专利名称：静脉血栓防治自助便携式装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用压力波和磁疗作用于人体以预防静脉血栓的装置，尤其适于深静脉血栓防治及改善血液循环。
从生理本质上来看，人类为直立行走所付出的代价之一就是容易患下肢静脉曲张，造成下肢静脉中静脉瓣失效、血流减慢、郁滞。在妇女怀孕期由于孕激素水平的升高以及血容量的增加也会使下肢静脉壁放松而扩张。这类症状历久就容易形成深静脉血栓。
消除或预防以上种种症状的方法是保持血液流动畅通。血液流动，不仅需要心脏搏动，还需要肌肉收缩，由于腿部集中了人体一半以上的肌肉，故人体下肢起着“第二心脏”的重要作用，也应证着人们常谓的“人老腿先衰”现象。
因此在临床或某些特定生活环境中，除了利用药物来促进血液循环外，十分有必要利用一些辅助手段来预防、控制这类疾病的发生与发展，甚至达到改善与治疗的目的。
现在已经知道，作为临床上所谓“缓压疗法”的重要措施，上述这些症状可以通过施加间隙压力于病人双腿促进其血液循环(静脉回流)的方式来控制或减轻。可以引为证据的一篇早期论文是Allenby等在1973年12月22日的TheLancet(柳叶刀)上发表的“外部空气间歇压力对人体中纤维蛋白溶解的效应(External Pneumatic Intermittent Compression on Fibrinolysis in Man)”。作者发现，病人在手术后通常其体内纤维蛋白溶解会受到抑制，而在其腿部作用间隙的空气压力会刺激纤维蛋白溶解。作者通过实验得出结论，在病人手术期及以后在小腿上作用以间隙的气压是预防病人术后静脉血栓安全而有效的方法。
另外，从血液流变学角度来看，有粘度的血液只有当其所受剪切应力达到一定程度时才会具有剪切稀化的效果；对于埋于腿部深处的深静脉中静滞的血液，尤其需要较高的剪切力作用，才能使其流动活化。而且静脉血管具有单向瓣的生理特点，使得在维持其血液疏通也需要较高的沿血管轴向剪切力。
但是现有的一些利用便携式空气压力来预防深静脉血栓的技术方案中，由于受所提出的气囊结构的局限性，只利用了膨胀气囊对体表部位的垂直压力作用。如2001年9月18日公开的美国专利(U.S.Pat.No.6290662)中所提出的自助便携式压力装置，其单调的垂直压力作用所引起的一种可能后果是深静脉及浅静脉中粘滞的血液只在两个或数个静脉瓣之间来回，难于造成深静脉中有效的生物性血流剪切脉动，达不到血流充分循环的目的，甚或效果不佳。而且因其整体式气囊体积大，导致充满空气达到预定压力值的持续时间过长，很不利于对压力作用作多种方式灵活调节目的的实现。
另外，磁刺激对于人体许多部位的肌肉神经的作用也已得到许多文献的证实，对于腿部肌肉神经的磁刺激效应也有直接的证据。如美国加州VernonWen-Hau Lin在2001年4月10日公开的专利U.S.Pat.6,213,933中表明，磁刺激对人体全血血凝溶解与内源血纤维蛋白溶解有显著的促进作用。并且指出，由变化磁场所诱导的电流会刺激其体内神经，如腿部腓骨与胫骨神经，引起腿部肌肉群的痉挛性收缩，因而导致显著的纤维蛋白溶解，而血液中纤维蛋白溶解活性的持续增强显然十分有助于深静脉血栓的有效预防。但是迄今为止所见到的技术方案中，磁刺激效应的利用不是便携式的，如上述提到的专利中实施人体表面磁刺激的是较大的工作台面；也没有见到有与气压式作用装置联用来增强深静脉血栓的预防与治疗效果的技术方案。
因此，目前为止所见到的起类似功能的装置，无论便携与否，它们所起效果有限的一个原因是它们用来预防这种症状的强度与作用层次在很大程度上没有适当满足深静脉及其外围神经与肌肉组织之间的生理反馈特性，各种装置的功能作用方式单调，有的效果甚至是不适当的；而所谓的“便携方式”的便携程度也因所设计气囊结构的单位有效作用所需空气体积大而受到限制。
因而，为了预防控制深静脉血栓及相关血液循环症状，在实践中需要发展更为有效地调节深静脉生理脉动功能的便携自助式装置。
发明内容
