CN110974230A - 振动检测仪及振动检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种振动检测仪及振动检测方法，所述振动检测仪包括：振动组件以及与所述振动组件连接的控制组件；所述振动组件包括壳体，设于所述壳体内的振动电机，以及与所述壳体连接的振动头，所述振动电机与所述控制组件连接；所述振动头远离所述壳体一侧为曲面状结构；所述曲面状结构包括位于所述振动头两端的过渡弧面，以及与两端所述过渡弧面均平滑连接且外切的凹弧面。本发明的振动检测仪根据颈部气管环的的特殊解剖结构进行设计，使其与颈部气管、解剖结构匹配，接触面不会过大或过小，同时不会刺激到颈部其他组织，保证试验结果准确，获得基于物理刺激的咳嗽敏感性客观评估指标，同时避免不良反应，且受试者配合度更高。
Description
技术领域
本发明涉及医用器械领域，特别是涉及一种振动检测仪及振动检测方法。
背景技术
咳嗽是人类最重要的呼吸防御反射之一。咳嗽是一把双刃剑，在正常生理下，咳嗽有利于清除呼吸道分泌物和有害因子。在疾病状态下，，频繁剧烈的咳嗽会对机体造成损害，对患者造成极大困扰。咳嗽敏感性增高是咳嗽患者的主要临床和病理生理学特征。因此，咳嗽敏感性的评估不仅利于探究咳嗽发生的病理生理机制和新药开发，对评估患者病情和疗效亦具有重要作用。
支配咳嗽反射的气道传入神经包括无髓鞘的C纤维和有髓鞘的Aδ纤维，C纤维末梢突触主要对化学刺激敏感，而Aδ纤维末梢突触则主要对机械刺激敏感。咳嗽反射敏感性评估可以通过咳嗽激发试验进行：使用不同的诱咳剂/因素，激活气道咳嗽感受器，引起神经冲动诱发机体咳嗽反射，通过比较刺激因素的强度或咳嗽反应情况(如剂量-效应曲线等)，从而实现咳嗽敏感性高低的评价。
目前咳嗽激发试验主要使用化学诱咳物吸入刺激法，应用最广泛的刺激物为辣椒素。但辣椒素咳嗽激发试验存在较大的局限性：首先，正常人的辣椒素咳嗽敏感性范围与咳嗽患者有较大的重叠，部分慢性咳嗽患者辣椒素咳嗽敏感性正常；此外，部分慢性咳嗽患者在成功治疗后，辣椒素咳嗽敏感性并未随之有相应的降低。由此可见，基于对化学刺激的咳嗽敏感性检测方法的特异性并不理想。咳嗽敏感性的评估应该包括对化学咳嗽敏感性和物理咳嗽敏感性的评估。辣椒素激发试验反映的是化学咳嗽敏感性，但单凭化学咳嗽激发试验而缺乏对物理咳嗽敏感性的评估，存在一定局限性且不能全面反映患者咳嗽敏感性。国外曾有学者尝试通过音叉、电动剃须器进行诱咳试验，评估基于物理刺激的咳嗽敏感性。这些试验尝试利用振动刺激受试者的颈部气管，但上述仪器与颈部解剖结构不吻合，并未考虑受试者个体之间颈部的宽度大小的差异，无法精确地将振动刺激传递到颈部气管而且会刺激干扰到颈部其他组织，造成试验结果不准确，难以作为评估物理咳嗽敏感性的客观指标。
发明内容
基于此，本发明在于克服现有技术物理刺激仪器与颈部气管、解剖结构不匹配，不能很好地将振动刺激传递到颈部气管，或是会刺激到颈部其他组织，造成试验结果不准确的缺陷，提供一种振动检测仪及振动检测方法。
其技术方案如下：
一种振动检测仪，包括：振动组件以及与所述振动组件连接的控制组件；所述振动组件包括壳体，设于所述壳体内的振动电机，以及与所述壳体连接的振动头，所述振动电机与所述控制组件连接；所述振动头远离所述壳体一侧为曲面状结构；所述曲面状结构包括位于所述振动头两端的过渡弧面，以及与两端所述过渡弧面均平滑连接且外切的凹弧面。
