CN112221011A - 一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，包括控制器、存储器、生理电片、微型气泵和气囊带，控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，控制器内的控制模块控制微型气泵启动向气囊带内充气，气囊带压住生理电片的同时给患者膈肌处压力，向控制器内输入参数，经过控制器产生的电刺激信号传递到生理电片上，生理电片贴在患者的膈肌处皮肤上，由生理电片传递的电刺激信号作用与患者的膈肌处。本发明具有通过生理电片进行电刺激训练的同时适当加入压力，辅助患者进行康复训练的优点。

Description

一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪。

背景技术

膈肌位于胸腔与腹腔之间的肌肉-纤维结构。其周围为肌腹，中央为腱膜，又被译为横膈，是机体重要的呼吸肌，占所有呼吸肌功能的60％～80％。膈肌的张力是通过肌肉厚度和平行于肌束的压力产生的。

在临床上，C1或者C2水平的高位脊髓损伤，代谢或者炎症性疾病，纵膈的肿瘤，肌病，神经病变，创伤或者手术之后都会引起膈肌功能不全。在重症监护病房，短期进行机械通气和使用肌松药的病人通常会发生膈肌的废用性萎缩，而危重病相关的多发性神经病或肌病也能造成膈肌无力，这是撤机困难的最主要原因。膈肌功能不全会导致呼吸困难，运动能力下降，睡眠呼吸障碍，肺不张，甚至呼吸衰竭。电刺激膈神经是一项非常有用和重要的辅助膈肌功能康复的方法。

电刺激膈神经时的生理电片直接贴在患者的皮肤上，没有对患者的刺激处提供适当的压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，具备通过生理电片进行电刺激训练的同时适当加入压力，辅助患者进行康复训练的优点，解决了生理电片直接贴在患者的皮肤上，没有对患者的刺激处提供适当的压力的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，包括控制器、存储器、生理电片、微型气泵和气囊带，控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，控制器内的控制模块控制微型气泵启动向气囊带内充气，气囊带压住生理电片的同时给患者膈肌处压力，向控制器内输入参数，经过控制器产生的电刺激信号传递到生理电片上，生理电片贴在患者的膈肌处皮肤上，由生理电片传递的电刺激信号作用与患者的膈肌处。

作为本发明的进一步方案，控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片。

作为本发明的进一步方案，控制器内置存储器，存储器内存储患者的日常康复训练用的参数，对患者进行康复训练时无需调整参数的情况下直接将存储器内的参数调出使用。

作为本发明的进一步方案，气囊带内的压力由控制器调节，在控制器内置专门用来控制微型气泵的控制模块，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，气囊带内置有压力检测传感器，压力检测传感器与控制器内的控制模块电连接，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作，气囊带给患者提供压力，所提供的压力不会伤到患者。

一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，步骤如下：

S1、控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作；气囊带在患者膈肌处提供适度压力；

S2、控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片，生理电片将刺激电流作用在患者膈肌处，刺激患者的膈肌；

S3、康复训练结束后，停止对生理电片的脉冲，通过气囊带上的放气口将气囊带内的气体放出，取下气囊带，再将贴在患者膈肌处的生理电片取下，对患者康复训练的参数存储在存储器内，保留患者该次康复训练的数据，控制器断电，下次在对患者进行康复训练时，如果需要的数据没有变化，可以直接从存储器内将上次的康复训练数据导出直接设置。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，压力检测传感器的一端接接通血管的管道,另一端接有微量管,压力传感器有与监测器相连接的传输接口,有一个弹性囊与微量管相连通,弹性囊与压力传感器间接有压力调节阀，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力；若输出压力发生变化，平衡状态被破坏，阀的开度就发生变化，最终进气量发生变化，从而使输出压力维持在给定弹簧设置的压力上；气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作，气囊带在患者膈肌处提供适度压力。通过生理电片进行电刺激训练的同时适当加入压力，辅助患者进行康复训练。

压力调节阀的工作原理是可调减压阀，具体地说是通过调节给定弹簧的预紧力来调节比较机构的平衡状态。当输出压力、给定弹簧的力(或力矩、或位移)与输入压力(或力矩、或位移)平衡时，阀的开度保持不变，输出压力就维持不变。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图；

图2为本发明的控制器工作流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1，本发明提供的一种实施例：一种膈肌康复刺激训练装置，包括控制器、存储器、生理电片、微型气泵和气囊带，控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，控制器内的控制模块控制微型气泵启动向气囊带内充气，气囊带压住生理电片的同时给患者膈肌处压力，向控制器内输入参数，经过控制器产生的电刺激信号传递到生理电片上，生理电片贴在患者的膈肌处皮肤上，由生理电片传递的电刺激信号作用与患者的膈肌处。

