技术摘要：
本发明提供一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，包括：底座；振动板，其同轴间隔设置在底座上方，且底部设置有电磁线圈；多个弹簧片，其周向均匀设置在底座和振动板之间，且轴向两端分别与底座和振动板固定连接；电磁铁，其同轴设置在空心圆柱结构内，且底面与底座固定连  全部
背景技术：
在化疗之后往往会出现白细胞、血小板和红细胞过低的情况，特别是肿瘤患者，化 疗后骨髓抑制导致三系减少，其中升白细胞的，吉粒芬(重组人粒细胞刺激因子注射液)，升 血小板的，特比澳(重组人血小板生成素注射液)，吉巨芬(注射用重组人白细胞介素-11)， 升红细胞的，益比奥(重组人促红素注射液)等均需通过皮下注射。而在注射过程中，病人陈 述注射过程很痛，因此，很多患者对皮下注射产生恐惧，越打越怕，心里上的紧张，更容易造 成皮下肌肉的收缩，使得注射过程更加疼痛难忍，也影响了他们治疗疾病的信心，因此，减 轻或者缓解注射过程带来的痛苦成为亟待解决的问题。 中国发明专利201710224314.3提供一种无痛注射胶囊，具体公开了胶囊本体和护 盖，胶囊本体一端设置半球面，另一端设置平面，胶囊本体平面上设置若干超细针头，胶囊 本体平面一侧通过护盖密封配合保护若干超细针头，胶囊本体内置注射液，由于超细针头 直径极小，被注者无痛感；而且超细针头是多个，使注射过程时间短；注射液也一次性储存 在注射胶囊内，避免注射液被污染。由于皮下注射细胞生长剂往往需要的针头较长，且针头 内径较大，无法通过细小针头完成细胞生长剂的注射，而使用较大针头时，该发明完全不能 起到缓解疼痛的作用或者作用很小。 中国发明专利201811486078.3提供一种无痛注射装置，通过将无痛注射装置的主 阀体设置有中空结构，并在外部设置有液化气容器，并与主阀体的中空结构连通，用于向主 阀体内部冲入气体，通过空气压力瞬间注入注射药物时，可具有足够的压力以快速注射药 物，以降低疼痛时间。但是该发明仅限于少量注射，量少能够快速完成，而当注射量较大时， 根本不能快速注射，速度过快反而会加剧痛感。而在细胞生长剂注射时注射量相对而言会 大一些，并且细胞生长剂的注射速度不能过快，容易造成细胞生长剂的破坏。 因此，如何缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛，仍然是各个医者想要解决的问题。
技术实现要素：
为解决现有细胞生长剂皮下注射疼痛问题，本发明的一个目的是设计开发一种应 用于皮下肌肉注射的无痛笔，在连接座上设置振动板以及金属片，通过金属片的振动和发 热，缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。 本发明的另一个目的是设计开发一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法， 能够采集注射参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，有 效缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛。 本发明还能根据金属片需要的振幅和温度确定第一控制电路和第二控制电路的 电流，能够有效对金属片的振幅和温度进行控制，快速有效缓解细胞生长剂皮下注射的疼 5 CN 111544702 A 说　明　书 2/9 页 痛。 本发明提供的技术方案为： 一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔，包括： 底座；以及 振动板，其同轴间隔设置在所述底座上方，且底部设置有电磁线圈； 多个弹簧片，其周向均匀设置在所述底座和所述振动板之间，且轴向两端分别与 所述底座和所述振动板固定连接，并围成空心圆柱结构； 电磁铁，其同轴设置在所述空心圆柱结构内，且底面与所述底座固定连接，顶面与 所述振动板间隙设置； 金属片，其同轴间隔设置在所述振动板上方； 多个弹性导电伸缩杆，其周向均匀设置在所述振动板和所述金属片之间，且一端 与所述振动板固定连接，另一端通过绝缘导热垫与所述金属片固定连接； 橡胶圈，其为圆环柱结构，同轴套设在所述底座和所述金属片之间，且两端分别与 所述底座和所述金属片周向固定连接，中部与所述振动板周向固定连接。 优选的是，还包括： 连接座，其为空心圆柱结构，且一端与所述底座同轴固定连接， 盖帽，其与所述连接座另一端螺纹连接； 电源，其设在所述连接座的空心圆柱结构内，用于提供电能。 优选的是，还包括： 一对夹具，其轴向间隔设置在所述连接座外部一侧，用于夹持注射器； 触摸面板，其设置在所述连接座外部另一侧，用于控制所述无痛笔工作。 优选的是，所述夹具包括： 相互贴合设置的第一夹板和第二夹板，其一端分别与所述连接座固定连接； 半圆形凹槽，其设置在所述第一夹板和第二夹板的贴合面一侧，并围成圆形通孔， 用于所述注射器的穿过； 螺栓孔，其分别穿过所述第一夹板和第二夹板的另一端； 紧固螺栓，其穿过所述螺栓孔； 紧固螺母，其与所述紧固螺栓螺纹连接，用于夹紧所述注射器。 