本技术方案的振动检测仪根据颈部气管环的的特殊解剖结构进行设计，使其与颈部气管、解剖结构匹配，接触面不会过大或过小，同时不会刺激到颈部其他组织，保证试验结果，且试验者使用舒适度较高，体验较好。具体地，本实施方式通过控制组件控制振动组件的启闭，所述曲面状结构为与试验者颈部接触的一侧，所述曲面状结构包括位于所述振动头两端的过渡弧面，以及与两端所述过渡弧面均平滑连接且外切的凹弧面。凹弧面与两端过渡弧面配合形成凹槽，凹槽可与颈部气管更好地贴合，既保证接触面，将振动刺激更好地传导到颈部气管，又不会刺激到颈部其他组织，保证试验结果的准确，且过渡弧面与气管环两侧的颈部皮肤接触，便于将凹槽定位于气管环上，同时过渡弧面减少试验者的不适感，提升使用体验。并且，本技术方案的振动电机设于壳体内，即振动电机被振动头和壳体围裹，从而使得振动电机的振动效率更高，且能够集中振动范围，确保振动头的振动强度不被削弱。
在其中一个实施例中，所述振动头靠近所述壳体一侧与所述壳体卡扣连接。
在其中一个实施例中，所述振动头为弹性振动头。
在其中一个实施例中，还包括与所述控制组件连接的振动测量件，所述振动测量件安装于所述振动电机上。
在其中一个实施例中，控制器及与所述控制器连接的开关按键及频率调节按键，所述振动测量件与所述控制器连接。
在其中一个实施例中，所述控制组件包括显示屏。
在其中一个实施例中，所述控制组件还包括互相连接的电池和充电插口。
在其中一个实施例中，所述凹弧面分别与两端所述过渡弧面的公切线的夹角范围为140°-160°。
在其中一个实施例中，所述凹弧面与所述过渡弧面配合形成的凹槽的横向径长范围为2.5cm-5.5cm。
在其中一个实施例中，所述凹弧面与所述过渡弧面配合形成的凹槽的纵向径长范围为2cm-3cm。
本技术方案还提供过一种振动检测方法，步骤如下：
打开振动检测仪开关，并调节振动频率；
将振动头紧贴受试者颈部气管处进行振动；
对振动计时，当达到第一预设时间则暂停振动；
观察并记录受试者反应；
间隔第二预设时间后，调高振动频率，重复上述检查步骤。
本技术方案的振动检测方法可获取不同振动频率的振动刺激下受试者的反应，从而获知咳嗽敏感性与振动频率的关系，提高试验准确度。
附图说明
图1为本发明实施例所述的振动检测仪的结构示意图；
图2为图1中振动组件的透视图；
图3为图1中振动组件的示意图一；
图4为图1中振动组件的示意图二；
图5为图4的振动组件的俯视图。
附图标记说明：
10、振动组件；11、壳体；12、振动电机；13、振动头；131、过渡弧面；132、凹弧面；133、卡扣；20、控制组件；21、开关按键；22、频率调节按键；23、暂停按键；24、显示屏；25、壳体；26、充电口；30、导线。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1-图3所示的一种振动检测仪，包括：振动组件10以及与所述振动组件10连接的控制组件20；所述振动组件10包括壳体11，设于所述壳体11内的振动电机12，以及与所述壳体11连接的振动头13，所述振动电机12与所述控制组件20连接；所述振动头13远离所述壳体11一侧为曲面状结构；所述曲面状结构包括位于所述振动头13两端的过渡弧面131，以及与两端所述过渡弧面131均平滑连接且外切的凹弧面132。
