一种基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其是涉及一种基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置。

背景技术

失血是(战)创伤导致死亡率的主要原因，能够有效并及时的使用止血装置对(战)创伤的患者治疗，是降低死亡率的关键急救措施。

目前，随着人们对止血急救措施越来越重视，可单手操作的便携式止血带被广泛的应用。如：中国专利CN214966199U公开一种改良的旋压式止血带，其主带一端与连接带一端通过插扣连接，其连接带另一端与所述固定扣固定连接，而绞带位于主带内一端先穿过绞棒与插扣连接，另一端固定于主带内为自由端，加压时通过旋转绞棒，使其收紧绞带对肢体施加压力，而绞棒通过穿过固定带保持止血状态。

此止血带有着优秀的便携性和简单性，但也存在着许多问题。

第一，因止血带对肢体施加压力时，能够对肢体的血液流通产生阻碍，当长时间血液不流通时，会对创伤部位因长时间缺血发生肌肉组织坏死，严重时会导致截肢，其次由于有毒代谢物的积聚入血造成休克或肾功能衰竭，危及生命。而止血时间过短，又达不到止血的效果，从而错过最佳止血时间。此类止血带通过手写止血时间进行计时，而无法实现止血自动计时和报警功能，对止血时间的准确性无法保证。

第二，当止血过程中施加压力过大时，容易引发肢体组织麻痹，严重时可能导致坏死。而止血压力过小时，不足以达到止血目的。此类止血带通过绞棒旋转带动绞带施加压力，没有压力可视化以及科学的止血压力，从而无法保证施加压力时精准施压。

第三，当通过手动施加压力，导致操作繁琐复杂，而且需要基础的止血带操作知识，从而无法适用于大众人群，并且手动操作对每次施压精度无法保证。

第四，在止血过程中通过查看脉搏波信号的强弱进行判断本次止血是否有效，对于正确有效地止血十分重要。

中国专利CN211796707U公开了一种智能止血带，安装框外侧壁固定连接有马达，通过处理器控制马达带动齿轮，从而带动内部含有齿轮的卡带，从而实现止血的目的，其装置内部含有压力传感器和红外血流传感器，可以实时监测患者止血部位受到的压力和血液流通的情况。但是止血压力不能根据患者身体状况进行自适应设定，而且没有止血计时和报警功能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置，在保证止血可靠性的同时，自动完成加压和卸压操作，使得止血非常简单易于操作，脉搏波传感器采集患者脉搏信息从而测量此时血压值，然后计算患者四肢止血所需的最佳压力值。患者只需按下止血部位按钮，本止血装置根据计算患者此时的最佳压力值自动进行止血操作。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置，包括显示及主控单元、施力卸力单元、传感器及供电单元、穿戴单元、基座、顶盖；

顶盖设于基座上方；

显示及主控单元包括LCD显示模组、主控电路板、电源按键、警报模组、电源模组，主控电路板用于控制并接收传感器信号、执行计算和逻辑操作，主控电路板由多个集成电路组成，包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)，CPU为x86架构、ARM架构、RISC-V架构处理器中的一种，当接收的止血压力值大于最佳止血压力值时，警报模组发出警报提醒加压，LCD显示模组12用于实时显示止血压力、止血时间和脉搏波信号强弱，电源模组的电线穿过顶盖上设有的电源充电开口实现充电功能。

主控电路板用于控制并接收传感器信号、执行计算和逻辑操作，LCD显示模组用于实时显示止血压力、止血时间和脉搏波信号强弱；

施力卸力单元用于控制穿戴单元的松紧，从而增加止血压力或者减少止血压力，施力卸力单元包括输入轴、中间轴、输出轴、轴承、电机，输入轴、中间轴、输出轴依次传动连接，轴承分别设于输入轴、中间轴、输出轴的两个端部，电机与输入轴传动连接；

传感器及供电单元用于获取穿戴单元所受压力和脉搏波信号，并实现有源器件的供电，传感器及供电单元包括电源模组、脉搏传感器、压力传感器、血压测量按钮、上肢止血按钮、下肢止血按钮，传感器及供电单元设于基座内，脉搏传感器、压力传感器均与主控电路板通信连接，血压测量按钮、上肢止血按钮、下肢止血按钮设于顶盖上；

