CN113288751A - 一种用于改善血管内皮功能的便携式装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于改善血管内皮功能的便携式装置，该装置包括拉杆箱式配气主机、控制终端、囊套、脉搏波传感器以及外部导气管；拉杆箱式配气主机内配置有控制器、恒流稳压装置、气源、充气控制装置以及排气控制装置；脉搏波传感器采集患者的脉搏波信号然后传输至控制终端，控制终端根据脉搏波信号确生成治疗过程中的最终驱动信号，发送至拉杆箱式配气主机的控制器；控制器根据最终驱动信号，控制恒流稳压装置、气源、充气控制装置以及排气控制装置的工作状态，进而完成充气或排气。通过实施本发明实施例所提供的用于改善血管内皮功能的便携式装置方便患者携带，使得患者能够自主选择治疗场所，提高了便捷性。

Description

一种用于改善血管内皮功能的便携式装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，尤其涉及一种用于改善血管内皮功能的便携式装置。

背景技术

血管内皮是人体重要的生理组成部分，血管内皮功能对心血管系统乃至全身具有重要影响，血管内皮功能障碍是动脉粥样硬化病变形成的始动环节，并且贯穿于动脉粥样硬化发生发展的全过程。大量循证医学证据证实改善血管内皮功能具有抗动脉粥样硬化、预防和治疗心脑血管疾病的作用。目前能改善血管内皮功能的措施除了使用药物以外，还有适度提高血流剪切应力。目前能够运用在人体主动提高血流剪切应力的方法主要包括运动和体外反搏。但是并非所有患者都能达到充分的运动量，而现有医院使用的体外反博设备体积较大无法轻易移动和携带，这就导致了患者需要反复多次去医院进行治疗，不够便捷。

发明内容

本发明实施例提供一种用于改善血管内皮功能的便携式装置，方便患者携带，使得患者能够自主选择治疗场所，提高了便捷性。

本发明一实施例提供一种用于改善血管内皮功能的便携式装置，包括：拉杆箱式配气主机、控制终端、囊套、脉搏波传感器以及外部导气管；

所述拉杆箱式配气主机包括：箱体、滑轮、拉杆、导气孔、脉搏波传感器接口、控制终端接口、控制器、气源、恒流稳压装置、充气控制装置以及排气控制装置；所述控制器、所述气源、所述恒流稳压装置、充气控制装置以及排气控制装置均设置在所述箱体内；

所述气源与所述恒流稳压装置连通，所述恒流稳压装置与所述充气控制装置以及所述排气控制装置连通，所述充气控制装置以及所述排气控制装置与所述导气孔连通；所述外部导气管的一端与所述导气孔连通，所述外部导气管的另一端与所述囊套连通；

所述控制器与所述气源、所述恒流稳压装置、所述充气控制装置以及所述排气控制装置连接；

所述控制终端通过所述控制终端接口与所述控制器连接，所述脉搏波传感器通过所述脉搏波传感器接口与所述控制器连通；

所述脉搏波传感器，用于采集患者的脉搏波信号并将所述脉搏波信号传输至所述控制器，以使所述控制器将所述脉搏波信号传输至所述控制终端；

所述控制终端，用于根据所述脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，并根据所述目标施压时间和目标释压时间生成最终驱动信号；

所述控制器，用于在治疗过程中根据所述最终驱动信号控制所述气源、所述恒流稳压装置、所述充气控制装置以及所述排气控制装置的工作状态，对所述囊套进行充气或排气。

进一步的，所述控制终端用于根据所述脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，具体包括：

根据所述脉搏波信号，提取若干周期的脉搏波波形数据；

根据所述若干周期的脉搏波波形数据，计算若干个周期中脉搏波起始点到主波波峰点的平均时间，获得第一目标时间；在所述第一目标时间后的预设施压时长范围内，选取一时间点作为平均施压时间；

计算若干个周期中脉搏波起始点到波谷点的平均时间，获得平均释压时间；

将所述平均施压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均施压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均施压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成施压时间序列；将所述平均释压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均释压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均释压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成释压时间序列；

根据时间先后顺序依次从所述施压时间序列提取出一施压时间，从所述释压时间序列中提取出一释压时间，在每次提取出施压时间和释压时间后，根据当次所提取的施压时间和释压时间生成驱动信号，并将驱动信号传输至控制器，以使所述控制器在接收驱动信号后，根据驱动信号内的施压时间对所述囊套进行充气，根据驱动信号内的释压时间对所述囊套进行排气；

