股动脉压迫器及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种股动脉压迫器及其控制方法，股动脉压迫器包括转动盘、第一电机、电动缸、压迫横杆、第二电机、压迫头和控制系统，第一电机用于驱动转动盘转动，电动缸立于转动盘上，电动缸包括活塞和第三电机，压迫横杆与活塞相连，压迫横杆为伸缩结构并且第二电机用于驱动压迫横杆伸缩，压迫头固定于压迫横杆的自由端，控制系统包括摄像机、单片机、三个电机驱动器、红外线发射器以及红外线接收器。本发明的有益效果在于：实现了股动脉穿刺点的自动压迫，并实现了对病人使用适宜的压迫强度。
【专利说明】股动脉压迫器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压迫器【技术领域】，特别是涉及一种股动脉压迫器及其控制方法。
【背景技术】
[0002]在临床中，股动脉穿刺术常常使用，以采集动脉血液标本或某些特殊检查、急救时需加压输血输液、用于区域性化疗等。在输血或者抽血结束后，迅速拔针，通常情况下局部用三到五根消毒棉签或纱布加压按股动脉穿刺点15分钟以上。术后，病人匮乏，没有力量长时间按压股动脉穿刺点，但是若股动脉穿刺点不及时被按压住，就会有大量血液流出体外，给病人的生命带来威胁。
[0003]在中国专利中公开了申请号为201320420365.0的一种股动脉压迫止血器，包括一支架底板，在所述支架底板上，一端设置一压迫支撑柱，另一端设置一退步固定装置；所述压迫支撑柱上，设置一可上下移动的压迫横杆；所述压迫横杆一端连接在所述压迫支撑柱上，另一端连接一压迫头。该技术方案虽然通过调节压迫横杆在压迫支撑柱上的高度，从而实现了通过压迫头对股动脉刺穿点的压迫，替代了手工压迫。但是该股动脉压迫止血器还需要他人将支架底板固定在人体上，不方便操作，而且在调节压迫头与支架底板的距离时，只知道调节压迫头接触到了股动脉穿刺点，不知道压迫的轻重，压迫过重，会过度挤压人体，人体会感觉不适应；压迫过轻，会产生挤压力度不够，股动脉穿刺点有血溢出。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种股动脉压迫器及其控制方法，实现了股动脉穿刺点的自动压迫，并实现了对病人使用适宜的压迫强度。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:首先，本发明提供一种股动脉压迫器，该股动脉压迫器包括转动 盘、第一电机、电动缸、压迫横杆、第二电机、压迫头和控制系统，第一电机用于驱动转动盘转动，电动缸立于转动盘上，电动缸包括活塞和第三电机，压迫横杆与活塞相连，压迫横杆为伸缩结构并且第二电机用于驱动压迫横杆伸缩，压迫头固定于压迫横杆的自由端，控制系统包括摄像机、单片机、三个电机驱动器、红外线发射器以及红外线接收器，摄像机通过数据总线、控制总线与单片机相连，红外线发射器和红外线接收器均与单片机相连，单片机的三个输出端分别于三个电机驱动器相连，三个电机驱动器分别与第一电机、第二电机以及第三电机相连。
[0006]进一步的,所述转动盘包括盘本体、第一转动轮以及第二转动轮,第一转动轮连接于盘本体上，第二转动轮的边缘通过皮带与第一转动轮连接，第二转动轮的中心连接第一电机的转动轴。
[0007]再进一步的，所述股动脉压迫器还包括机座，盘本体设置于机座上，第一转动轮、第二转动轮以及第一电机集装于机座内。
[0008]进一步的，所述股动脉压迫器还包括承载板。
[0009]进一步的，所述压迫器还包括导向杆，导向杆与电动缸的缸体平行设置，压迫横杆套置于导向杆上。
[0010]进一步的，所述压迫器还包括定位立杆和定位横杆，定位立杆与电动缸的缸体平行设置，定位横杆滑动套置于定位立杆上，摄像机和红外线发射器均设置于定位立杆上，红外线接收器设置于定位横杆上，
[0011]进一步的，所述压迫横杆包括套杆、伸缩杆、弹簧、电机外壳、滚轮和拉绳，套杆套置于导向杆上且与电动缸的活塞相连，伸缩杆穿梭于套杆内，弹簧设置于套杆内且与伸缩杆相连，第二电机集装于电机外壳内，滚轮集装于电机外壳内且与第二电机的转动轴相连，拉绳的一端卷积于滚轮上的拉绳，拉绳的另一端与伸缩杆固定连接。
[0012]然后，本发明提供一种股动脉压迫器的控制方法，所述方法包括:
[0013]获得穿刺点的水平位置信息，并根据穿刺点的水平位置信息控制转动盘的转动角度和压迫横杆的伸长长度；以及
[0014]获得穿刺点的竖直高度，并根据穿刺点的竖直高度控制电动缸的移动距离。
[0015]进一步的，所述获得穿刺点水平位置信息的方法包括:
[0016]获取来自摄像机的穿刺点的平面图像的各个像素数据；
