下肢電磁動力正壓循環順序治療儀的研制

江文錦　朱娉婷　張怡元　林煜

[摘要] 本文將介紹一種以電磁為動力的新型正壓治療儀—下肢電磁動力正壓循環順序治療儀。該治療儀由控制器和收縮套組成，而收縮套則由若干收縮帶組成。收縮套的收縮動力由各個收縮帶中串聯的電磁裝置里電磁鐵相互吸引而產生。收縮套可按一定規則從肢體遠端向近端循環順序收縮壓迫肢體組織，從而將肢體遠端血液和淋巴液向近心端推進，促進血液和淋巴液的回流。該康復治療儀的優點在于利用電磁動力提高了收縮帶的收縮頻率、靈活性和可控性，從而更大地提高了治療效果。主要用于預防術后下肢深靜脈栓塞。

[關鍵詞] 康復治療儀；電磁動力；下肢；深靜脈栓塞

[中圖分類號] R197.39 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-0616（2016）09-181-04

[Abstract] In This paper， we introduced a new type of positive pressure therapeutic instrument driven by electromagnetic – the electromagnetic driven positive pressure cyclically sequential therapeutic instrument for Lower limbs. The instrument is composed of controller and shrinkable sleeve， and the shrinkable sleeve consists of several shrinkable bands. The shrinkable sleeve is driven by the electromagnetic devices connected with shrinkable bands， which power comes from the interattraction of electromagnets. The shrinkable sleeve presses the limb tissue from distal to proximal sequentially and cyclically， that pushes the blood and lymph from the distal to the proximal of the limb， thus promotes the blood and lymph recirculation. The employment of the electromagnetic power in the therapeutic instrument improves the shrinking frequency， flexibility， and controllability of the shrinkable bands， therefore improves the treatment effect significantly. This instrument was designed for the prevention of the postoperative lower limb deep venous thrombosis （LDVT）.

[Key words] Rehabilitation therapeutic instrument； Electromagnetic power； Lower limbs； Deep venous thrombosis

正壓順序循環療法是目前康復領域中廣泛運用的一種治療方法[1-2]。采用正壓順序循環治療儀的環形收縮帶作用于人體四肢，多個收縮帶的有序收縮能促進靜脈血液和淋巴液回流改善局部循環[3-5]，用于術后深靜脈栓塞的預防[6-7]。本作品主要解決的技術問題是在于提供一種動力作為收縮帶收縮的動力來源，提高收縮帶的收縮頻率和靈活性，從而提高治療效果，并使外觀更加簡潔。

1 設計內容

為解決上述技術問題，本作品由控制器、收縮套組成，所述的收縮套由若干收縮帶依次上下層疊連接構成，收縮套的收縮動力來自于各個收縮帶串聯的電磁裝置中電磁鐵相互吸引產生的吸力[8-9]。

收縮帶為不完全封閉的設有開口的環形帶，開口兩端設有可連接結構，連接后構成一封閉的環形收縮帶。收縮套是由若干收縮帶依次上下層疊連接構成，收縮套封閉后成一類圓筒形的結構。收縮帶串聯有電磁裝置，此電磁裝置即為收縮動力的來源。它主要是由導筒和導筒內的兩個電磁鐵構成，兩個電磁鐵分別位于導筒兩端[10-12]，其中一個或兩個可在導筒內活動，其后方有設有開口，與電磁鐵連接的寬帶在此開口通過。該治療儀設有CPU控制電路，各收縮帶還設有拉力傳感器，拉力傳感器和收縮帶分別連接CPU控制電路。

控制器針對某一收縮帶通電后，兩個磁化棒上的線圈都被通電，在接近的兩端上產生異性磁極，兩電磁鐵因此相互吸引。兩電磁鐵因相互吸引而彼此靠近，使距離減小，帶動與兩電磁鐵連接的寬帶，使整個收縮帶的周長減小，直徑變短，從而達到擠壓人體肢體的作用。斷電后，由于寬帶和人體肌肉的回復作用，收縮帶會被彈開，電磁裝置中的兩電磁鐵因此也互相分離。

同時為使收縮帶的收縮力達到相應的設定值，在收縮帶上還設有拉力感受器，拉力感受器與CPU控制電路相連接，拉力傳感器采集收縮帶上的拉力隨機數據經A/D轉換后輸入至CPU控制電路，CPU控制電路可對線圈的輸入電壓的值進行大小控制。即如果獨立收縮帶在按工作順序中達不到設定拉力，CPU控制電路會提高對該收縮帶的電壓輸入，直到收縮帶的收縮力達到設定拉力；反之，如果獨立收縮帶在按工作順序中超過設定拉力，CPU控制電路會降低對該收縮帶的電壓輸入，直到收縮帶的收縮力達到設定拉力[13]。

