专利名称：全自动助产装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种装置，特别是一种全自动助产装置。
专利CN1058897A公开了一种自动控制气囊腹压带助产装置，由一个安装在产妇腹壁上的宫缩强度检测元件及其放大单元，一个气囊压力检测装置及其放大单元，模数转换开关和模数转换器，单片机，专用控制键盘，显示单元，进、排气电磁阀所组成。此键盘有一个加基础压力键、一个停加基础压力键、五个常压设置键、三个高压设置键、一个紧急放气键和一个备用键所组成。控制软件由一个主程序，三个中断服务程序和2个子程序所组成。其使用方法是，将气囊腹压袋缠在产妇的腰腹部位，用具有弹性的腰袋将宫缩探头固定在产妇的腹壁上，用以检测产妇的宫缩强度；将气囊压力传感器连接到气囊上，实际测定该产妇的宫缩最大值并将引值存储在计算机中，用专用键盘的常压设置键设置产妇的宫缩强度最大值的某个百分比以上的气囊腹压袋内应该维持的压力范围；用高压键盘设置键设置产妇在临产时的宫缩强度最大值的某个百分比以上的气囊腹压袋内应该维持的压力范围；汁算机根据所检测到的宫缩强度和气囊压力值和上述设定值来控制进排气装置，使气囊压力维持在所选定的常压或高压的基础压力范围内帮助产妇增加产力。
由此可见，一种自动控制装置控制的成功与否取决于正确判断产妇的宫缩，准确检测宫缩强度和精确地施加压力。由于宫缩强度和频率随产妇和分娩过程发生变化，以及受产妇喘气、咳嗽和身体动作等因素的干扰，直接将宫缩探头固定在产妇的腹壁上，并根据某一次宫缩强度最大值的某个百分比，难于正确判断产妇的宫缩和准确检测当前的宫缩强度，因此无法依照产妇的需要和承受能力精确地施加腹压。
本实用新型的目的在于提供一种根据生理力学原理及适合产妇腹形设计，在加压时形成的外加压力与产妇自主加压形成的腹腔内部压力，子宫收缩形成的生理性推力三者方向一致，其同形成一种向下的合力，并均匀地作用于宫底周围，从而可增强产力的全自动助产装置。
本实用新型的目的可以通过以下措施来达到本实用新型包括压力传感器，单片机电路，压缩空气气源，电磁方向阀，压力数字显示电路及电源，其特征在于还有气囊腹压带，电气比例阀，压力设置电路，安全保护电路，报警器，压力指示灯显示电路，气囊腹压带检测到的压力信号通过压力传感器输入单片机电路，压力传感器输出的压力信号还送到安全保护电路，单片机电路的输出分别送到压力数字显示电路，电磁方向阀，以及电气比例阀，压力设置电路的输出送到单片机电路，安全保护电路的输出分别送到报警器及压力指示灯显示电路。
本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到还可设有与安全保护电路相连的产妇控制开关。还可设有图形显示器及网络接口。气囊腹压带包括气囊，气囊进排气管，腹压带，尼龙搭扣，气囊及腹压带设计成适合产妇腹形的特定形状，气囊的内外层选用不同材质，外层变形度为1-2cm，内层变形度为5-10cm。来自压力传感器并经过处理的压力信号一路经放大器U24送到指示灯L1、L2、L3，另一路经放大器U25，光电隔离器U8，放大器U18送到中央处理器U1的43脚，压力值的输出由数模转换器U11、经放大器U16，光电隔离器U10和放大器U17到电气比例阀。单片机电路中，并行扩展口U7通过光电隔离器U19,U20控制电磁方向阀、指示灯、报警器。
本实用新型将产妇宫缩信号的检测触合在气囊压力控制模块的内部，给气囊加一基础压，当子宫收缩，产妇腹部变形，引起气囊压力变化，通过压力传感器将压力信号输入单片机单元，由于气囊与产妇的腹部接触面积很大，气囊本身就具备过滤高频信号和信号整形的功能，使得产妇喘气、咳嗽和身体动作等干扰因素形成的信号较弱，持续时间短，上升斜率大，频率变化大；而子宫收缩时产妇腹部变形形成的信号较强，持续时间长，上升斜率较缓，频率较稳定，方便单片机控制软件进行统计类比分析，区分干扰信号和宫缩信号，并计算出子宫收缩的强弱和频率；由单片机单元输出电信号给电气比例阀，随宫缩的节律，自动准确均匀地对产妇施加适当的腹压。