计算所述控制器每一次根据驱动信号完成对所述囊套控制后的脉搏波特征值，并将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的施压时间作为所述目标施压时间，将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的释压时间作为所述目标释压时间；其中，所述脉搏波特征值包括：脉搏波主波峰值或脉搏波主波面积。

进一步的，所述控制终端还用于，在治疗过程中对患者的脉搏波特征值进行实时监测，若所述脉搏波特征值低于预设阈值时，则对所述目标施压时间和所述目标释压时间进行更新。

进一步的，所述控制终端还用于，在预设的更新周期到来时，对所述目标施压时间和所述目标释压时间进行更新。

进一步的，所述控制终端还用于，对所述囊套的气压进行监测，若所述囊套的气压超过预设压力阈值时，则向所述控制器发送排气指令，以使所述控制器在接收所述排气指令后，控制所述囊套排气。

进一步的，所述箱体还设置收纳腔。

通过实施本发明实施例具有如下有益效果：

本发明实施提供了一种用于改善血管内皮功能的便携式装置，该装置包括拉杆箱式配气主机、控制终端、囊套、脉搏波传感器以及外部导气管；拉杆箱式配气主机内配置有控制器、气源、恒流稳压装置、充气控制装置以及排气控制装置；脉搏波传感器采集患者的脉搏波信号然后传输至控制终端，控制终端根据脉搏波信号生成治疗过程中的最终驱动信号，发送至拉杆箱式配气主机的控制器；控制器根据最终驱动信号，控制气源、恒流稳压装置、充气控制装置以及排气控制装置的工作状态，进而完成充气或排气。相比与现有技术，本发明采用拉杆箱式配气主机进行供气，拉杆箱式配气主机可任意移动，容易随身携带。患者不需要固定在医院中进行治疗，可以在自己选定的场所进行，提高了便捷性。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的一种用于改善血管内皮功能的便携式装置的结构示意图。

图2是本发明一实施例提供的拉杆箱式配气主机的内部结构透视图。

图3是本发明一实施例提供的恒流稳压装置的结构示意图。

附图标记说明：控制终端1、脉搏波传感器2、拉杆箱式配气主机3、外部导气管4、囊套5、箱体301、滑轮302、控制终端接口303、脉搏波传感器接口304、拉杆305、导气孔306、内部导气管307、充气控制装置308、排气控制装置309、控制器310、气源311、恒流稳压装置312、出气口313、入气口314、储气室315、活塞316以及弹簧317。

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作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。

同时参见图1和2,本发明一实施例提供了一种用于改善血管内皮功能的便携式装置,包括：拉杆箱式配气主机3、控制终端1(优选的可以为笔记本电脑)、囊套5、脉搏波传感器2以及外部导气管4；

拉杆箱式配气主机3包括：箱体301、滑轮302、拉杆305(可伸缩式拉杆)、导气孔306、脉搏波传感器接口304、控制终端接口303、控制器310、气源311、恒流稳压装置312、以及可调配气装置；控制器310、气源311、恒流稳压装置312、充气控制装置308以及排气控制装置309均设置在箱体301内；

气源311与恒流稳压装置312连接，恒流稳压装置312通过内部导气管307道与充气控制装置308以及排气控制装置309连通；充气控制装置308以及排气控制装置309均通过内部导气管307与导气孔306连通。外部导气管4的一端与导气孔306连通，外部导气管4的另一端与囊套5连通；控制器310与上述气源311、恒流稳压装置312、充气控制装置308以及排气控制装置309连接。

控制终端1通过控制终端接口303与控制器310连接，脉搏波传感器2通过脉搏波传感器接口304与控制器310连通；

脉搏波传感器2，用于采集患者的脉搏波信号并将脉搏波信号传输至控制器310，以使控制器310将脉搏波信号传输至控制终端1；

控制终端1，用于根据脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，并根据目标施压时间和目标释压时间生成最终驱动信号；

控制器310，用于在治疗过程中根据最终驱动信号控制气源311、恒流稳压装置312、充气控制装置308以及排气控制装置309的工作状态，对囊套5进行充气或排气。

使用时，将囊套5佩戴在患者的下肢及臀部，脉搏波传感器2采集患者的脉搏波信号然后传输至控制终端1，控制终端1根据脉搏波信号生成治疗过程中的最终驱动信号，然后将最终驱动信号发送至拉杆箱式配气主机3的控制器310。该最终驱动信号中包含了在进行治疗时的目标施压时间和目标释压时间；控制器310接收到最终驱动信号，开始对患者进行治疗，在上述目标施压时间到来时，控制器310控制气源311开启、控制充气控制装置308开启、控制恒流稳压装置312的出气口313以及进气口314打开，控制排气控制装置309关闭。此时气源311开始向恒流稳压装置312充气，恒流稳压装置中的气体流入囊套5中，以一定的压力对囊套5进行充气，使得囊套5对患者的下肢及臀部进行施压，使得下肢和臀部的血液向头端返流。