由于本作品采用了電磁動力，因此其收縮頻率和靈活性更大地提高了將血液和淋巴液向近心端推進的效率；運用電磁動力作為直接動力，將電能直接轉換為收縮帶的機械能，在降低能耗的同時，使用壽命也更長。

2 具體實施方案

為了能對本作品進行更詳細清楚的描述，下面以治療人體下肢小腿的下肢小腿下肢電磁動力正壓循環順序治療儀為例詳細敘述。

參照圖1，一種下肢電磁動力正壓循環順序治療儀，包括控制器1和收縮套4，所述的收縮套4由收縮帶41，42，43，44，45，46上下順序依次層疊構成，收縮帶41，42，43，44，45，46通過導線3和插座2與控制器1相互連接。

如圖2所示為收縮帶由電磁鐵導筒5，磁化棒7，線圈6，拉力感受器8，連接板9，可調節松緊和可拆卸的連接體10，寬帶11組成。電磁鐵導筒5，磁化棒7，線圈6組成收縮帶的電磁裝置，線圈以同樣的纏繞方式分別纏繞在磁化棒上，使其通電后成為電磁鐵。導筒兩端的電磁鐵其中一個固定不動，另一個可在導筒內與導筒平行活動，該磁化棒7后方的導筒壁設有空隙，連接板9在此空隙穿過，用于磁化棒7與電磁裝置12以外的部分相連接。

圖3、圖4所示分別為所有收縮帶閉合后的收縮套的上面觀圖和下面觀圖。參照圖3、4，全部收縮帶上的電磁裝置12上下層疊連接，構成整個收縮套的骨架支撐結構，使收縮套4上所有的收縮帶固定在相應位置上。

圖5、圖6所示為所有收縮帶閉合后的收縮套的側面觀圖。參照圖4、5，收縮套上的全部收縮帶除了電磁裝置12部分相連接外，其他部分的寬帶11上下層疊但不連接，并大致平行。

本作品的每個收縮帶都單獨與控制器相連接，控制器可根據治療儀的設置模式對每個收縮帶進行單獨控制。參照圖7，現在針對某一個收縮帶的工作原理進行講述，其他收縮帶的工作原理與之相同。控制器針對這一收縮帶通電后，兩個磁化棒上的線圈都被通電，使其在接近的兩端上產生異性磁極，兩電磁鐵因此相互吸引。兩電磁鐵因相互吸引而彼此靠近，使距離減小，帶動與兩電磁鐵連接的連接板，使整個收縮帶的周長減小，直徑變短，從而達到擠壓人體肢體的作用。斷電后，由于寬帶和人體肌肉的回復作用，收縮帶會被彈開，電磁裝置中的兩電磁鐵因此也互相分離。

同時為使收縮帶的收縮力達到相應的設定值，在收縮帶上還設有拉力感受器，拉力感受器與CPU控制電路相連接，拉力傳感器采集收縮帶上的拉力隨機數據經A/D轉換后輸入至CPU控制電路，CPU控制電路可對線圈的輸入電壓的值進行大小控制。即如果獨立收縮帶在按工作順序中達不到設定拉力，CPU控制電路會提高對該收縮帶的電壓輸入，直到收縮帶的收縮力達到設定拉力；反之，如果獨立收縮帶在按工作順序中超過設定拉力，CPU控制電路會降低對該收縮帶的電壓輸入，直到收縮帶的收縮力達到設定拉力。

本作品的控制器設有遙控器，遙控器有顯示器和按鍵盤，可根據需要設定相應的治療模式。如普通治療模式：遠端收縮帶先通電收縮，阻止血液或淋巴液向遠心端流動，如此在已收縮的收縮帶上一個收縮帶收縮擠壓血管或淋巴管時，血液或淋巴液才能向近心端流動。具體如：工作開始時，41收縮帶最先通電收縮，42收縮帶隨后收縮。42收縮完畢后41收縮帶斷電松開，但42收縮帶繼續保持收縮，直到43收縮帶收縮完畢后，42收縮帶斷電松開。依此類推，按順序向近心端呈波浪式推進，如此循環進行，促進血液和淋巴液的流動，將血液和淋巴液向近心端推進，從而達到防治靜脈血液和淋巴液瘀滯引起的疾病。

3 小結

傳統空氣波循環順序治療儀主要由一組空氣囊腔體和充氣泵組成[14-15]。氣泵充氣加壓時需足夠時間，因此氣囊無法進行高頻率的脈動收縮。同時，氣泵與氣囊之間采用較長的塑料氣管連接，裝置顯得較為繁瑣雜亂，外形臃腫。且塑料氣管與空氣囊腔體在使用過程中容易破損造成氣體外泄。下肢電磁動力正壓循環順序治療儀采用電磁動力，具有收縮頻率高和靈活性強的特點，外觀簡潔。用于手術后或長期臥床患者預防深靜脈栓塞，降低肺血栓栓塞發生率。

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（收稿日期：2015-10-23）