实施例2

请参阅图2，本发明提供的一种实施例：一种膈肌康复刺激训练装置，控制器的工作流程：控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片。

控制器选用ATmega16数字信号处理器，外接电源，在复合刺激信号生成电路、D/A输出电路以及信号放大电路之间设置双向模拟开关，目的是将输入的脉冲和模拟信号利用该开关传向输出端，CD4066是一种可控开关，双向模拟开关CD4066每个模拟开关有输入、输出、控制三个端子，当控制端加高电平时，开关导通，当控制端加低电平时开关截止，具有输入信号峰值电压范围等于电源电压，以及在输入信号范围内导通阻抗比较稳定等优点。

实施例3

本发明提供的一种实施例：一种膈肌康复刺激训练装置，辅助提供压力，气囊带内的压力由控制器调节，在控制器内置专门用来控制微型气泵的控制模块，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，气囊带内置有压力检测传感器，压力检测传感器与控制器内的控制模块电连接，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作，气囊带给患者提供压力，所提供的压力不会伤到患者。

实施例4

本发明提供的一种实施例：一种膈肌康复刺激训练装置，控制器内置存储器，存储器与控制器内的控制电路电连接，存储器内存储患者的日常康复训练用的参数，对患者进行康复训练时无需调整参数的情况下直接将存储器内的参数调出使用。

实施例5

本发明提供的一种实施例：一种膈肌康复刺激训练装置康复使用方法，步骤如下：

S1、控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作；气囊带在患者膈肌处提供适度压力；

S2、控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片，生理电片将刺激电流作用在患者膈肌处，刺激患者的膈肌；

S3、康复训练结束后，停止对生理电片的脉冲，通过气囊带上的放气口将气囊带内的气体放出，取下气囊带，再将贴在患者膈肌处的生理电片取下，对患者康复训练的参数存储在存储器内，保留患者该次康复训练的数据，控制器断电，下次在对患者进行康复训练时，如果需要的数据没有变化，可以直接从存储器内将上次的康复训练数据导出直接设置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，包括控制器、存储器、生理电片、微型气泵和气囊带，其特征在于：控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，控制器内的控制模块控制微型气泵启动向气囊带内充气，气囊带压住生理电片的同时给患者膈肌处压力，向控制器内输入参数，经过控制器产生的电刺激信号传递到生理电片上，生理电片贴在患者的膈肌处皮肤上，由生理电片传递的电刺激信号作用与患者的膈肌处。

2.根据权利要求1所述的一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，其特征在于：控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片。

3.根据权利要求1所述的一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，其特征在于：控制器内置存储器，存储器内存储患者的日常康复训练用的参数，对患者进行康复训练时无需调整参数的情况下直接将存储器内的参数调出使用。

4.根据权利要求1所述的一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，其特征在于：气囊带内的压力由控制器调节，在控制器内置专门用来控制微型气泵的控制模块，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，气囊带内置有压力检测传感器，压力检测传感器与控制器内的控制模块电连接，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作，气囊带给患者提供压力，所提供的压力不会伤到患者。

5.根据权利要求1所述的一种具有膈肌康复和辅助脱机功能的膈神经刺激仪，步骤如下：

S1、控制器接通电源，生理电片贴在患者的膈肌处，将气囊带套在生理电片上，经过控制器上的控制面板调节好适用压力后，控制器内的控制模块通过控制电路对微型气泵发送控制信号，微型气泵接收到信号后启动向气囊带内充气，经过压力检测传感器的反馈实时得到气囊带内的压力，气囊带内的压力达到预设值时，微型气泵停止工作；气囊带在患者膈肌处提供适度压力；

S2、控制器事先设置初始参数，控制器内置的单片机根据初始参数计算其余参数，控制器中的单片机根据参数生成生成脉冲序列，脉冲经过D/A输出电路转换后产生模拟呼吸过程的包络信号，包络信号经过调制控制电路输送给信号放大电路放大后生成刺激信号，调制控制电路控制电刺激信号的强度，刺激信号传递给生理电片，生理电片将刺激电流作用在患者膈肌处，刺激患者的膈肌；

S3、康复训练结束后，停止对生理电片的脉冲，通过气囊带上的放气口将气囊带内的气体放出，取下气囊带，再将贴在患者膈肌处的生理电片取下，对患者康复训练的参数存储在存储器内，保留患者该次康复训练的数据，控制器断电，下次在对患者进行康复训练时，如果需要的数据没有变化，可以直接从存储器内将上次的康复训练数据导出直接设置。

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