在上述目标释压时间到来时，控制器310控制气源311关闭、控制充气控制装置308关闭，控制排气控制装置309开启，控制恒流稳压装置312的出气口313以及进气口314关闭。此时囊套5中气体通过排气控制装置排出。此时，受压的肢体血管开放，顺生理方向使血流加速，血流量加大，提高脉动血流剪切应力，从而改善血管内皮功能。

控制器310按上述最终驱动信号中所设定的目标施压时间和目标施压时间，重复控制囊套5充气和排气，直至整个治疗过程结束。

优选的上述气源311为低压大流量无油气泵，上述充气控制装置308为充气阀门、上述排气控制装置309为排气阀门；

优选的如图3所示，恒流稳压装置312包括出气口313、入气口314、储气室315、活塞316以及弹簧317；活塞316与弹簧317连接；出气口313通过内部导气管307与上述充气控制装置308以及排气控制装置309连通；入气口314与上述气源311连通；恒流稳压装置能够在对囊套5充气时对充气压力进行调节，具体的，当对囊套进行充气时，储气室315中的气体通过出气口313流入囊套中，储气室内的气体压力下降，活塞316在弹簧317的作用下向外运动,储气室315的空间变小,气体压力上升，从而实现稳压功能。本发明上述实施例采用拉杆箱式配气主机进行供气，拉杆箱式配气主机可任意移动，容易随身携带。患者不需要固定在医院中进行治疗，可以在自己选定的场所进行，提高了便捷性，此外采用脉搏波信号而非心电图信号经控制终端驱动配气系统，更方便患者自助使用。

由于不同人的体型不同，不同人的脉搏波信号也有差异，因此需要经历观察、试探、粗调、微调、监测、更新等阶段，确定每个人的最佳施压时间和最佳释压时间从而提高治疗效果。

为此，在本发明一个优选的实施例中，控制终端1，用于根据脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，具体包括：

根据所述脉搏波信号，提取若干周期的脉搏波波形数据；

根据所述若干周期的脉搏波波形数据，计算若干个周期中脉搏波起始点到主波波峰点的平均时间，获得第一目标时间；在所述第一目标时间后的预设施压时长范围内，选取一时间点作为平均施压时间；

计算若干个周期中脉搏波起始点到波谷点的平均时间，获得平均释压时间；

将所述平均施压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均施压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均施压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成施压时间序列；将所述平均释压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均释压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均释压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成释压时间序列；

根据时间先后顺序逐次从所述施压时间序列提取出一施压时间，从所述释压时间序列中提取出一释压时间，在每次提取出施压时间和释压时间后，根据当次所提取的施压时间和释压时间生成驱动信号，并将驱动信号传输至控制器，以使所述控制器在接收驱动信号后，根据驱动信号内的施压时间对所述囊套进行充气，根据驱动信号内的释压时间对所述囊套进行排气；

计算所述控制器每一次根据驱动信号完成对所述囊套控制后的脉搏波特征值，并将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的施压时间作为所述目标施压时间，将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的释压时间作为所述目标释压时间；其中，所述脉搏波特征值包括：脉搏主波波峰值或脉搏波主波面积。

以下对上述目标施压时间和目标释压时间的确定进行详细的说明：

在正式治疗开始前，根据患者的脉搏波信号，获取N个(优选的是10个)周期的脉搏波形数据,然后以最大值点识别为脉搏波主波的波峰点，以最小值点识别为脉搏波的波谷点，然后计算每个周期中脉搏波起始点到主波波峰点的时长，以及每个周期中脉搏波起始点到脉搏波波谷点的时长，紧接着计算N个周期脉搏波起始点到主波波峰点的时长的平均值获得一个平均时长，将这个平均时长作为上述第一目标时间；紧接着，在第一目标时间后的预设施压时长范围内，选取所述预设施压时长范围的一时间点作为平均施压时间；一般而言主波波峰点后50ms-150ms，是心脏舒张期的开始，外周血液开始回流，因此需要在主波波峰点后的50ms-150ms这个范围内开始施压才能达到良好的治疗效果，为此在本发明中，将上述预设施压时长范围设置为50ms-150ms(包括50ms及150ms),然后选取上述第一目标时间后预设施压时长范围内的一时间点，例如是100ms，即上述第一目标时间后的100ms作为平均施压时间。