[0017]使用该图像所有的像素的灰度值，计算出该图像的灰度均值和灰度方差值；
[0018]读取该图像所有像素的灰度值，逐个判断各个像素的灰度值是否小于灰度均值减去灰度方差值的差，如果是，则命令该像素的图像元素为指定值；
[0019]统计图像元素为指定值的像素的中心点,该中心点的位置信息为穿刺点的水平位
置信息。
[0020]进一步的，所述获得穿刺点的竖直高度的方法包括:
[0021]控制红外线发射器 发出红外线，红外线接收器接收来自红外线发射器的红外线，计算红外线发射器发出红外线的时间与红外线接收器接收红外线的时间的时间差；
[0022]通过时间差和红外线传播速度计算得到穿刺点的竖直高度。
[0023]本发明的有益效果:采用的股动脉压迫器的控制方法，获得了穿刺点水平面位置信息和竖直高度，根据水平面位置信息控制第一电机和第二电机的转动角度，分别实现了对电动缸的移动距离以及压迫横杆的伸长长度的控制；根据竖直高度控制第三电机的转动角度，实现了对转动盘的转动角度的控制。该股动脉压迫器及其控制方法最终实现了对穿刺点的自动压迫，并且压迫强度适宜。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明。
[0025]图1是本发明股动脉压迫器的结构示意图。
[0026]图2是图1中机座和转动盘剖开后的结构示意图。
[0027]图3是图2中A处的放大图。
[0028]图4是本发明股动脉压迫器的控制系统的框图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0030]实施例:如图1所示，为本发明的较佳实施方式。该股动脉压迫器包括紧贴床I的表面放置的承载板2、设置于承载板2的一旁的机座3、转动盘4、用于驱动转动盘4转动的第一电机44、立于转动盘4上的电动缸5、与电动缸5的缸体50平行设置的导向杆6、套置于导向杆6上且与电动缸5的活塞52相连的压迫横杆7、用于驱动压迫横杆7伸缩的第二电动机、定位横杆8、设置于压迫横杆7的自由端的压迫头9以及控制系统。
[0031]具体地，请继续参考图1以及图2所示，电动缸5包括第三电机53、缸体50、设置于缸体50内的丝杆51以及与丝杆51相连的活塞52，第三电机53通过齿轮组与丝杆51相连。
[0032]转动盘4包括盘本体40、与盘本体40连接的第一转动轮41以及与第一转动轮41通过皮带42相连的第二转动轮43。第一电机44、第二转动轮43和第一转动轮41均集装于机座3内，第二转动轮43的边缘通过皮带42与第一转动轮41连接，第二转动轮43的中心连接第一电机44的转动轴，第一转动轮41在机座3内与皮带42连接后穿出并与盘本体40相连。第三电机53集装于盘本体40内。
[0033]请继续参考图2所示，压迫横杆7包括套杆70、用于穿梭于套杆70内的伸缩杆71、设置于套杆70内且与伸缩杆71相连的弹簧、与套杆70连通的电机外壳72、集装于电机外壳72内且与第二电机的转动轴相连的滚轮以及一端卷积于滚轮上的拉绳73，压迫横杆7的套杆70套置于导向杆6上且与活塞52相连，拉绳73的自由端与伸缩杆71固定连接，压迫横杆7固定设置于伸缩杆71的自由端。第二电机集装于电机外壳72内。
[0034]请参考图3以及图2所示，在拉绳73从电机外壳72进入套杆70处设置有滑轮75，拉绳73的自由端通过滑轮75均套杆70内。
[0035]请参考图2，在承载板2上竖立有与导向杆6平行的定位立杆80，使用时定位立杆80位于两腿之间且紧靠大腿与人体的连接处，定位横杆8滑动套置于定位立杆80上。该定位立杆80的上设置有定位孔，定位横杆8通过插销与定位孔固定。
[0036]请继续参考图2和图4所示，控制系统包括安装于定位立杆80上的摄像机11、单片机13、三个电机驱动器12、设置于定`位立杆80上的红外线发射器14以及设置于定位横杆8上的红外线接收器15，摄像机11通过数据总线、控制总线与单片机13相连，红外线发射器14和红外线接收器15均与单片机13相连，同时，单片机13的三个输出端分别于三个电机驱动器12相连，三个电机驱动器12分别与第一电机44、第二电机以及第三电机53相连。
[0037]—种股动脉压迫器的控制方法包括:
[0038]步骤一，获得穿刺点的水平位置信息，并根据穿刺点的水平位置信息控制转动盘的转动角度和压迫横杆的伸长长度；以及
[0039]步骤二，获得穿刺点的竖直高度，并根据穿刺点的竖直高度控制电动缸的移动距离。
[0040]具体地，步骤一的获得穿刺点的水平位置信息具体方法为:
[0041]获取来自摄像机11的穿刺点的平面图像的各个像素数据；
[0042]使用该图像所有的像素的灰度值，计算出该图像的灰度均值和灰度方差值；