本实用新型具备完善的安全保护功能和报警功能。限压开关直接控制气源最高压力；安全保护单元完全独立于单片机电路，具备压力大小显示，超压时自动实现系统复位、报警和泄压；单片机电路在气囊内的压力大于60KPa时，能自动复位，将气囊压力泄至为零，并处于停止状态；医生在紧急情况下，可以通过按复位键实现安全保护；或者当产妇感觉不适的任何情况下，由产妇按下控制开关，实现自动复位并报警，气囊压力泄至为零，并处于停止状态。
本实用新型可以扩展外接图形显示器，实现可视化功能；并可以扩展各种网络通讯功能。
按照本实用新型的设计原理，将根据生理力学原理及适合产妇腹型设计的气囊腹压带按宫底及助产的形态缠绕于剑突与脐之间(包括部分宫底及宫体部)，用尼龙搭扣固定。腹带缠绕腹部松紧适度且角度适宜，不能影响呼吸。在产妇自主加腹压后，膈肌下降、腹肌收缩后，腹腔内形成向下的作用力，气囊加压时在腹壁也形成向下的作用力，这二者作用力的方向与子宫收缩形成的生理性推力方向一致，共同形成一种向下的合力，并均匀地作用于宫底周围，随子宫收缩的节律，增强产力(宫腔内外的压力)，迅速结束分娩。
图1为本实用新型的原理方框图；图2为本实用新型气囊腹压带的结构示意图；图3为本实用新型的气动控制原理图；图4、图5为本实用新型的电原理图。
本实用新型下面将结合附图(实施例)作进一步详述参照
图1，本实用新型主要由气囊腹压带1，压力传感器2，单片机电路3，压缩空气气源4，电气比例阀5，电磁方向阀6，压力设置电路7，压力数字显示电路8，安全保护电路9，报警器10，压力指示灯显示电路11，产妇控制开关12，图形显示器13，各种网络接口14以及电源所组成。
本助产装置启动后，首先给气囊腹压带1加一基础压，当子宫收缩，产妇腹部变形，引起气囊压力变化，通过压力传感器2将压力信号输入单片机单元3，通过统计类比分析，计算出子宫收缩的强弱和频率；全自动助产装置根据选择的工作方式和设置的压力值自动完成加压、稳压和泄压的循环过程；其过程是由单片机单元3输出电信号给电气比例阀5，控制进气量的大小，随宫缩的节律，自动准确均匀地对产妇施加适当的腹压。运行过程中可以根据需要，切换工作方式；气囊压力值和设置的压力值通过压力显示单元8显示，直到按停止键，本装置自动泄压并处于停止状态，此时可以通过压力设置电路7调整各项设置的压力值。本装置在任何情况下，当气囊内的压力大于60KPa时，本装置自动复位，气囊压力泄至为零，并处于停止状态。本装置在产妇感觉不适的任何情况下，由产妇按下控制开关，本装置自动复位并报警，气囊压力泄至为零，并处于停止状态。医生在任何情况下，可以通过按复位键或停止键停止本装置的运行，气囊压力将泄至为零，并处于停止状态。图形显示器13和各种网络接口14是为预留的图形图像可视化和通讯功能的接口。
如图2所示，气囊腹压带包括气囊1-1，气囊进排气管1-2和腹压带1-4，尼龙搭扣1-3，气囊和腹压带是根据生理力学原理设计，适合产妇腹型的特定形状，其尺寸大小如图所示。气囊1-1的内外层选用不同材质，保证外层变形度在1-2cm范围，内层变形度在5-10cm范围，能承受的压力大于100KPa；气囊进排气管1-2选用快速接头；腹压带1-4选用无变形材质，用于固定气囊并缠绕于产妇腰腹部。
如图3所示，气动控制模块主要由气泵4-1、分水过滤器4-2、限压开关S 2、减压阀4-4、电气比例阀5、电磁方向阀6、压力传感器2和气囊1组成；其工作过程是由气泵4-1提供的压缩空气经分水过滤器4-2过滤空气中的水分后，减压阀4-4减压，电气比例阀5按照单片机信号控制气量大小，电磁方向阀6控制气囊1-1的进排气，压力传感器2检测气囊1-1中的压力并转换成电信号给单片机。限压开关S2控制气泵的最高压力，并可以连续调节。
压力传感器2是气压/电量转换器，其量程为0-100KPa，输出量范围为1-5V的电压值或4-20mA的电流值。气泵4-1的压力输出范围为0-500KPa ；电气比例阀5控制气囊进气量的大小，其输出气体压力为5-100KPa，输入电讯号为0-5V的电压呀4-20mA的电流；电磁方向阀6采用二位三通电磁阀，控制气囊进排气的允许。
