專利名稱：超聲清創清洗機系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種手術醫療設備，尤其涉及一種以超聲波加載于噴射流形式的沖洗傷口的超聲清創清洗機系統。
背景技術：
目前，對傷口的沖洗主要采用倒水法、高壓沖洗等。倒水法使用方便，但對組織沖擊力小，去除細菌和異物的作用有限，使用時常結合手術中刷洗傷口，易造成組織損傷； 高壓沖洗以及高壓脈沖沖洗法，去除細菌和異物的能力較倒水法強，但由于沖洗液壓力高 (5-309/mm2)，有將傷口表面細菌帶入組織深層的報告，同時高壓沖洗有可能損傷沖洗組織。八十年代國外有報告，將手掌、足掌等部位的傷口直接浸泡于超聲波加載處于靜態的溶液中，利用超聲波的“空化”效應去除傷口的細菌，該方法去除細菌效果可靠，對組織損傷輕，但存在僅限于沖洗能浸泡沖洗槽中的部位，且沖洗部位始終浸泡于被沖洗下細菌污染的沖洗液中。

發明內容
本發明的目的是提供一種利用壓力沖洗與超聲波之長處，以超聲波加載于噴射流的形式沖洗傷口的超聲清創清洗機系統。為達到上述目的，本發明采用如下技術方案一種超聲清創清洗機系統，包括超聲噴射裝置、與超聲噴射裝置流體連接的供液系統和臭氧泵、與超聲噴射裝置電連接的超聲波發生器以及清洗系統，其中，超聲噴射裝置包括超聲噴頭，該超聲噴頭包括超聲換能器，該超聲換能器將超聲波發生器發出的超聲信號轉換成機械信號；處于超聲噴頭內部的噴嘴內腔；與超聲換能器連接并深入超聲噴頭的噴嘴內腔內的變幅桿，該變幅桿放大機械信號；設置在超聲噴頭上與噴嘴內腔連接的進水口 ；以及用以噴出液體的噴嘴；所述清洗系統包括藥水供給系統以及與所述藥水供給系統相連接的噴槍。進一步地，所述供液系統可以包括容器、連接在該容器及超聲噴射裝置之間的液流控制器，該液流控制器控制容器至超聲噴射裝置的液流。進一步地，所述液流控制器可以包括電磁閥及與該電磁閥串接的增壓泵，該電磁閥連接至容器。進一步地，所述供液系統還可以包括微波加熱器，該微波加熱器設置在容器和超聲噴頭之間。進一步地，所述噴嘴內腔結構可以為梯形。進一步地，所述超聲換能器可以為壓電陶瓷換能器。進一步地，所述超聲噴頭還可以包括散熱片，壓電陶瓷換能器可以位于散熱片和變幅桿之間。
進一步地，所述超聲噴頭還可以包括蓋帽、彈簧、螺栓、墊圈和外殼，其中，蓋帽經彈簧與散熱片相連，散熱片通過墊圈和螺栓與壓電陶瓷換能器及變幅桿相連，壓電陶瓷換能器與超聲噴頭的外殼相連。進一步地，所述超聲噴射裝置還可以包括與超聲噴頭連接的手柄以及設置于該手柄上用于控制超聲清創清洗機系統的開關。本發明提供的超聲清創清洗機系統，利用壓力沖洗與超聲波之長處，以超聲波加載于噴射流的形式沖洗傷口，對污染傷口細菌具有明顯的清除作用，可有效地促進傷口愈合，并且對傷口周圍組織產生的損害較輕。


下面結合附圖對本發明作詳細說明。圖1為本發明的超聲清創清洗機系統的清創系統結構示意圖；圖2為本發明的各電路模塊的連接關系圖；圖3為本發明的主控制電路結構示意圖；圖4為本發明的超聲驅動電路模塊結構示意圖；圖5為本發明的溫度保護電路模塊結構示意圖；圖6為本發明的電源電路模塊結構示意圖；圖7為本發明的顯示電路模塊結構示意圖；圖8為本發明的噴嘴結構示意圖；圖9為本發明的超聲波發生器的電路結構示意圖；圖10為本發明的超聲清創清洗機系統的清洗系統結構示意圖。