与隔神经刺激电极110，从人机交互模块117的按键检测模块中输入合适处方，并嘱患者按彩色液晶显示模块中显示屏的视频、语音播放模块播出的语音提示进行呼吸训练，操作者和患者均可从液晶显示器中实时观察训练及给予患者多种参数反馈，使患者自我调整控制，进行综合反馈式呼吸电刺激训练。由于简化便携式综合反馈式肺康复评估与治疗仪便于患者在家庭使用，有助于治疗持续，治疗效果会更好。
[0031]综上所述，本综合反馈式肺康复评估与治疗仪所内含设计理念及治疗方式都具有以往类似产品所不具有的首创性，且能确实有效地改善各种急慢性呼吸功能异常患者提高呼吸功能、改善生存质量，并显著地减少了对肺康复引导人员的依赖，避免了人员素质参次不齐带来的治疗差异，是在短期内快速提高我国各级医疗机构肺康复技术水平的有效武器，具有广阔的市场推广前景。
【主权项】
1.综合反馈式肺康复评估治疗仪，它包括中央处理器(100)，UART(101)，开关电源(102)，信号放大模块(113)，信号发生模块(116)，人机交互模块(117)，信号发生模块(116)，信号放大模块(113)，腹肌刺激电极(109)，隔神经刺激电极(110)，数据存储模块(118) ,WIFI收发模块(112)，语音播放模块(111)，其特征是有胸腹呼吸动度传感器(103)，肺活量传感器(104)，血氧饱和度传感器(105)，表面肌电传感器(106)，心率传感器(107)，吸气肌肌力传感器(108)，耗氧量检测模块(115)，超声波定位模块(114)，所述的胸腹呼吸动度传感器(103)、肺活量传感器(104)、血氧饱和度传感器(105)、表面肌电传感器(106)、心率传感器(107)、吸气肌肌力传感器(108)分别通过UART(1l)与中央处理器(100)相连接，耗氧量检测模块(115)和超声波定位模块(114)分别通过数据线与中央处理器(100)相连接。2.综合反馈式肺康复评估治疗仪，其特征是:该系统分为呼吸评估监测和呼吸康复训练两大模块，呼吸评估监测模块包括所述的中央处理器(100)根据呼吸动度传感器(103)采集的患者胸、腹部肌肉收缩和舒张时压力的相对变化数据，监测呼吸周期中胸腹部活动情况及同步运动水平；肺活量传感器(104)采集患者的肺活量、第一秒肺活量FEV1、第一秒肺活量占比FEV1/FVC、25%肺活量时流速PEF25、75%肺活量时流量PEF75、呼气用时和峰值流量数据；血氧饱和度传感器(105)采集的患者血氧饱和度、脉率和脉搏强度数据；表面肌电传感器(106)采集的患者膈肌、腹肌、胸锁乳突肌表面肌电信号，监测呼吸周期中多组肌肉的肌电活动；心率传感器(107)采集的患者心率数据；吸气肌肌力传感器(108)采集的患者吸气阻力、最大吸气肌力和吸气流速数据；耗氧量检测模块(115)采集的患者呼吸周期中氧耗量与二氧化碳排出量数据；超声波定位模块(114)，可定位患者的颈部膈神经及测量腹部呼吸周期中膈肌活动情况；而以上信息均可在数据存储模块(118)中存储并通过人机交相模块(117)进行数据同步实时输出显示，方便操作者对患者的呼吸活动情况实时监测反馈；以上各种传感器可以通过WIFI收发模块(112)与中央处理器(100)进行数据传输；训练模块包含神经肌肉低中频电流刺激输出部分和与电流输出同步的以上检测到的气体、肌电、血氧饱和度或胸腹部动度信号的视频或声光反馈信号输出部分；输出隔神经和腹肌的刺激信号由信号发生模块(116)进行波形调制，然后经信号放大模块(113)放大后输出到腹肌刺激电极(109)和隔神经刺激电极(110);中央处理器(100)同时也输出语音同步信号到语音播放模块(111)播出，输出图形信号到人机交互模块(117)进行影像显示；患者在接受设备输出的分别对颈部膈神经和腹部腹直肌进行序贯性低频电流刺激，诱导对应肌肉完成生理性、有序性深慢呼吸的同时，而同步输出的由气体、肌电、血氧饱和度或胸腹部动度监测信号，以及由电流剌激信号而转化的“吸”、“呼”视频声光反馈指令信号能有效地引导患者配合电刺激输出，掌握正确和有效的呼吸方式，减少对治疗人员的依赖，并同时得到良好的呼吸康复治疗。3.