穿戴单元用于固定止血肢体部位，防止在止血过程中发生偏移，穿戴单元包括绑带，绑带与输出轴连接，输出轴用于调节绑带的松紧。

进一步的，输入轴上设有第一级蜗杆，中间轴的一端设有第一级蜗轮，另一端设有第二级蜗杆，输出轴上设有第二级蜗轮，第一级蜗轮与第一级蜗杆通过线接触特征相配合，第二级蜗轮与第二级蜗杆通过线接触特征相配合，进行力的传递并调节绑带的松紧。

进一步的，施力卸力单元中的第一级蜗轮、第一级蜗杆、第二级蜗轮、第二级蜗杆的两端通过轴承与基座上设有的轴承定位孔进行过盈配合。

进一步的，通过设于轴承外侧的轴承挡板和输入轴、中间轴、输出轴上设有的轴肩限制轴承沿轴向移动。

进一步的，穿戴单元还包括粘钩一体魔术贴、绑带连接器、插杆，绑带与粘钩一体魔术贴通过边缘缝制固定，绑带绕过四肢穿过绑带连接器，通过反向粘钩一体魔术贴粘贴固定，绑带连接器套设于插杆上，插杆与基座固定连接。

进一步的，绑带一端穿过绑带连接器上设有的绑带接口，另一端穿过基座底部设有的绞绳开口，进而固定于输出轴上设有的蜗轮槽中，通过螺钉进行固定。

进一步的，基座包括电机座、绞绳开口、电机U形槽、轴承开口、压力传感器开口、脉搏传感器开口。电机U形槽和电机座配合限制电机轴向和径向移动，使电机位置在电机高速转动时保持稳定。

进一步的，脉搏传感器从基座下腔体侧面设有的脉搏传感器开口穿出，附着于脉搏传感器绑带内侧。

进一步的，压力传感器模组从基座下腔体带体方向设有的压力传感器开口穿出，附着于绑带内侧。

进一步的，输入轴、中间轴、输出轴通过轴承、设于轴承上的轴承挡圈和轴承挡板固定于基座内，通过轴承挡圈固定输入轴、中间轴、输出轴和轴承的相对位置，通过轴承挡板固定轴承和输入轴、中间轴、输出轴在基座的位置。

基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置的具体使用方法：

通过绑带围绕伤员的四肢肢体，然后把绑带尾端从绑带连接器穿出，拉伸带体张紧至三指不能扣入带体缝隙内便可将穿过接口的部分粘钩一体魔术贴与未穿过接口带体部分的粘钩一体魔术贴贴合实现初步的束紧，并将脉搏传感器通过脉搏传感器绑带固定在止血部位末端的位置，具体为上臂肱动脉、手腕桡动脉或大腿动脉处。当按下设于顶盖上的电源按键时装置自动开机，此时LCD显示模组显示“选择止血部位或测量血压”以提示患者操作。当按下设于顶盖上的血压测量按钮时，主控电路板接收和处理脉搏波数据并计算血压(BP)，进而系统会自动决策出此时患者最佳的止血压力值，如手臂：(BP+30)mmHg、大腿：(BP+80)mmHg，下一次加压将会依据计算最佳的止血压力值进行止血操作。当按下设于顶盖上的下肢止血按钮、上肢止血按钮时，穿戴单元内侧的压力传感器检测初步束紧时所受压力大小，脉搏传感器检测脉搏波强弱信息，LCD显示模组上将这些内容进行实时显示。

患者按下下肢止血按钮、上肢止血按钮时，主控电路板控制电机旋转带动输入轴、中间轴、输出轴旋转，进而收紧绑带进行止血。主控电路板接收压力传感器反馈的压力信息，当施加压力达到指定计算的最佳止血压力时，电机停止传动，患者可以观察脉搏强弱信号判断本次止血是否达标，即完成了加压过程。因为蜗轮蜗杆本身带有自锁性能，从而在保持止血操作时不会反转。当加压完成时，系统开启自动计时功能并显示于LCD显示模组的LCD显示屏上，当保压结束后装置自动报警提示，此时主控电路板控制电机反转进行卸压，即完成卸压操作。

本发明一方面由于其结构部分采用了蜗轮蜗杆，实现在止血过程中保持自锁效果，防止在保持止血压力时突然卸压；并且通过主控制单元控制步进电机带动蜗轮蜗杆收紧伸缩带进行自动止血操作，使得非专业医护人员也能够正确地进行止血。

另一方面通过脉搏波传感器采集患者此时血压值，计算此时最佳止血压力值，并结合设计的四肢止血按钮，医护人员和患者可以方便准确的进行止血。可以防止止血压力过大引起肢体损伤以及压力过小不足以完成止血导致错失止血的最佳时间。