[0043]读取该图像所有像素的灰度值，逐个判断各个像素的灰度值是否小于灰度均值减去灰度方差值的差，如果是，则确定该像素的图像元素为指定值；
[0044]统计图像元素为指定值的像素的中心点,该中心点的位置信息为穿刺点的水平位置信息。
[0045]通过摄像机11获取以定位立杆80所在位置为坐标原点的穿刺点所在平面的图像，穿刺点为红色，如果穿刺点红色不明显可以在穿刺点上涂抹汞溴红溶液，皮肤为黄色，从而穿刺点的颜色和皮肤的颜色差异大，容易识别。红色与黄色相比，红色偏暗，红色对应的灰度值大。
[0046]假设摄像机11获得的图像为一幅MXN图，各个像素(i，j)的灰度值为f(i，j)，该图像的像素的数量为S = MXN,则该图像的灰度均值
【权利要求】
1.一种股动脉压迫器，其特征在于，该股动脉压迫器包括转动盘、第一电机、电动缸、压迫横杆、第二电机、压迫头和控制系统，第一电机用于驱动转动盘转动，电动缸立于转动盘上，电动缸包括活塞和第三电机，压迫横杆与活塞相连，压迫横杆为伸缩结构并且第二电机用于驱动压迫横杆伸缩，压迫头固定于压迫横杆的自由端，控制系统包括摄像机、单片机、三个电机驱动器、红外线发射器以及红外线接收器，摄像机通过数据总线、控制总线与单片机相连，红外线发射器和红外线接收器均与单片机相连，单片机的三个输出端分别于三个电机驱动器相连，三个电机驱动器分别与第一电机、第二电机以及第三电机相连。
2.根据权利要求1所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述转动盘包括盘本体、第一转动轮以及第二转动轮，第一转动轮连接于盘本体上，第二转动轮的边缘通过皮带与第一转动轮连接，第二转动轮的中心连接第一电机的转动轴。
3.根据权利要求2所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述股动脉压迫器还包括机座，盘本体设置于机座上，第一转动轮、第二转动轮以及第一电机均集装于机座内。
4.根据权利要求1或3所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述股动脉压迫器还包括承载板。
5.根据权利要求1所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述压迫器还包括导向杆，导向杆与电动缸的缸体平行设置，压迫横杆套置于导向杆上。
6.根据权利要求1所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述压迫器还包括定位立杆和定位横杆，定位立杆与电动缸的缸体平行设置，定位横杆滑动套置于定位立杆上，摄像机和红外线发射器均设置于定位立杆上，红外线接收器设置于定位横杆上。
7.根据权利要求1所述的股动脉压迫器，其特征在于，所述压迫横杆包括套杆、伸缩杆、弹簧、电机外壳、滚轮和拉绳，套杆套置于导向杆上且与电动缸的活塞相连，伸缩杆穿梭于套杆内，弹簧设置于套杆内且与伸缩杆相连，第二电机集装于电机外壳内，滚轮集装于电机外壳内且与第二电机的转动轴相连，拉绳的一端卷积于滚轮上的拉绳，拉绳的另一端与伸缩杆固定连接。
8.一种股动脉压迫器的控制方法，所述方法包括: 获得穿刺点的水平位置信息，并根据穿刺点的水平位置信息控制转动盘的转动角度和压迫横杆的伸长长度；以及 获得穿刺点的竖直高度，并根据穿刺点的竖直高度控制电动缸的移动距离。
9.根据权利要求8所述的股动脉压迫器的控制方法，所述获得穿刺点水平位置信息的方法包括: 获取来自摄像机的穿刺点的平面图像的各个像素数据； 使用该图像所有的像素的灰度值，计算出该图像的灰度均值和灰度方差值； 读取该图像所有像素的灰度值，逐个判断各个像素的灰度值是否小于灰度均值减去灰度方差值的差，如果是，则命令该像素的图像元素为指定值； 统计图像元素为指定值的像素的中心点，该中心点的位置信息即为穿刺点的水平位置信息。
10.根据权利要求8所述的股动脉压迫器的控制方法，所述获得穿刺点的竖直高度的方法包括: 控制红外线发射器发出红外线，红外线接收器接收来自红外线发射器的红外线，计算红外线发射器发出红外线的时间与红外线接收器接收红外线的时间的时间差； 通过时间差和红外 线传播速度计算得到穿刺点的竖直高度。
【文档编号】A61B17/12GK103876803SQ201410145402
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年4月14日 优先权日:2014年4月14日
【发明者】张启川, 邹利光, 张冬, 戚跃勇, 文利, 廖翠薇 申请人:中国人民解放军第三军医大学第二附属医院