优选的是，还包括： 振动传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的振幅； 力传感器，其设置在所述弹性导电伸缩杆上，用于检测振动过程中所述弹性导电 伸缩杆的受力大小； 温度传感器，其设置在所述金属片底面，用于检测金属片的温度； 第一控制电路，其连接所述电源和电磁线圈，用于对所述电磁线圈通电； 第二控制电路，其连接所述电源和弹性导电伸缩杆，用于对所述金属片进行加热； 其中，所述电磁线圈和所述弹性导电伸缩杆并联，所述弹性导电伸缩杆之间并联； 控制器，其设置在所述触摸面板内，且与所述第一控制电路、第二控制电路、振动 传感器、温度传感器和力传感器连接，用于接收所述力传感器的检测数据，并控制所述第一 控制电路和第二控制电路工作。 6 CN 111544702 A 说　明　书 3/9 页 一种应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，采集注射参数和注射皮下肌肉情 况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，其包括如下步骤： 步骤一、输入注射针的直径，针尖长度，注射速度和预计注射时间，并按照采样周 期，通过传感器测量皮下肌肉紧张程度； 步骤二、依次将注射针的直径，针尖长度，注射速度，预计注射时间和皮下肌肉紧 张程度进行规格化： 其中，xj为输入层向量中的参数，Xj分别为测量参数：注射针的直径、针尖长度、注 射速度、预计注射时间和皮下肌肉紧张程度，j＝1，2，3，4，5；Xjmax和Xjmin分别为相应测量参 数中的最大值和最小值； 确定三层BP神经网络的输入层神经元向量x＝{x1，x2，x3，x4，x5}；其中，x1为注射针 的直径系数，x2为针尖长度系数，x3为注射速度系数，x4为预计注射时间系数，x5为皮下肌肉 紧张程度系数； 步骤三、所述输入层向量映射到中间层，所述中间层向量y＝{y1，y2，…，ym}；m为中 间层节点个数； 步骤四、得到输出层神经元向量o＝{o1，o2}；其中，o1为金属片的温度调节系数，o2 为金属片的振幅调节系数，使 T ＝o ii 1 1 Tmax， A ii 1＝o2 Amax， 其中，o i、o i1 2 分别为第i个采样周期输出层向量参数，Tmax、Amax分别为设定的金属 片的最高温度、金属片的最大振幅，Ti 1、Ai 1、分别为第i 1个采样周期时的金属片的温度、 金属片的振幅。 优选的是，根据所述金属片的振幅确定所述第一控制电路的电流为： 其中，I1为第一控制电路的电流；z为弹簧片的数量，kp为弹簧片的弹性系数，A为金 属片的振幅，N为电磁线圈的匝数；r为电磁铁的半径；δ为电磁铁顶面和振动板底面的距离； R为电磁线圈的半径，x为电磁线圈的高度，l为电磁线圈的总长度；以及 所述第一控制电路的电流为交变电流，每隔1～1.5s改变一次方向。 优选的是，根据所述金属片的温度确定所述第二控制电路的电流为： 其中，ε为校正系数，I2为第二控制电路的电流，CM为弹性导电伸缩杆的比热容，M为 弹性导电伸缩杆质量，T为金属片温度，Te为环境温度，Rs为弹性导电伸缩杆电阻，n为弹性导 电伸缩杆的数量。 优选的是，所述皮下肌肉的紧张程度为： 7 CN 111544702 A 说　明　书 4/9 页 其中，S为皮下肌肉的紧张程度，F为力传感器的检测数据，ks为弹性导电伸缩杆的 弹性系数，A为金属片的振幅，n为弹性导电伸缩杆的数量。 优选的是，在所述步骤一中，初始运行状态下，金属片的温度和振幅满足经验值： T0＝Te， A0＝0.1Amax， 其中，T0、A0分别为金属片的初始温度、初始振幅，Te为环境温度。 本发明所述的有益效果： (1)本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔，在连接座上设置振动板以 及金属片，通过金属片的振动和发热，缓解细胞生长剂皮下注射的疼痛，并且操作简单，无 毒无害，金属片的表面可以进行酒精消毒，不影响无菌操作，另外，无痛笔不是一次性物品， 可以用于不同患者，循环使用。 (2)本发明设计开发的应用于皮下肌肉注射的无痛笔的控制方法，能够采集注射 参数和注射皮下肌肉情况，并基于BP神经网络确定金属片的温度和振幅，有效缓解细胞生 长剂皮下注射的疼痛。 (3)本发明还能根据金属片需要的振幅和温度确定第一控制电路和第二控制电路 的电流，能够有效对金属片的振幅和温度进行控制，快速有效缓解细胞生长剂皮下注射的 疼痛。 附图说明 图1为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔结构示意图。 图2为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔结构示意图。 图3为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔的剖视结构示意图。 图4为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔的半剖结构示意图。 图5为本发明所述应用于皮下肌肉注射的无痛笔除去橡胶圈的结构示意图。 图6为本发明所述夹具的局部结构放大示意图。