本实施方式的振动检测仪根据颈部气管环的的特殊解剖结构进行设计，使其与颈部气管、解剖结构匹配，接触面不会过大或过小，同时不会刺激到颈部其他组织，能向颈部特定部位更精准传导物理刺激，保证试验结果，且试验者使用舒适度较高，体验较好。具体地，本实施方式通过控制组件20控制振动组件10的启闭，所述曲面状结构为与试验者颈部接触的一侧，所述曲面状结构包括位于所述振动头13两端的过渡弧面131，以及与两端所述过渡弧面131均平滑连接且外切的凹弧面132。凹弧面132与两端过渡弧面131配合形成凹槽，凹槽可与颈部气管更好地贴合，既保证接触面，将振动刺激更好地传导到颈部气管，又不会刺激到颈部其他组织，保证试验结果的准确，且过渡弧面131与气管环两侧的颈部皮肤接触，便于将凹槽定位于气管环上，同时过渡弧面131减少试验者的不适感，提升使用体验。并且，本实施方式的振动电机12设于壳体11内，即振动电机12被振动头13和壳体11围裹，从而使得振动电机12的振动效率更高，且能够集中振动范围，确保振动头13的振动强度不被削弱。本实施方式所述振动检测仪产生对人体无创的物理振动刺激，受试者更易接受，配合度更高。
本实施方式所述振动头13靠近所述壳体11一侧与所述壳体11卡扣连接。具体地，所述壳体11靠近所述振动头13一侧设有两个卡口，所述振动头13上述靠近所述壳体11一侧设有两个卡扣133，通过卡扣133和卡口卡接配合完成装配。并且所述壳体11上还开设有供导线30穿过的让位孔，所述振动电机12通过所述导线30与所述控制组件20连接。
本实施方式所述振动头13为弹性振动头。一方面，弹性振动头使得使用舒适度更高，另一方面，卡扣也设置为弹性卡扣，更利于与卡口的拆装。本实施方式所述振动头13为硅胶振动头，在其他实施方式中可为橡胶振动头或其他弹性振动头。
本实施方式不仅包括用于发生振动的振动电机12，还包括用于测量振动频率且与所述控制组件20连接的振动测量件(图中未示出)，所述振动测量件安装于所述振动电机12上。具体地，所述振动测量件包括电连接的单片机及六轴加速度传感器，所述单片机与所述控制组件20连接，所述六轴加速度传感器安装于振动电机12上，对振动电机12的加速度信息进行采集，所述单片机对采集到的加速度信息进行频谱转换，通过快速傅里叶变换FFT即可进行频率估计，同时对频率加速度信息进行二次几分即可获得振动位移信息，从而可通过控制组件20获取振动频率和振动幅度。
本实施方式所述振动电机12包括电机本体以及与所述电机本体电连接的四开关BUCK-BOOST电路，所述四开关BUCK-BOOST电路与控制组件20连接，电机本体的振动强度随输入电压的高低而变化，通过对四开关的控制实现输出电压的升降变化，即可实现电机本体的振动强度可调。
从而本实施方式所述控制组件20不仅包括启闭振动电机12的开关按键21，还包括用于调节振动电机12频率的频率调节按键22。并且，还可设置使振动电机12暂时停止振动的暂停按键23。具体地，所述控制组件20包括壳体25以及设于壳体25内的控制器(图中未示出)，所述开关按键21、频率调节按键22以及暂停按键23均设于壳体25外壁，且与控制器电连接。可通过频率调节按键22调整振动刺激的强度，一方面可在实验中摸索出合适的刺激强度，完善试验方法；另一方面，可同构对比不同受试者对不同刺激强度的反应，更好地探索疾病的发病机制。
本实施方式所述控制组件20还包括与控制器连接的电池(图中未示出)，从而可无需外接电源进行使用，扩大适用场所。并且所述壳体25上还设有用于与电池连接并用于为电池充电的充电插口26。通过充电插口26与外部电源连接从而为电池蓄电。
为便于实时观察振动电机12的启闭或暂停状态、振动频率、振动时间以及电量，以更好地进行振动试验，故本实施方式所述控制组件20包括显示屏24。
考虑到颈部气管表面弧度，故为更好地贴合气管，本实施方式所述凹弧面132分别与两端所述过渡弧面131的公切线的夹角α范围为140°-160°。优选地，所述夹角α可选150°。并且为便于制作，本实施方式两个所述过渡弧面131的各项规格参数相同。
