一种肢体浅静脉血管充盈扩张仪及扩张方法

技术领域

本发明涉及一种肢体浅静脉血管充盈扩张仪及扩张方法，属于医疗器械领域。

背景技术

在医院的日常工作中，护士每天要给病人抽血或输液、输血等静脉穿刺操作，对大部份病人来说这种静脉穿刺操作是容易完成的，但对部分病人特别是在急性创伤、失血等个体血液循环不良等造成的外周血管充盈不佳的情况下，或者对血管显露不明显的肥胖和血管硬化的病人来说，护士寻找肢体浅表静脉有时是十分困难的，由于静脉充盈不好、显露不清可导致护士多次静脉穿刺失败，会给病人造成较大的痛苦和心理上的恐惧。因此，针对上述问题国内外已有不少学者在如何提高静脉穿刺成功率方面做了大量的研究工作，发明了多种静脉穿刺辅助仪。但这些发明都只是局限在通过各种光学的原理寻找静脉的位置。按其原理可分为两类，一类是通过可见光对穿刺目标静脉部位进行透射，利用静脉与周围组织对透射光线的穿透性差异，寻找和定位目标穿刺静脉；另一类是利用红外线静脉成像原理，通过红外线照射待穿刺的目标静脉区域，光线经皮肤表面反射后，携带着皮下静脉分布信息，经分光镜反射由成像系统转化为数字图像信号。经计算机实时增强后，图像再投射回原照明区域，使该区域的静脉分布图像清晰地显示于皮肤表面。

上述方法可以帮助护士寻找静脉所处的位置，但对于充盈不良的细小浅静脉即使可以看到灯光标记的静脉位置，要精准的静脉穿刺仍然是困难的事情，只有使皮下浅表静脉充盈增粗才能更好的达到便于医护人员穿刺的目的。如何使皮下浅表静脉充盈增粗，以往亦有一些传统方法，如使用止血带和血压计袖带阻断肢体浅静脉回流，但这两种传统方法都比较盲目，因每个病人的血压及胖瘦不同的个体差异，使护士无法个体化的掌握止血带结扎的松紧程度和血压计袖带充气的压力大小，如果止血带太紧或血压计袖带内气压太大都可能阻断肢体动脉造成远端肢体缺血，达不到使浅静脉充盈的目的，太松或气压太小则无法阻断浅静脉的回流，同样达不到使浅静脉充盈扩张的目的。近年来有人发明了“可调式气压带(专利申请号CN201410097093)”，但同样是较为盲目的阻断肢体血管，无法使静脉处于最佳的充盈扩张状态。

本发明人通过实验证明，要使肢体血管最大限度的充盈扩张，必须能智能化的针对不同胖瘦和不同血压的人群，自动计算和选择充气袖带内肢体最佳动脉开放压和静脉阻断压，并维持该压力至静脉穿刺结束。

发明内容

目前国内外尚未发现有促进肢体浅静脉充盈扩张的医疗仪器。本发明所要解决的技术问题是提供一种使肢体浅静脉血管充盈扩张的仪器及扩张方法，其可以在不影响肢体动脉通畅的基础上阻断静脉，从而使阻断肢体的远端皮下浅静脉内的血液不断增加，血管明显增粗。

本发明提供的技术方案是：一种使四肢浅表静脉充盈扩张的仪器，其包括微控制器(MCU)、充气泵、肢体袖带、压力传感器以及电磁排气阀和机械匀速排气阀，微控制器(MCU)上具有将压力值实时显示出来的液晶显示器，微控制器(MCU)通过控制充气泵对肢体袖带进行充气加压，压力传感器实时采集袖带内压力波动值的变化，并将压力值转化为数字信号送入微控制器(MCU)中处理，微控制器(MCU)通过液晶显示器将压力值实时显示出来，机械匀速排气阀用于匀速缓慢放气，微控制器(MCU)通过驱动电路可以控制充气泵、电磁排气阀以及机械匀速排气阀。

其中，微控制器(MCU)上还具有信号指示灯，以及微控制器(MCU)上设置有开始/停止按键。

本发明还提供根据上述的使四肢浅表静脉充盈扩张的仪器的使用方法，其包括如下步骤：

启动微控制器(MCU)，通过微控制器(MCU)关闭电磁排气阀并打开充气泵；

当袖带气压达180mmHg时压力感受器将压力数据传入微控制器(MCU)，微控制器(MCU)打开机械匀速排气阀匀速放气；

在此过程中测定病人肢体的高压和低压的血压值；

微控制器(MCU)根据反复实验获得的最佳动脉开放压和静脉阻断压的计算公式，自动计算出不同个体的最佳动脉开放压和静脉阻断压，并通过脉冲宽度调制（PWM）控制充气泵维持袖带内这个气压值动态不变，直至静脉穿刺结束而停止，电磁排气阀打开自动排气。

其中，优选的是，将测量出的肢体动脉的高压用HBP表示，低压用LBP表示，最佳动脉开放压用A表示，所述计算公式为：A(mmHg)=[0.5×(HBP+LBP)-B]，其中B=5～15。