计算N个周期脉搏波起始点到脉搏波波谷点的时长的平均值获得另一个平均时长，将这一个平均时长作为上述平均释压时间；

获得上述平均施压时间和上述平均释压时间后，需要进一步进行调整。

调整步骤如下：

一般而言脉搏波起始点到主波波峰点的时间正常值在70ms-110ms之间，其后的50ms-150ms是主动脉瓣关闭，舒张期开始的时间，因此以脉搏波起始点的时间点起算，上述平均施压时间应该在120ms-260ms之间；现假设上述脉搏波起始点到主波波峰点的平均时间为100ms,即上述第一目标时间为100ms,平均施压时间为上述第一目标时间后的100ms，即为200ms。

将上述平均施压时间按第一预设时间间隔，例如是50ms，前移第一预设次数(例如是1次)，以及后移第二预设次数(例如是1次)，然后会得到一个施压时间序列(150ms、200ms、250ms)。

一般而言述脉搏波起始点到脉搏波波谷点的时间正常值在480ms-1000ms之间，在此假设上述平均释压时间为750ms,

将上述平均释压时间，按第一预设时间间隔前移第一预设次数(例如是1次)，以及后移第二预设次数(例如是1次),然后得到一个释压时间序列(700ms、750ms、800ms),施压时间序列和释压时间序列中各时间按时间先后顺序一一对应。

紧接着按时间先后顺序从施压时间序列和释压时间序列中逐次提取出一施压时间和释压时间，例如第一次提取出施压时间：150ms,释压时间700ms,然后生成包含施压时间：150ms和释压时间700ms的驱动信号，将驱动信号发送给控制器310，控制器310根据这个驱动信号控制囊套5(此时囊套5还是佩戴在患者的下肢和臀部的)充气和排气，完成一个测试周期，然后计算该测试周期对应的脉搏波特征值并记录。第一个测试周期完成后，进行第二次提取，提取出施压时间：200ms，释压时间750ms，然后重复上述流程，完成第二个测试周期。以此类推，直至施压时间序列和释压时间序列内的时间都提取完毕。紧接着比对所有测试周期中脉搏波的脉搏波特征值；将脉搏波特征值最大的测试周期所对应的施压时间和释压时间作为本发明上述目标施压时间和目标释压时间。然后在正式治疗过程时，根据目标施压时间和目标释压时间生成最终驱动信号，对囊套5进行施压和释压。

上述调整是一个粗调的阶段，在一些优选的实施例中为了取得更好的效果，可以对上述目标施压时间和上述目标释压时间，进行更加细微的调整。

在一个优选的实施例中，在完成上述调整获得目标施压时间和目标释压时间后，还可以对目标施压时间和目标释压时间进行更加细微的二次调整。具体方式与上述调整步骤相似，区别在于在进行二次调整时，上述平均施压时间替换为上述目标施压时间，将上述平均释压时间替换为目标释压时间，将上述第一预设时间间隔替换为第二预设时间间隔(例如是25ms),在二次细调整时需要保证第二预设时间间隔要小于第一预设时间间隔，这样才能够提高进一步调整的作用，经过二次调整之后，最终得到细调后的目标施压时间和细调后的目标释压时间。

在一个优选的实施例中，控制终端1还用于，在治疗过程中对患者的脉搏波特征值进行实时监测，若脉搏波特征值低于预设阈值时，则对目标施压时间和目标释压时间进行更新。在这一实施例中，通过对脉搏波特征值进行实时监测，一旦脉搏波特征值低于预设阈值，则说明患者心率脉搏在治疗过程中出现了比较大的变化，采用原有的目标施压时间和目标释压时间已经不太合适了，此时按照本发明上述二次调整步骤对目标施压时间和目标释压时间进行调整，从而提高治疗效果。

在一个优选的实施例中，控制终端1还用于，在预设的更新周期到来时，对目标施压时间和目标释压时间进行更新。上述预设更新周期可以是(10分钟)。在这一实施例中是按预设的周期进行目标施压时间和目标释压时间进行调整，从而防止由于患者在长时间的治疗过程中，由于生理变化，导致治疗效果不佳的问题，同样在进行目标施压时间和目标释压时间的更新时，可按照本发明上述二次调整步骤进行调整。