参照图4、图5，本装置采用Intel公司8096系列单片机作为CPU(U1)，来自压力传感器并经过滤波平滑处理的压力信号，一路经放大器U24直接到指示灯L1、L2和L3，实时显示压力值，其目的在于当CPU出现故障时，仍可以通过指示灯监视气囊内的压力变化；另一路经放大器U25和光电隔离U8、放大器U18到CPU进行模数转换，对气囊内的压力进行实时采样，分辨率率为10位，输入范围为0-5V或0-20mA，对应0-100KPa；电路中的稳压器V1提供模数转换的基准电压，以保证转换精度。压力值的输出由数模转器U11，经放大器U16、光电隔离U10和放大器17到电气比例阀，控制气囊的进出气体量，输出范围为0-5V或0-20mA，对应0-100KPa，数模转换的稳定性由稳压器V2来保证。8279(U41)键盘显示管理压力值的显示和接受键值输入，4选16集成电路U40用于键盘的动态扫描，并通过反向器U36,U37提供数码管U31,U32,U33,U34,U42,U43的位码动态显示信号，同时8279(U41)通过驱动器U35提供数码管的段码动态显示信号。U2为程序存储器，U3为数据存储器。8255(U7)作为并行扩展口，通过光电隔离器U19,U20控制电磁方向阀，指示灯和报警器，并接受限压开关的输入，电磁方向阀控制气囊的进排气，指示灯指示助产器当前的工作状态。当气囊压力高于设定的安全压力时，开关S2导通，切断继电器T1，复位单片机系统，并通过蜂鸣器B1报警。或者当产妇感到压力过大，可以通过控制开关S3切断继电器T1，复位单片机系统，并通过蜂鸣器B1报警。
本实用新型提供了三种工作方式，适用于身体状况不同的产妇和分娩过程的不同阶段；三种工作方式可以在启动本装置前预先选择好，也可以在本装置启动后任意切换，通过按不同工作方式键实现。首先根据产妇具体情况设置合适的基础压、工作压和增强压的压力值，选择适宜的工作方式，按启动键，本装置进入选择的工作方式并开始运行；运行过程中可根据需要，按相应键切换至另一种工作方式；按停止键后，本装置自动泄压并处于停止状态，此时可调整各项设置的压力值。
本装置工作方式一的工作过程是按本装置的启动键后，气囊压力自动上升到基础压设置的压力值并保持恒定，直至按本装置的停止键，气囊压力自动泄至为零。单片机系统的工作过程是，通过8255(U7)点亮工作方式一指示灯L4和启动指示灯L8，导通继电器T1，通过数模转换器U11输出最大值至电气比例阀，对气囊快速充气；通过模数转换定时对气囊压力采样，对照设置的基础压力值，当气囊内压力达到设定值后，输出O至电气比例阀；并保持定时对气囊压力采样，当气囊压力低于设定值，并判定无宫缩情况下，输出设定压力值至电气比例阀，以保持气囊压力恒定，当气囊内压力再次达到设定值后，输出O至电气比例阀；如此循环监视，直至接受到停止键，通过8255(U7)点亮停止指示灯L7，熄灭指示灯L8，切断继电器T1，输出O至电气比例阀。
本装置工作方式二的工作过程是按本装置的启动键后，气囊压力首先升到基础压设置的压力值；当产妇宫缩开始时，气囊压力迅速上升到工作压设置的压力值；当产妇宫缩结束时，气囊压力迅速下降到基础压力；按本装置的停止键后，气囊压力自动泄至为零。本工作方式的特点是，能够自动检测产妇宫缩的开始和结束，并迅速加压或泄压，有效地增加产妇产力。单片机系统的工作过程是，通过8255(U7)点亮工作方式二指示灯L5和启动指示灯L8，导通继电器T1，通过数模转换器U11输出最大值至电气比例阀，对气囊快速充气；通过模数转换定时对气囊压力采样，采样数据存储在数据存储器U3；对照设置的基础压力值，当气囊内压力达到设定值后，输出O至电气比例阀；同时根据气囊内压力的变化速率，确定有宫缩开始，通过数模转器U11输出至电气比例阀的电信号从基础压开始，按气囊内压力的变化速率逐步增大至工作压设定值；当检测宫缩结束，将输出至电气比例阀的电信号迅速降至基础压设定值。CPU(U1)接受到停止键，通过8255(U7)点亮停止指示灯L7，熄灭指示灯L8，切断继电器T1，输出O至电气比例阀。