同理，如图4所示，考虑到气管横径范围为1.5cm-2.5cm，从而本实施方式所述凹弧面132与所述过渡弧面131配合形成的凹槽的横向径长A范围为2.5cm-5.5cm。具体地，本实施方式所述振动头13可设置为三种规格，三种规格对应的凹槽的横向径长A的范围分别为2.5cm-3.5cm，3.5cm-4.5cm，4.5cm-5.5cm，从而可根据个体颈部的宽度差异，配置与之相对应规格的振动头，进一步保证试验结果的准确。
如图5所示，成人气管长约为6.5cm，共计6-8个气管环，而甲状腺水平于第二个气管软骨至第四个气管软骨之间，故为了避开甲状腺，所述凹弧面132与所述过渡弧面131配合形成的凹槽的纵向径长B范围为2cm-3cm，优选地，所述纵向径长B为2.5cm。
本实施方式还提供过一种振动检测方法，步骤如下：
打开振动检测仪开关，并调节振动频率；
将振动头紧贴受试者颈部气管处进行振动；
对振动计时，当达到第一预设时间则暂停振动；
观察并记录受试者反应；
间隔第二预设时间后，调高振动频率，重复上述检查步骤。
具体地，在试验前，检查者定位受试者胸骨上窝上方明显的气管环，检查者打开振动检测仪开关，通过频率调节按键调节振动频率，然后将振动头紧贴受试者颈部气管处，按下开始按钮，振动检测仪开始振动并计时10s，振动完成时，按下暂停按键；暂停期间观察20s并记录受试者反应，以及记录受试者从开始刺激至结束和暂停总共30s内的咳嗽次数。间隔1min进行下一次物理振动刺激，通过频率调节按键调高振动频率，重复以上检查步骤，总共刺激三次，检查结束。
本实施方式的振动检测方法可获取不同振动频率的振动刺激下受试者的反应，从而获知咳嗽敏感性与振动频率的关系，提高试验准确度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种振动检测仪，其特征在于，包括：振动组件以及与所述振动组件连接的控制组件；所述振动组件包括壳体，设于所述壳体内的振动电机，以及与所述壳体连接的振动头，所述振动电机与所述控制组件连接；所述振动头远离所述壳体一侧为曲面状结构；所述曲面状结构包括位于所述振动头两端的过渡弧面，以及与两端所述过渡弧面均平滑连接且外切的凹弧面。
2.根据权利要求1所述的振动检测仪，其特征在于，所述振动头靠近所述壳体一侧与所述壳体卡扣连接。
3.根据权利要求1所述的振动检测仪，其特征在于，还包括与所述控制组件连接的振动测量件，所述振动测量件安装于所述振动电机上。
4.根据权利要求3所述的振动检测仪，其特征在于，所述控制组件包括控制器及与所述控制器连接的开关按键及频率调节按键，所述振动测量件与所述控制器连接。
5.根据权利要求1所述的振动检测仪，其特征在于，所述控制组件包括显示屏。
6.根据权利要求1所述的振动检测仪，其特征在于，所述控制组件还包括互相连接的电池和充电插口。
7.根据权利要求1-6任一项所述的振动检测仪，其特征在于，所述凹弧面分别与两端所述过渡弧面的公切线的夹角范围为140°-160°。
8.根据权利要求1-6任一项所述的振动检测仪，其特征在于，所述凹弧面与所述过渡弧面配合形成的凹槽的横向径长范围为2.5cm-5.5cm。
9.根据权利要求1-6任一项所述的振动检测仪，其特征在于，所述凹弧面与所述过渡弧面配合形成的凹槽的纵向径长范围为2cm-3cm。
10.一种振动检测方法，其特征在于，步骤如下：
打开振动检测仪开关，并调节振动频率；
将振动头紧贴受试者颈部气管处进行振动；
对振动计时，当达到第一预设时间则暂停振动；
观察并记录受试者反应；
间隔第二预设时间后，调高振动频率，重复上述检查步骤。
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