在一个优选的实施例中，控制终端1还用于，对囊套5的气压进行监测，若囊套5的气压超过预设压力阈值时，则向控制器312发送排气指令，以使控制器310在接收排气指令后，控制囊套5排气。

在一个优选的实施例中，上述外部导气管为可拆卸导气管，在不使用的时候可以拆除。

在一个优选的实施例中，箱体301还设置收纳腔。箱体301上的收纳腔可以用于放置上述囊套5、脉搏波传感器2以及外部导气管4。这样用户只需拖动拉杆箱式配气主机3，即可实现整套用于改善血管内皮功能的便携式装置的携带，更加便捷。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，包括：拉杆箱式配气主机、控制终端、囊套、脉搏波传感器以及外部导气管；

所述拉杆箱式配气主机包括：箱体、滑轮、拉杆、导气孔、脉搏波传感器接口、控制终端接口、控制器、气源、恒流稳压装置、充气控制装置以及排气控制装置；所述控制器、所述气源、所述恒流稳压装置、所述充气控制装置以及所述排气控制装置均设置在所述箱体内；

所述气源与所述恒流稳压装置连通，所述恒流稳压装置与所述充气控制装置以及所述排气控制装置连通，所述充气控制装置以及排气控制装置与所述导气孔连通；所述外部导气管的一端与所述导气孔连通，所述外部导气管的另一端与所述囊套连通；

所述控制器与所述气源、所述恒流稳压装置以及所述充气控制装置以及排气控制装置连接；

所述控制终端通过所述控制终端接口与所述控制器连接，所述脉搏波传感器通过所述脉搏波传感器接口与所述控制器连通；

所述脉搏波传感器，用于采集患者的脉搏波信号并将所述脉搏波信号传输至所述控制器，以使所述控制器将所述脉搏波信号传输至所述控制终端；

所述控制终端，用于根据所述脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，并根据所述目标施压时间和目标释压时间生成最终驱动信号；

所述控制器，用于在治疗过程中根据所述最终驱动信号控制所述气源、所述恒流稳压装置、所述充气控制装置以及所述排气控制装置的工作状态，对所述囊套进行充气或排气。

2.如权利要求1所述的用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，所述控制终端，用于根据所述脉搏波信号确定治疗过程中所对应的目标施压时间和目标释压时间，具体包括：

根据所述脉搏波信号，提取若干周期的脉搏波波形数据；

根据所述若干周期的脉搏波波形数据，计算若干个周期中脉搏波起始点到主波波峰点的平均时间，获得第一目标时间；在所述第一目标时间后的预设施压时长范围内，选取一时间点作为平均施压时间；

计算若干个周期中脉搏波起始点到波谷点的平均时间，获得平均释压时间；

将所述平均施压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均施压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均施压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成施压时间序列；将所述平均释压时间按第一预设时间间隔前移第一预设次数，并记录每次前移后的时间，将所述平均释压时间按第一预设时间间隔后移第二预设次数，并记录每次后移后的时间，根据所述平均释压时间、每次前移后的时间以及每次后移后的时间，生成释压时间序列；

根据时间先后顺序依次从所述施压时间序列提取出一施压时间，从所述释压时间序列中提取出一释压时间，在每次提取出施压时间和释压时间后，根据当次所提取的施压时间和释压时间生成驱动信号，并将驱动信号传输至控制器，以使所述控制器在接收驱动信号后，根据驱动信号内的施压时间对所述囊套进行充气，根据驱动信号内的释压时间对所述囊套进行排气；

计算所述控制器每一次根据驱动信号完成对所述囊套控制后的脉搏波特征值，并将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的施压时间作为所述目标施压时间，将脉搏波特征值最大时所对应的驱动信号的释压时间作为所述目标释压时间；其中，所述脉搏波特征值包括：脉搏波主波峰值或脉搏波主波面积。

3.如权利要求2所述的用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，所述控制终端还用于，在治疗过程中对患者的脉搏波特征值进行实时监测，若所述脉搏波特征值低于预设阈值时，则对所述目标施压时间和所述目标释压时间进行更新。

4.如权利要求2所述的用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，所述控制终端还用于，在预设的更新周期到来时，对所述目标施压时间和所述目标释压时间进行更新。

5.如权利要求2所述的用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，所述控制终端还用于，对所述囊套的气压进行监测，若所述囊套的气压超过预设压力阈值时，则向所述控制器发送排气指令，以使所述控制器在接收所述排气指令后，控制所述囊套排气。

6.如权利要求1所述的用于改善血管内皮功能的便携式装置，其特征在于，所述箱体还设置收纳腔。

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