，循环周期符号m减一，检测循环周期符号m是否等于0。如果等于0，则程序返回，否则程序进入下一周期运行，再对第一路进行操作。
在图5为控制部分的电路图，各电路元器件及工作原理如下单片机系统电路11核心为AT89C52，其基本单元还包括12MHZ晶体谐振器。通过控制引脚和I/O口引脚，来读取和控制各个分支电路。键盘控制电路12该仪器一共有4个按键—执行阅键、设置键、上升键、下降键。为节省I/O采用2×2结构，当键盘没有键闭合时，所有的行线和列线断开。当键盘上某一个键闭合时，该键所对应的行与列短路。行线和列线直接接入单片机的P14～P17口。显示控制电路13采用6位LED动态显示，单片机P24～P26接入3～8译码器74LS138输入端，输出6路有用信号再经反向器74LS14及晶体管放大，作为位信号连接LED。单片机P20～P23接入4线-7段译码器/驱动器74LS247，输出7路信号作为段码，连接LED。信号放大电路8仪用放大器采用AD620，将传感器输出的信号放大后输出到AD转换电路9。AD转换电路9AD转换采用AD7706，接受来自信号放大电路8的信号，将转换后的信号直接输出到单片机。电源处理电路16采用市电220V供电，变压器输出24V、5V、-5V三路。每路再经电桥电路整流，电容滤波后，分别接入稳压模块7824、稳压模块7805、稳压模块7905，输出电源接入电路，对各器件提供电源。AD转换电路9的参考电压由基准稳压二极管LM336，输出后再用运算放大器LM324，组成性能良好的稳压源，对放大电路及AD转换电路提供可靠的参考电压，保证转换精度。蜂鸣报警电路14蜂鸣器由稳压模块7805供电，直接和单片机的P06连接，由软件控制蜂鸣器状态。EEPROM存储电路15电路采用X25045，内含4k串行EEPROM，通过与单片机P10～P13连接，能及时将系统各项参数保存，以备系统意外掉点或下次开机再读取。该芯片内含看门狗电路，外接按扭，提供软件复位、按扭复位等功能。传感器接口电路7传感器采用摩托罗拉MPX10，其电源由稳压电源提供，再经电压跟随器LM324，对前向电路进行隔离。输出信号直接输入到电压放大电路的输入端。驱动隔离电路10单片机P00～P05经过隔离芯片TLP521-2，再经过驱动芯片ULN2003来控制各路的进气阀2、放气阀3。
权利要求1.一种深静脉血栓预防仪，其特征在于包括控制电路和气动装置，其中1)控制电路包括单片机系统电路(11)、键盘控制电路(12)、显示控制电路(13)、蜂鸣报警电路(14)、EEPROM存储电路(15)、电源处理电路(16)、AD转换电路(9)、隔离驱动电路(10)、信号放大电路(8)、传感器接口电路(7)；单片机系统电路(11)通过控制引脚和I/O口引脚分别与键盘控制电路(12)、显示控制电路(13)、蜂鸣报警电路(14)、EEPROM存储电路(15)、电源处理电路(16)、AD转换电路(9)和隔离驱动电路(10)连接，AD转换电路(9)依次与信号放大电路(8)和传感器接口电路(7)连接；2)气动装置包括三个独立的气路，每一路均具有进气阀(2)、放气阀(3)、四通接头(4)、压力传感器(5)和气囊(6)；四通接头(4)分别与进气阀(2)、放气阀(3)、压力传感器(5)和气囊(6)连接，进气阀(2)和放气阀(3)分别接隔离驱动电路(10)，压力传感器(5)经传感器接口电路(7)与电压放大电路(8)连接，三个进气阀(2)并联后接微型空气泵(1)。
2.根据权利要1所述的一种深静脉血栓预防仪，其特征在于所述的单片机系统电路(11)采用AT89C52、AT89C2051或AT89C51；键盘控制电路(12)共有4个按键，采用2×2结构，行线和列线直接接入单片机的P14～P17口；显示控制电路(13)采用6位LED动态显示，单片机P24～P26接入3～8译码器74LS138输入端，输出6路有用信号再经反向器74LS14及晶体管放大，作为位信号连接LED；单片机的P20～P23接入4线-7段译码器/驱动器74LS247，输出7路信号作为段码连接LED；蜂鸣报警电路(14)其蜂鸣器由稳压模块7805供电，直接和单片机的P06连接；EEPROM存储电路(15)为X25045；电源处理电路(16)采用滤波二极管及稳压模块7824、稳压模块7805、稳压模块7905和稳压模块LM336提供电源，并采用LM324电路降低电压，为AD620提供参考电源；AD转换电路(9)为AD7706；隔离驱动电路(10)为单片机P00～P05经过隔离芯片TLP521-2，再经过驱动芯片ULN2003来控制各路的进气阀、放气阀；信号放大电路(8)采用AD620；传感器接口电路(7)其电源由稳压电源LM336提供，再经电压跟随器LM324，对电源处理电路(16)进行隔离。
3.根据权利要1所述的一种深静脉血栓预防仪，其特征在于所述的进气阀(2)为两位两通电磁阀、放气阀(3)为两位两通电磁阀、四通接头(4)为塑料四通接头、压力传感器(5)为MPX10压力传感器。
专利摘要本实用新型公开了一种深静脉血栓预防仪。主要由控制电路、气动装置两部分组成。以嵌入式单片机为控制核心，通过压力传感器检测气囊中的气压，经接口电路将信号传递到单片机系统，经过软件处理后，发出执行信号，通过隔离驱动电路控制进气阀、放气阀，按一定规律执行动作，使三个气囊按规律充、放气，对病人的下肢施加一定梯度的压力，以达到医学上预防DVT的目的。该仪器结构简单，制造成本低，性能稳定，智能化程度高。
文档编号A61H1/00GK2751791SQ20042008640
公开日2006年1月18日 申请日期2004年12月11日 优先权日2004年12月11日
发明者闻春敖, 张荣贤, 顾大强, 李志明, 陈仙明, 郭韬 申请人:浙江大学