根据权利要求1所述的综合反馈式肺康复评估治疗仪，其特征是在中央处理器(100)内预设有两种治疗输出模式，第一种是主动训练模式，第二种是同步训练模式；主动训练模式是指患者主动跟随设备预先设定的参数输出进行呼吸训练；设备预先设定各种治疗输出参数，例如目标呼吸频率、吸呼时间比值及膈神经与腹肌低频电流刺激波形、频率、强度、断通比参数，由腹肌刺激电极(109)和隔神经刺激电极(110)输出剌激电流，同时语音播放模块(111)输出“吸”、“呼”言语指令，人机交互模块(117)进行影像、图表显示同步检测的气体、肌电、血氧饱和度或胸腹部动度反馈信号能有效地引导患者配合电刺激输出进行呼吸训练；同步训练模式是指设备的电流输出、各种反馈信号及视频声光指示信号与患者呼吸同步的呼吸训练模式；对于主动配合训练能力稍差的患者可以不按设备预先设定的输出剌激参数如刺激频率、吸呼时间比值、电流波、形断通比直接输出剌激电流，而由中央处理器(100)根据呼吸波形传感器(103)采集的患者胸、腹部收缩舒张压力的相对变化数据，或和肺活量传感器(104)采集患者的肺活量、呼气用时和峰值流量，或和吸气肌肌力传感器(108)采集的患者吸气阻力、最大吸气肌力和吸气流速，或和表面肌电传感器(106)采集的患者膈肌、腹肌、胸锁乳突肌表面肌电信号数据识别出患者呼与吸的动作，分析调整并与呼吸动作同步输出剌激电流，同时输出“吸”、“呼”言语指令及以上反馈信号的影像、图表显示，对患者进行呼吸训练。4.根据权利要求1所述的综合反馈式肺康复评估治疗仪，其特征是所述的信号发生模块(116)是由:相位累加器(120)、相位寄存器(121)、正弦ROM表(122)、D/A转换器(123)、低通滤波器(124)组成，所述的相位累加器(120)由不少于一位加法器与不少于一位累加寄存器级联构成，每来一个参考时钟f；lk (125)，加法器将频率控制字K (119)与累加寄存器输出的累加相位数据相加，把相加后的结果送至相位寄存器(121)的数据输入端，累加寄存器将加法器在上一个参考时钟fdk(125)作用后所产生的新相位数据反馈到相位累加器(120)的加法器输入端，以使加法器在下一个参考时钟fdk(125)的作用下继续与频率控制字K(119)相加，这样相位累加器在参考时钟fdk(125)作用下，不断对频率控制字K(119)进行线性相位累加，使相位累加器在每一个参考时钟f；lk(125)输入时，把频率控制字K(119)累加一次，相位累加器(120)输出的数据就是合成信号的相位，相位累加器(120)的溢出频率就是DDS输出的信号频率，用相位累加器输出的数据产生正弦ROM表(122)的相位取样地址，通过相位取样地址把存储在正弦ROM表(122)中的波形量化值经查表后输出完成相位到幅值转换输出到D/A转换器(123)，D/A转换器(123)将数字量形式的波形幅值转换成所要求合成频率的模拟量波形；通过改变寻址的步长来改变D/A转换器(123)输出信号的频率，步长即为对数字波形查表的相位增量；由累加器对相位增量进行累加；累加器的值作为查表地址；D/A转换器(123)输出的阶梯形波形，经低通滤波(124)输出质量符合需要的模拟波形。
【专利摘要】本发明涉及综合反馈式肺康复评估治疗仪，它公开了是由中央处理器(100)，UART(101)，开关电源(102)，胸腹呼吸动度传感器（103），肺活量传感器(104)，血氧饱和度传感器(105)，表面肌电传感器(106)，心率传感器(107)，吸气肌肌力传感器(108)，信号发生模块(116),信号放大模块(113),腹肌刺激电极(109),隔神经刺激电极(110)，语音播放模块(111),WIFI收发模块(112),超声波定位模块(114),耗氧量检测模块(115)，人机交互模块(117)，数据存储模块(118)组成。该仪器分别采用以上各类传感器监测各项呼吸、循环和肌电等指标；单独或联合采用各类传感器进行多种反馈治疗并同时对颈部膈神经和腹部肌肉进行序贯性低频电流刺激，训练患者掌握正确有效的呼吸运动。本发明多种数据实时同步显示和处理，使人机交互更加便利、高效。
【IPC分类】A61B5/0205, A61B5/113, A61B5/145, A63B23/18, A61N1/36, A61B5/0488
【公开号】CN104939815
【申请号】CN201510414348
【发明人】张鸣生
【申请人】张鸣生
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年7月15日