为了克服现有深静脉血栓预防与血液循环改善便携式自助装置中压力效应难于有效地作用到体内深部静脉以及调节方式单一的不足，本实用新型提供一种静脉血栓预防与控制的自助便携式装置，该装置不仅能产生合符深静脉正常生理脉动需要的波动式压力渗透效应，而且具有多种灵活的压力作用调节方式，同时还具有对目标部位的磁刺激作用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是气垫套内布置的气道和固定在其上的排列磁体，气道的开口端通过气管与换向阀固定连接，换向阀通过气管与充排气机构固定连接，形成向气垫套内的气道充排气的气路，控制电路控制换向阀和充排气机构。本实用新型是这样实现其目的的整个气垫套可以包围住人体相关部位或其部分，如小腿或小腿后部、脚或脚底或脚背、臀部、臂部等等。微气泵及所在气路在该控制电路的控制下以预定的方式向气垫套上的气道充气或排气，引起所缚身体部位下深静脉外围肌肉群的横向压缩与松弛以及纵向上下推移式的复合波动；同时，气道表面上所贴附的磁体随着气道的运动而相应发生一定距离的纵横上下位移，其磁力线的变动诱导所在部位肌肉组织中络合在深静脉附近的神经中的生物电的变化。
本实用新型的有益效果是，在气垫套缚围部位下的肌肉神经及至深静脉可获得上下纵横的波动压力渗透效应与磁刺激效应的双重复合式协调作用，有效地实现深静脉血栓的预防与控制以及血液循环的改善；并且所设计的气道特定结构在同样动力功耗条件下其单位有效作用的明显提高，使整个装置结构更为紧凑，作用方式更为多样化，可为使用者随身穿戴，自行灵活调节。
当微气泵8向其中一个气道1或3充气达到预定压力值时，由压力传感器9向控制电路11给出信号，控制电路11依此信号控制换向阀6使微气泵8的充气转向另一个气道。在气垫套4中有两个气道的情形中，换向阀6可用来减压。在气垫套4中有多于两个以上的气道时，在气路上增接一个减压阀10，在控制电路11控制下完成各个气道的逐步减压与压力维持。气道1或2与气路上的减压也可在一个充气周期之后通过自然泄漏来完成。
驱动微气泵8与其它气动元件的电路，可包括由一组可编程开关与一块通用集成电路组成的振荡器，以及与非门和输出电路所组成的控制电路11。该控制电路11可以用编程方法来控制调节充气/排气的速度与气道充气/排气的顺序与整个装置的作用周期。
为了延长电池寿命，可用一个检测肢体运动(肌肉收缩)的传感器，只要使用者行走或作其他活动时，发出信号使整个装置停止运作。
为了使该装置更加合符生理要求，可以增加血压与脉搏检测功能件，其数据或参数可以结合在控制电路中，作为装置采取运作方式的一个依据。
图4是上述装置运行的一个方框图。
图5所示意的装置电路中，控制电路由电压为2.5-6V的低压直流电流、振荡电路、放大电路、编程器、运动传感器和控制开关连接而成。该电路中，以一个555集成电路IC、一组可编程开关(K1、K2、K3、…Ki)、与非门及输出电路为基础的控制电路用来驱动负载RL，负载RL可以是微气泵，也可以是继电器(以继电器来驱动微气泵)。当闭合K时，IC输出端处于高电平，通过限流电阻R4以及反相器1触发IC1的与非门2的输入端，此时，如果压力未达到预定值，P处于高电平，那么控制电路输出端T处于饱和导通，使负载RL处于工作状态；负载RL运行一定时间后，压力达到预定值，P处于低电平，控制电路中T处于截止状态，负载RL停止运行。供电电源Vcc可以是干电池组。优化的电路可以延长电池使用至数周。
根据循环周期的需要，可以通过改变可编程开关的电阻来改变充气/排气速率，可以从每分钟一次到每十几分钟一次。
在操作中，启动微气泵向气道充气可以达到一个足以增大静脉回流的压力水平。通过适当的电路调整或改进，可以调整最大压力。本控制电路用一个可控的多通换向阀来实现更快更精确的气道排气与更为灵活的多通道排气方式。根据需要，气道内的压力可以被“维持”一段预定的时间。
整个装置的运行可以通过图6作进一步说明。在起始时刻18，打开装置电源，用图5所示的编程开关来调整频率。在第一时间段17期间，微气泵作第一次运行20向气道充气直到压力传感器检测到一个预先确定的最大压力值时(时间20末)，电路计时，即开始第一个时间延迟期14，在此期间，换向阀与减压阀相协调地工作，从而实现预定的气道内压力的维持与减压。