其中，1、超聲波發生器，2、電磁閥，3、增壓泵，4、微波加熱器，5、6、容器，7、超聲噴頭，8、手柄，9、進液管，10、出液管，11、噴嘴，12、外殼，13、變幅桿，14、進水口，15、壓電陶瓷換能器，16、散熱片，17、墊圈，18、螺栓，19、蓋帽，20、彈簧，21、導線，22、液流控制器，31、藥水供給系統，32、噴槍。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖1及圖8所示分別為本發明的超聲清創清洗機系統的清創系統一實施例的結構示意圖及本發明的超聲噴頭的一實施例的結構示意圖。圖1所示的超聲清創清洗機系統的清創系統包括由超聲噴頭7、與超聲噴頭7連接的手柄8以及設置于該手柄8上用于控制超聲清創清洗機系統的開關J3共同組成的超聲噴射裝置由容器5和容器6、微波加熱器4、連接在該容器5和容器6及超聲噴射裝置之間的液流控制器22組成的供液系統，其中液流控制器22控制容器5和容器6至超聲噴射裝置的液流，微波加熱器4設置在容器5和超聲噴頭7之間，且微波加熱器4通過出液管10 與超聲噴頭7相連。其中，微波加熱器4也可以是本領域所公知的任何類型的加熱器，只要能達到加熱液體的目的即可；以及超聲波發生器1，該超聲波發生器可以是本領域所公知的任何類型的超聲波發生器。作為一種優化方式，本發明的液流控制器22可以包括電磁閥2及與該電磁閥2串接的增壓泵3，該電磁閥2經過進液管9連接至容器5和容器6。參見圖8，本實施例的超聲噴頭7包括壓電陶瓷換能器15，該壓電陶瓷換能器將超聲波發生器1發出的超聲信號轉換成機械信號；處于超聲噴頭7內部的噴嘴內腔111 ；與超聲換能器15連接并深入超聲噴頭7的噴嘴內腔111內的變幅桿13，該變幅桿13放大機械信號；設置在超聲噴頭7上與噴嘴內腔111連接的進水口 14 ；以及用以噴出液體的噴嘴 11。其中，壓電陶瓷換能器15也可以是本領域所公知的任何類型的超聲換能器。本發明的噴嘴內腔111可以為梯形結構。圖8所示實施例的超聲噴頭7還包括散熱片16，壓電陶瓷換能器15位于散熱片 16和變幅桿13之間。圖8所示實施例的超聲噴頭7還包括蓋帽19、彈簧20、螺栓18、墊圈17和外殼12， 其中，蓋帽19經彈簧20與散熱片16相連，散熱片16通過墊圈17和螺栓18與壓電陶瓷換能器15及變幅桿13相連，壓電陶瓷換能器15與超聲噴頭7的外殼12相連。本發明的超聲清創清洗機系統的清創系統還包括與超聲噴射裝置流體連接的臭氧泵，該臭氧泵的作用是在藥水中添加臭氧以達到在沖洗傷口時消毒的作用。本發明的超聲清創清洗機系統工作過程簡述如下液體從容器5和6流出，經過電磁閥2并經增壓泵3增壓后，進入微波加熱器4進行加熱，加熱后的液體經出液管10進入超聲噴頭7的進水口 14中，與此同時超聲波發生器1經導線21向壓電陶瓷換能器15發送超聲信號，壓電陶瓷換能器15將超聲信號轉換成超聲機械波，該超聲機械波經變幅桿13振幅放大后驅動液體從噴嘴11噴出，實現了對傷口的微波動態沖洗。本領域的技術人員根據本領域的公知常識，結合以上對本發明的超聲清創清洗機系統的說明即可以實現本發明。接下來僅對其中一種電路圖進行描述，可以想象的是，其它形式的電路圖通過與本發明的結合也可以完成本發明的核心思想。本發明的超聲清創清洗機系統由主控制電路模塊I、超聲驅動電路模塊II、溫度保護電路模塊III、電源電路模塊IV、顯示電路模塊V以及超聲產生模塊νπ組成，各模塊之間的連接關系如圖2。其中，主控制電路模塊I主要提供整個系統的控制，包括驅動控制，頻率信號采集控制與處理、按鍵信號掃描、顯示電路控制，是整個系統的核心部分。