紧接着通过LED显示的压力信息以及在止血过程中采集的脉搏波信息，从而医护人员或患者可以方便的观察本次止血是否达标。

最后，装置能够显示止血计时和警报功能，以便于医护人员和患者观察止血时间。可以让患者在没有专业止血操作下根据此时身体状况进行自动止血，以达到更好的止血带使用效果。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明所涉及的步进电机安装在基座内电机凸台中的凹槽内，本凹槽的外形与步进电机外形一致，并且电机凸台中的凹槽与蜗杆U形槽采用同轴度设计。工作时控制模块控制步进电机带动蜗杆，从而带动涡轮，使得收紧止血带提供止血压力。由于蜗轮蜗杆本身带有自锁效应，使得能够保持止血压力，当止血完成时，控制模块命令电机实现反转，即可完成卸压。在保证止血可靠性的同时，自动完成加压和卸压操作，使得止血非常简单易于操作。

(2)本发明所涉及的脉搏波传感器采集患者脉搏信息从而测量此时血压值，然后计算患者四肢止血所需的最佳压力值。患者只需按下止血部位按钮，本止血装置根据计算患者此时的最佳压力值自动进行止血操作。计算止血的压力信息，可以防止止血压力过大引起肢体损伤以及压力过小不足以完成止血导致错失止血的最佳时间。

(3)本发明所涉及的显示单元、警报单元和主控制单元，通过压力传感器和脉搏波传感器采集止血过程中的压力信息和脉搏波信号并发送给控制单元，并且控制单元控制LCD显示模组显示其止血压力值，当加压完成和完成止血操作时，控制警报提醒患者。通过LCD显示模组显示的压力信息以及在止血过程中采集的脉搏波信息，医护人员或患者可以方便的观察本次止血是否达标。

附图说明

图1为基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置的示意图。

图2为显示及主控单元、传感器及供电单元的示意图。

图3为施力卸力单元、穿戴单元的示意图。

图4为基座的示意图。

图5为顶盖的局部示意图。

附图标记：1-脉搏传感器绑带；2-脉搏传感器；3-顶盖；4-基座；5-绑带连接器；6-绑带；7-主控电路板；8-警报模组；9-血压测量按钮；10-下肢止血按钮；11-上肢止血按钮；12-LCD显示模组；13-电源按键；14-压力传感器；15-电机座；16-电机；17-插杆；18-输出轴；19-轴承；20-中间轴；21-输入轴；50-轴承定位孔；51-轴承挡板；52-绞绳开口；53-电机U形槽；54-压力传感器开口；55-脉搏传感器开口；56-电源充电开口；57-电源模组；58-基座孔；59-绑带接口；60-涡轮槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本技术方案中如未明确说明的部件型号、材料名称、连接结构、控制方法、算法等特征，均视为现有技术中公开的常见技术特征。

本实施例提供基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置，如图1、图2所示，包括显示及主控单元、施力卸力单元、传感器及供电单元、穿戴单元、基座4、顶盖3。

顶盖3设于所述基座4上方，如图4、图5所示，基座4包括电机座15、绞绳开口52、电机U形槽53、压力传感器开口54、脉搏传感器开口55。顶盖3通过基座孔58和基座孔上58设有的螺钉与基座4连接。其中，电机U形槽和电机座配合限制电机轴向和径向移动，使电机位置在电机高速转动时保持稳定。

如图1、图2所示，显示及主控单元包括LCD显示模组12、主控电路板7、电源按键13、警报模组8、电源模组57，主控电路板7用于控制并接收传感器信号、执行计算和逻辑操作，主控电路板7由多个集成电路组成，包括中央处理器(CPU)、存储器(RAM和ROM)，当接收的止血压力值大于最佳止血压力值时，警报模组8发出警报提醒加压，LCD显示模组12用于实时显示止血压力、止血时间和脉搏波信号强弱，电源模组57的电线穿过顶盖3上设有的电源充电开口56实现充电功能。

如图3所示，施力卸力单元用于控制穿戴单元的松紧，从而增加止血压力或者减少止血压力，施力卸力单元包括输入轴21、中间轴20、输出轴18、轴承19、轴承固定孔50、轴承挡板51、电机16，电机16为步进电机；输入轴21、中间轴20、输出轴18依次传动连接，轴承分别设于输入轴21、中间轴20、输出轴18的两个端部，电机与输入轴21传动连接；输入轴21、中间轴20、输出轴18通过轴承19、设于轴承19上的轴承挡圈和轴承挡板51固定于基座4内，通过轴承挡圈固定输入轴21、中间轴20、输出轴18和轴承19的相对位置，通过轴承挡板51固定轴承19和输入轴21、中间轴20、输出轴18在基座4的位置；轴承挡板51用于保护轴承设于轴承19的两端。