在延迟期14的终止时刻，计时结束，随即进入第二时间段19，微气泵作第二次运行15。在时间段19开始时，如是多个气道，通过编程电路控制换向阀选择需充气气道，微气泵即通电开始充气……如此轮换下去直到气垫套中所欲充气气道均充过一轮之后，又开始下一个运行周期，直到关闭装置电源。各个气道的压力释放与维持，可通过编程电路使减压阀与多通换向阀运行动作的协调来实现。如一种极端情况是，通过预定程序，可以在气垫套中的全部气道都被充满空气达到预定压力值时，再使其逐个释放。也即，利用更为复杂的编程电路或微处理器，各个气道内的充气速度、释放压力的时间延迟，或者在充气与释压之间周期性的变化，可以按照它们所需预定的时间函数来逐个或一起调节，以有助于特定的治疗方案，或者有助于电池节电，或者两者兼而有之。
在图7的实施例中，将一个多气道气垫套4置于小腿23上，用尼龙搭扣21系紧，气道1或3与气路及电路控制盒22相连接。换向阀、充排气机构及控制换向阀、充排气机构的电路封装在气路与电路控制盒22内。调整控制盒22上的预置频率旋钮，打开电源开关，控制盒22中的微气泵即对各气道依次充排气，对小腿部位施以波动压力与磁体2的复合作用。
图8示意了本发明的另一种方案，其中多气道气垫套被做成一种鞋状结构固定在与穿戴者脚底及脚侧面相接触的鞋24内。便携的微气泵及其气路与电路控制盒22可以方便地定位在鞋脚背上，并通过气管5与气道1相联通。
图9示意的是多气道气垫套被固定在裤子上，成为裤子的一个组成部分。在该实施简图中，这些气道1分别被布置在臀部位、大腿位与小腿位。考虑到位置及功率限制问题，图中臀部位、左大小腿、右大小腿的气垫套分别通过三个气管5以三个气路与电路控制盒22来带动。但显然，如果气动元件参数能满足所需功率要求的话，它们可以合而为一，并且其中的气道及所贴附磁体2的布置方式也不止图中的方案。在使用时，将固定在相应位置的尼龙搭扣21系紧相应部位，打开电源，即可进行装置运行。
权利要求1.一种静脉血栓防治自助便携式装置，其特征在于该装置包括气垫套内布置的气道和固定在其上的排列磁体，气道的开口端通过气管与换向阀固定连接，换向阀通过气管与充排气机构固定连接，形成向气垫套内的气道充排气的气路，控制电路控制换向阀与充排气机构。
2.根据权利要求1所述的静脉血栓防治自助便携式装置，其特征在于气垫套由非弹性外层与柔性内衬层贴合而成，其内布置有相互平行或呈“Z”形的气道，该气道为单气道或二气道或为多气道，每一气道宽度为50-300mm，气道的表面上均匀固定有微小磁体，每一微小磁体的磁场强度为2-120特斯拉，磁体与磁体之间的上下间距为10-30mm，其左右之间的间距为10-30mm。
3.根据权利要求1所述的静脉血栓防治自助便携式装置，其特征在于充排气机构包括通过气管与同一多通连接头固定连接的微气泵、压力传感器、减压阀和换向阀，该机构的输入气体的压力最大值为20-300mmHg。
4.根据权利要求1所述的静脉血栓防治自助便携式装置，其特征在于控制电路由电压为2.5-6V的低压直流电源、振荡电路、放大电路、编程器、运动传感器和控制开关连接而成。
5.根据权利要求1所述的静脉血栓防治自助便携式装置，其特征在于换向阀、充排气机构及控制换向阀、充排气机构的电路封装在气路与电路控制盒内。
专利摘要一种静脉血栓防治自助便携式装置涉及防治静脉血栓的装置，尤其适于深静脉血栓防治及改善血液循环。该装置包括由其内的气道和固定在其上的排列磁体组成的气垫套、换向阀、充排气机构、控制电路。气道充气时，将按特定编程排列顺序膨胀与收缩，所形成的压缩力由表及里地透入肌肉及至深静脉，所伴随的微小磁体也随之刺激身体部位内神经肌肉及至深静脉。该过程所需气体容积很低，因而降低所需能量，可采用电池来驱动；气垫套在气路上与电动微气泵、多通(或单通)微电磁阀等相通，由不同部位的微压力信号通过编程电路控制，从而使得整个装置实现自助与便携。
文档编号A61H1/00GK2576219SQ02276439
公开日2003年10月1日 申请日期2002年9月10日 优先权日2002年9月10日
发明者蒋稼欢, 夏俊培, 蔡绍晖, 孙泽群 申请人:重庆大学, 广州润兴生物科技有限公司