本装置工作方式三的工作程是按本装置的启动键后，气囊压力首先升到基础压设置的压力值；当认为需要加增强压时，按一下本装置的增强压上升键，气囊压力迅速上升到增强压设置的压力值；当认为加增强压结束时，按一下本装置的增强压下降键，气囊压力迅速下降到基础压设置的压力值；按三装置的停止键后，气囊压力自动泄至为零。单片机系统的工作过程是，第一阶段是通过8255(U7)点亮工作方式三指示灯L6和启动指示灯L8，导通继电器T1，通过数模转换器U11输出最大值至电气比例阀，对气囊快速充气；通过模数转换定时对气囊压力采样，采样数据存储在数据存储器U3；对照设置的基础压力值，当气囊内压力达到设定值后。输出O至电气比例阀；第二阶段是CPU(U1)接受到增压上升键后，闪烁指示灯L9，并迅速将输出至电气比例阀的电信号增加至增强压的设定值；当CPU(U1)接受到增压下降键后，闪烁指示灯L9，并迅速将输出至电气比例阀的电信号减至基础压的设定值。CPU(U1)接受到停止键，通过8255(U7)点亮停止指示灯L7，熄灭指示灯L8，切断继电器T1，输出O至电气比例阀。
本实用新型相比现有技术具有如下优点1、根据生理力学原理及适合产妇腹形设计，在加压时形成的外加压力与产妇自主加压形成的腹腔内部压力、子宫收缩形成的生理性推力三者方向一致，共同形成一种向下的合力，并均匀地作用于宫底周围，从而可增强产力。
2、结构合理，安全可靠，使用方便，可自动准确均匀地对产妇施加适当的腹压。
权利要求1.一种全自动助产装置，包括压力传感器(2)，单片机电路(3)，压缩空气气源(4)，电磁方向阀(6)，压力数字显示电路(8)及电源，其特征在于还有气囊腹压带(1)，电气比例阀(5)，压力设置电路(7)，安全保护电路(9)，报警器(10)，压力指示灯显示电路(11)，气囊腹压带(1)检测到的压力信号通过压力传感器(2)输入单片机电路(3)，压力传感器(2)输出的压力信号还送到安全保护电路(9)，单片机电路(3)的输出分别送到压力数字显示电路(8)，电磁方向阀(6)，以及电气比例阀(5)，压力设置电路(7)的输出送到单片机电路(3)，安全保护电路(9)的输出分别送到报警器(10)及压力指示灯显示电路(11)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还可设有与安全保护电路(9)相连的产妇控制开关(12)。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于还可设有图形显示器(13)及网络接口(14)。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于气囊腹压带(1)包括气囊(1-1)，气囊进排气管(1-2)，腹压带(1-4)，尼龙搭扣(1-3)，气囊(1-1)及腹压带(1-4)设计成适合产妇腹形的特定形状，气囊(1-1)的内外层选用不同材质，外层变形度为1-2cm，内层变形度为5-10cm。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于来自压力传感器并经过处理的压力信号一路经放大器U24送到指示灯L1、L2、L3，另一路经放大器U25，光电隔离器U8，放大器U18送到中央处理器U1的43脚，压力值的输出由数模转换器U11、经放大器U16，光电隔离器U10和放大器U17到电气比例阀。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于单片机电路(3)中，并行扩展口U7通过光电隔离器U19,U20控制电磁方向阀、指示灯、报警器。
专利摘要一种全自动助产装置,由气囊腹压带,压力传感器,单片机电路,压缩空气气源,电气比例阀,电磁方向阀,压力设置电路,压力数字显示电路,安全保护电路,报警器,压力指示灯显示电路,产妇控制开关以及电源等组成。气囊腹压带是根据生理力学原理设计,适合产妇腹形的特定形状。本实用新型能够智能检测产妇宫缩强弱和频率,随宫缩的节律,自动准确均匀地对产妇施加腹压,具有多种安全保护功能,并预留与图形显示器的接口及网络通讯的接口。
文档编号A61H9/00GK2459015SQ9823476
公开日2001年11月14日 申请日期1998年7月31日 优先权日1998年7月31日
发明者赵少飞, 区煦东, 刘国平, 王克铸, 郑景翔 申请人:广州迈特科技有限公司