本发明使肢体浅静脉血管充盈扩张仪具有如下优点：本发明是根据肢体血管的解剖特点和血液动力学原理，由微控制器(MCU)通过控制充气泵对肢体袖带进行充气加压，由于在充气的特定时段袖带内压力上重叠着与脉搏同步的压力波动，即脉搏波，压力传感器实时采集袖带内压力波动值的变化，并将压力值转化为数字信号送入微控制器(MCU)中处理，微控制器(MCU)通过液晶显示器将压力值实时显示出来。随着充气的进行，肢体上充气的袖带会渐渐加大对动脉血管的压迫，当袖带内压力达到180mmHg左右时，动脉血管处于完全阻断状态，此时关闭充气泵。由于充气泵关闭，而机械匀速排气阀处于始终匀速缓慢放气状态，使得袖带内压力缓慢下降。在此过程中，动脉血管呈现从完全阻断到部分开放，最后完全开放的变化过程。在此过程中测量出肢体动脉的高压(HBP)和低压(LBP)。然后，通过控制充气泵对袖带进行再次充气，当袖带内气压值达到最佳动脉开放压A时（AmmHg=[0.5×(HBP+LBP)-B]，B=5～15）（最佳动脉开放压A的公式是通过使用B超反复测量临床20例患者和10例健康志愿者上肢浅表静脉在不同阻断压下其静脉截面积的变化实验后，经反复优化获得的。），通过脉冲宽度调制（PWM）控制充气泵维持袖带内这个气压值动态不变。此时，肢体动脉保持通畅状态，浅表静脉处于阻断状态。在这种情况下，血液会不停地经动脉流动到肢体远端，因静脉处于阻断状态，血液无法回流，导致肢体浅表静脉充盈扩张。

基于上述原理，本发明能根据不同病人肢体血管压力及胖瘦的变化情况，自动计算和选择最佳肢体袖带的充气压力，并通过袖带自动维持不同病人个体化的血管阻断压力，确保在不影响肢体动脉通畅的基础上阻断静脉，从而使阻断肢体的远端皮下浅静脉内的血液不断增加，血管明显增粗。实验表明，即通过B超观察发现：在使用智能化袖带阻断后的60秒钟内，手背皮下浅静脉的截面积增加42.7%。充盈增粗的浅表静脉使护士的穿刺操作变得较为容易，大大增加了静脉穿刺操作的成功率。对于四肢浅静脉充盈不佳、显示不清，穿刺困难的患者，本发明可明显提高护士静脉穿刺的成功率。

附图说明

图1为本发明的使四肢浅表静脉充盈扩张的仪器整体结构示意图。

其中，1-上臂式袖带，2-机械匀速排气阀，3-压力传感器，4-充气泵，5-驱动电路，6-电磁排气阀，7-信号指示灯，8-微控制器（MCU），9-开始/停止按键，10-液晶显示屏。

图2为本发明中的压力传感器电路图。

具体实施方式

参见图1和图2，本发明的使肢体浅表静脉充盈扩张的仪器，其包括开始/停止按键9、微控制器(MCU)8、充气泵4、肢体袖带1（本实施例中为上臂式袖带）、压力传感器3、以及电磁排气阀6，机械匀速排气阀2，微控制器(MCU)8上具有将压力值实时显示出来液晶显示屏10。按开始/停止按键启动微控制器(MCU)8，微控制器(MCU)通过控制充气泵4对肢体袖带1进行充气加压，并关闭电磁排气阀6，压力传感器3实时采集袖带内压力波动值的变化，并将压力值转化为数字信号送入微控制器(MCU)8中处理，并通过液晶显示器10将压力值实时显示出来，当袖带内压力达180mmHg后微控制器(MCU)通过驱动电路停止充气泵4充气并打开机械匀速排气阀2，匀速缓慢排气，使袖带1内压力逐步下降至微控制器(MCU)8测量出血管高压和低压并且自动计算出最佳动脉开放压和静脉阻断压（A），随后微控制器(MCU)8又通过脉冲宽度调制（PWM）控制充气泵4和机械匀速排气阀2，持续维持袖带内最佳动脉开放压和静脉阻断压（A）的气压值动态不变，使病人的血管在短时间内充盈扩张，静脉穿刺结束后按开始/停止按键9，电磁排气阀6打开自动排气。其中，微控制器(MCU)8通过驱动电路可以控制充气泵4、电磁排气阀6以及机械匀速排气阀2。

实施例中所用的微控制器(MCU)、充气泵、电磁排气阀等，如无特殊说明，均可从商业途径得到，例如：微控制器(MCU)的型号可为ATMEGA16A-PU，电磁排气阀：SV0504F（DC6V），充气泵：TMJ-370CA-15330（DC6V），等等。

本发明的使肢体浅表静脉充盈扩张的仪器的使用方法是：按下启动鍵（开始/停止按键9）起动微控制器(MCU)8，通过微控制器(MCU)8关闭电磁排气阀6并打开充气泵4，当袖带气压达180mmHg时压力感受器将压力数据传入微控制器(MCU)8，微控制器(MCU)8打开机械匀速排气阀2匀速放气，在此过程中测定病人肢体的血压（高压和低压），微控制器(MCU)8能根据我们反复实验获得的最佳动脉开放压和静脉阻断压（A）的计算公式，自动计算出不同个体的最佳动脉开放压和静脉阻断压（A），并通过脉冲宽度调制（PWM）控制充气泵4和机械匀速排气阀6维持袖带内这个气压值动态不变，直至静脉穿刺结束,关闭启动鍵，电磁排气阀6打开自动排气。