主控制電路模塊I如圖3所示，其完成整個電路系統的控制功能，圖中的Ul為高性能、低功耗的FPGA芯片，帶JATG 口功能，帶有雙8位定時\計數器，8路獨立10位ADC功能，并可實現增益選擇的差分轉換，4路獨立PWM通道。Sl至S8為功能開關，包括電源啟動 \停止按鍵、功能輸出啟動\停止按鍵。發光二極管DS3，DS4，DS5為功能指示燈，燈時表示驅動有輸出。SWl為二進制編碼器，作為功能模式選擇。U2與R6，R7，R8組成參考電壓產生電路，產生AD基準電壓+5V，U2為TL431。Y2無源晶振8M. Ll和Cll，C12組微處理器供電電源濾波電路。超聲驅動電路模塊II部分如圖4所示，該電路主要由驅動芯片型號UIC982和光耦TP521組成，U3為驅動芯片，有獨立8路驅動輸出，驅動電流能達到600mA，電壓范圍5V至 36V，在本電路中的供電為MV，U4 U7為隔離光耦。在電路中主要作用是將單片機IO 口與驅動電路隔離，因為驅動部件的外部接線較長，可能因為雷擊或大信號而導致單片機的損壞，使得整個系統而損壞。R18，R19，R20，R21為光耦輸入的限流電阻，阻值為100歐，避免由于過大的電流而損壞光耦。電路中的R22，R23，R24，R25為下拉電阻，阻值4.作，保證驅動信號有一個確定的電平，以免因為驅動導通時間太長而燒壞驅動芯片，甚至驅動部件治療頭。溫度保護電路模塊III如圖5所示，該電路主要完成控制信號的采集，并進行信號調理后進入的AD輸入，完成將溫度的信號轉換為模擬電信號，并將電信號轉換為數字信號進行處理。為了提高測量精度及降低環境溫度對溫度測量的影響。將熱敏電阻與R26， R27，R28組成橋式測量電路，測量電阻為2K，精度0. 5%,電位器3296作為微調，其要求精度1%，可以提供操作者根據環境溫度的變化而作適當的調節。U8為高輸入阻抗集成運放 AD827。電壓跟隨器接法。將溫度采集信號進行處理，降低信號源阻抗在測量中的影響。C15， C16，C19和R79組成低通濾波電路對一路測量信號的進行濾波處理，D17，D18正負相反的接法實現對輸入信號進行限幅，同理C17，C18，C20和R80同樣組成另一路差分電壓信號的濾波電路。D19，D20起到限幅的作用。將兩路差分信號經處理后與AVR單片機的ADCO和 ADCl通道連接。電源電路模塊IV如圖6所示，該電路主要完成系統電源需求的產生，在本系統中， 需要驅動電源+24V，運放電源+15V，邏輯電源+5V。在本系統中，支持交流和直流供電源方式，交流24V或直流MV.交流供電由Jl輸入，直流供電由J6輸入。電路中D1，D2，D3，D4 組成橋式整流電流，對交流輸入電壓進行整流，D5，D6 二極管隔離兩種供電方式.將輸入電壓經三端電源模塊VRl (LM7812)產生+12V電壓，再將12V作為三端電源模塊VR2 (LM7805) 的輸入產生5V邏輯電源。圖中的繼電器Kl和Q1、R3組成控制電路，通過單片機Ul的PC7 口對該電路三極管的基極進行控制，實現繼電器的閉合與斷開，繼電器選用5V的雙常開觸點。R5，Rff2, Q3組成電路完成警告與提示功能。由Ul的PC6腳控制。顯示電路模塊V如圖7所示，該電路主要完成熱治療頭溫度、定時時間的顯示功能。在電路中，采用靜態串行顯示控制方式。U9至U13為串行LED驅動芯片74HC595，LED1 至LED5為8段數碼管，數據管的八段引腳與驅動芯片8位輸出引腳相連.將所有驅動芯片 74HC595的復位引腳加高電平上拉，各移位時鐘信號引腳相連，各數據加載信號引腳相連， 前一個74HC595的Q7’作為下一個芯片的輸入，與數據輸入引腳14相連接，依次類推。