施力卸力单元中，输入轴21上设有第一级蜗杆，中间轴20的一端设有第一级蜗轮，另一端设有第二级蜗杆，输出轴18上设有第二级蜗轮；第一级蜗轮与第一级蜗杆通过线接触特征相配合，第二级蜗轮与第二级蜗杆通过线接触特征相配合，进行力的传递并收紧止血装置；施力卸力单元中的第一级蜗轮、第一级蜗杆、第二级蜗轮、第二级蜗杆的两端通过轴承19与轴承定位孔50进行过盈配合，并且采用轴承挡板和输入轴21、中间轴20、输出轴18上设有的轴肩限制轴承19沿轴向移动。

如图2所示，传感器及供电单元用于获取穿戴单元所受压力和脉搏波信号，并实现有源器件的供电，传感器及供电单元包括电源模组57、脉搏传感器2、压力传感器14、血压测量按钮9、上肢止血按钮11、下肢止血按钮10；传感器及供电单元设于基座4内，脉搏传感器2、压力传感器14均与主控电路板7通信连接，血压测量按钮9、上肢止血按钮11、下肢止血按钮10设于顶盖3上；脉搏传感器2、压力传感器14和电源模组57的电线均与主控电路板7相连接。

如图3所示，穿戴单元用于固定止血肢体部位，防止在止血过程中发生偏移，穿戴单元包括绑带6、粘钩一体魔术贴、绑带连接器5、插杆17，绑带6与输出轴18连接，输出轴18用于调节绑带6的松紧。

绑带6一端穿过绑带连接器5上设有的绑带接口59，另一端穿过基座4底部设有的绞绳开口52，进而固定于输出轴18上设有的蜗轮槽60中，通过螺钉进行固定。绑带6与粘钩一体魔术贴通过边缘缝制固定，工作时绑带绕过四肢穿过绑带连接器5，通过反向粘钩一体魔术贴粘贴固定。

压力传感器模组14、脉搏传感器模组2均设于基座4内部下腔体中，压力传感器模组14从基座4下腔体带体方向的压力传感器开口54穿出，附着于绑带6内侧，脉搏传感器2从基座4下腔体侧面的脉搏传感器开口55穿出，附着于脉搏传感器绑带1内侧。

基于自适应止血压力的自动加压智能止血装置的具体使用方法：

通过绑带6围绕伤员的四肢肢体，然后把绑带6尾端从绑带连接器5穿出，拉伸带体张紧至三指不能扣入带体缝隙内，便可将穿过接口的部分粘钩一体魔术贴与未穿过接口带体部分的粘钩一体魔术贴贴合实现初步的束紧，并将脉搏传感器2通过脉搏传感器绑带1固定在止血部位末端的位置，具体为上臂肱动脉、手腕桡动脉或大腿动脉处。当按下设于顶盖3上的电源按键13时装置自动开机，此时LCD显示模组12显示“选择止血部位或测量血压”以提示患者操作。当按下设于顶盖3上的血压测量按钮9时，主控电路板7接收脉搏传感器2传送的脉搏波信息并计算血压，进而自动决策出此时患者最佳的止血压力值，下一次加压将会依据计算最佳的止血压力值进行止血操作。当按下设于顶盖3上的下肢止血按钮10、上肢止血按钮11时，穿戴单元内侧的压力传感器14检测初步束紧时所受压力大小，脉搏传感器2检测脉搏波强弱信息，LCD显示模组12上将这些内容进行实时显示。

患者按下下肢止血按钮10、上肢止血按钮11时，主控电路板7控制电机16旋转带动输入轴21、中间轴20、输出轴18旋转，进而收紧绑带6进行止血。主控电路板7接收压力传感器14反馈的压力信息，当施加压力达到指定计算的最佳止血压力时，电机16停止传动，患者可以观察脉搏强弱信号判断本次止血是否达标，即完成了加压过程。因为蜗轮蜗杆本身带有自锁性能，从而在保持止血操作时不会反转。当加压完成时，系统开启自动计时功能并显示于LCD显示模组12的LCD显示屏上，当保压结束后装置自动报警提示，此时主控电路板7控制电机16反转进行卸压，即完成卸压操作。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。