第一個LED驅動芯片的串行數據輸入端與單片機的PB7連接，接收單片機Ul發送的數據。移位時鐘信號(驅動芯片的11引腳)與Ul的PB6引腳連接，數據加載信號(12引腳)與PB5 連接。本發明的超聲產生模塊Vn可以是本領域技術人員所公知的任何超聲產生模塊，能實現此功能的電路已廣為本領域技術人員所熟知，因此此處不再贅述。圖9為本發明的超聲波發生器的電路結構示意圖，從圖9可看出超聲波發生器1 由振蕩控制電路、功率放大電路、開關控制電路、電源電路組成；其中電源電路包括高壓電源、開關電源和泵電源，高壓電源的輸出端與功率放大電路中的耦合變壓器Tl的初級輸入端相連，開關電源的輸出端分別與振蕩控制電路中的集成電路Ul和功率放大電路中的光電耦合器U2相連，泵電源輸出端與增壓泵3的輸入端相連；開關控制電路包括固態繼電器 JIDQ、場效應管Ql和開關J3，開關J3與場效應管Ql及固態繼電器JIDQ同時并接在振蕩控制電路中集成電路Ul的第9腳上，振蕩控制電路中集成電路Ul的第6腳與功率放大電路中的光電耦合器u2的輸入端連接，功率放大電路中的高頻變壓器Tl輸出端與壓電陶瓷15 相連。結合圖2、圖9可知在開關控制電路中場效應管Ql與增壓泵22相連，可控制增壓泵22的開關；固態繼電器JIDQ的輸出端與電磁閥21相連，用于控制電磁閥21 ；開關J3 安裝在手柄8上，它是沖洗機的總開關。如圖9所示電源電路包括高壓電源、開關電源和泵電源，其中高壓電源的輸入端分別開關J3和泵電源的變壓器T2初級相連，高壓電源的輸出端與開關電源集成塊的7、8 腳相連，開關電源集成塊的1腳與泵電源的地線連接。高壓電源采用橋式整流電路，它所產生的400V電壓供給功率放大部分耦合變壓器Tl的初級。泵電源由變壓器T2和橋式整流電路組成，產生24V直流電供給增壓泵3。開關電源產生5V和12V直流電分別作為集成電路Ul和光電耦合器U2的工作電壓。振蕩控制電路由超聲控制專用集成電路Ul及其外圍電路組成，產40ktlz(壓電陶瓷的諧振頻率)的正弦波信號與光電耦合器U2相連。此外可通過調節RW平調整輸出正弦波的頻率。功率放大及控制電路由光耦合器u2、場效應管Q2、高頻變壓器Tl以及電阻R1、R2、 R3、R4、R5、R6組成。光電耦合器U2的輸入端與集成電路Ul的輸出端相連，它不僅將正弦波信號耦合到場效應管Q2，并能實現強弱電的隔離。場效應管Q2和變壓器Tl起功率推動及放大作用，輸出電壓幅值可達200V-400V。電阻R2的作用是過流保護，電阻R3的作用是輸出短路保護，電阻R4、R5、R6用于功率控制，通過調節其電阻值可改變輸出功率的大小。 變壓器Tl的次級輸出幅值為200V-400V的正弦波作為壓電陶瓷片15的激勵源，該正弦波信號與壓電陶瓷片15相連。圖10所示的超聲清創清洗機系統的清洗系統包括藥水供給系統31以及與所述藥水供給系統31相連接的噴槍32。對于本領域技術人員熟知的是，本發明的藥水供給系統31既可以是容器也可以是槽體等盛放液體的設備，并且該藥水供給系統31可以包含一個或多個容器或槽體。以上所述僅為本發明的較佳實施例，并非用來限定本發明的實施范圍；如果不脫離本發明的精神和范圍，對本發明進行修改或者等同替換，均應涵蓋在本發明權利要求的保護范圍當中。
權利要求
1.一種超聲清創清洗機系統，其特征在于，包括超聲噴射裝置、與超聲噴射裝置流體連接的供液系統和臭氧泵、與超聲噴射裝置電連接的超聲波發生器以及清洗系統，其中，超聲噴射裝置包括超聲噴頭，該超聲噴頭包括超聲換能器，該超聲換能器將超聲波發生器發出的超聲信號轉換成機械信號；處于超聲噴頭內部的噴嘴內腔；與超聲換能器連接并深入超聲噴頭的噴嘴內腔內的變幅桿，該變幅桿放大機械信號；設置在超聲噴頭上與噴嘴內腔連接的進水口 ；以及用以噴出液體的噴嘴；所述清洗系統包括藥水供給系統以及與所述藥水供給系統相連接的噴槍。
2.如權利要求1所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述供液系統包括容器、連接在該容器及超聲噴射裝置之間的液流控制器，該液流控制器控制容器至超聲噴射裝置的液流。
3.如權利要求2所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述液流控制器包括電磁閥及與該電磁閥串接的增壓泵，該電磁閥連接至容器。
4.如權利要求3所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述供液系統還包括加熱器，該加熱器設置在容器和超聲噴頭之間用以對液體進行加熱。
5.如權利要求4所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述加熱器為微波加熱器。
6.如權利要求1-5中任一項所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述噴嘴內腔結構為梯形。
7.如權利要求1-5中任一項所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述超聲換能器為壓電陶瓷換能器。
8.如權利要求7所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述超聲噴頭還包括散熱片，壓電陶瓷換能器位于散熱片和變幅桿之間。
9.如權利要求8所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述超聲噴頭還包括蓋帽、 彈簧、螺栓、墊圈和外殼，其中，蓋帽經彈簧與散熱片相連，散熱片通過墊圈和螺栓與壓電陶瓷換能器及變幅桿相連，壓電陶瓷換能器與超聲噴頭的外殼相連。
10.如權利要求9所述的超聲清創清洗機系統，其特征在于，所述超聲噴射裝置還包括與超聲噴頭連接的手柄以及設置于該手柄上用于控制超聲清創清洗機系統的開關。
全文摘要
一種超聲清創清洗機系統，包括超聲噴射裝置、與超聲噴射裝置流體連接的供液系統和臭氧泵、與超聲噴射裝置電連接的超聲波發生器以及清洗系統，其中，超聲噴射裝置包括超聲噴頭，該超聲噴頭包括超聲換能器，該超聲換能器將超聲波發生器發出的超聲信號轉換成機械信號；處于超聲噴頭內部的噴嘴內腔；與超聲換能器連接并深入超聲噴頭的噴嘴內腔內的變幅桿，該變幅桿放大機械信號；設置在超聲噴頭上與噴嘴內腔連接的進水口；以及用以噴出液體的噴嘴。所述清洗系統包括藥水供給系統以及與所述藥水供給系統相連接的噴槍。本發明提供的超聲清創清洗機系統，可有效地促進傷口愈合，并且對傷口周圍組織產生的損害較輕。
文檔編號A61B19/00GK102553011SQ20101060303
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月23日 優先權日2010年12月23日
發明者王露, 賈赤宇 申請人:北京宏仁凝瑞科技發展有限公司