专利名称：自动控制膈肌起搏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种膈肌起搏装置，尤指一种用于睡眠呼吸骤停患者的自动控制膈肌起搏装置。
背景技术：
国外在很早以前已开始研究膈肌起搏装置，1967年格林(Glenn)发明了植入入体内的膈肌起搏器，主要用于治疗慢性通气功能不全，该膈肌起搏器的电极埋入颈下皮内左右膈神经处，按呼吸节律自动地单侧或双侧从体外通过电磁耦合传送电脉冲刺激膈神经，而达到改善呼吸功能的目的。但是，此种植入式膈肌起搏器在植入时可能会对膈神经造成永久性损害，并且局部易受感染。为克服上述植入式膈肌起搏器的缺点，科学家研制出了体外膈肌起搏装置，目前，已有多种体外膈肌起搏装置在临床上应用，并有不少膈肌起搏装置已申请了专利，如中国专利第87208778.6号公开了一种体外膈肌起搏器，该体外膈肌起搏器由外壳、手动开关、转换开关及集成电路块组成两个通道。其通过手控或自动讯号，在触发脉冲包络电路的控制下，功率放大电路输出双向刺激脉冲经皮肤电及至双侧胸锁乳突肌下缘1/2至1/3处，其特点在于严密控制各电路的输出参数，使其能达到治疗的目的。另一中国专利第89220851.1号公开了一种改进的体外膈肌起搏器，其特征在于采用晶振时钟经分频、控制和放大后产生治疗作用的脉冲串，通过置于胸锁乳突肌外缘下1/2至1/3处的导电橡胶治疗电极，刺激患者双侧膈神经运动点，引起膈肌运动。由于采用了晶振时钟，具有高准确性和稳定性；同时，采用脉冲放大器代替以前的其他振荡器，输出信号稳定、负载能力强。
但是，上述体外膈肌起搏装置也存在以下缺陷首先，该体外膈肌起搏装置只能对慢性呼吸疾患者使用，而对呼吸骤停患者达不到及时救助的作用；另外，该体外膈肌起搏装置不能对患者进行实时监控，这样对于睡眠呼吸骤停患者，往往会由于未及时恢复呼吸而因缺氧损害肌体，甚至因窒息而死亡。
实用新型内容基于现有膈肌起搏装置的不足，本实用新型目的之一在于提供一种自动控制膈肌起搏装置，该自动控制膈肌起搏装置可实时监测呼吸骤停患者、尤其是睡眠呼吸骤停患者，并在检测出患者呼吸骤停时及时启动和控制膈肌起搏装置进行膈肌起搏。
本实用新型是这样实现的本实用新型自动控制膈肌起搏装置主要由一个呼吸换能器及相应呼吸监测电路、控制电路、膈肌起搏电路、膈肌起搏电极以及报警电路组成。其中呼吸换能器及相应的呼吸监测电路用于监测患者的呼吸信号，并当患者的呼吸信号中止超过设定时间时立即通过控制电路触发报警电路以及触发膈肌起搏电路而产生重复脉冲频率为6-15次每分钟，持续时间为0.5-2秒的包络刺激信号，其中每个包络由三个幅度为10-140伏的脉冲组成，每个脉冲由重度频率为20-70赫兹，最好为35-40赫兹的方波调制，这种脉冲串的起搏信号通过膈肌起搏电极作用于患者，引起患者的膈肌动作而产生呼吸；所述呼吸换能器可为压敏呼吸换能器、热敏呼吸换能器、阻抗呼吸换能器或者其他可用于监测患者的呼吸信号的换能器。控制电路主要用于根据呼吸监测电路的指示来触发膈肌起搏电路以及报警电路。
采用本实用新型后，首先其可对患者进行实时监控，这样对于呼吸骤停患者、尤其对于睡眠呼吸骤停患者，本自动控制膈肌起搏装置可及时恢复呼吸，因而避免患者因缺氧损害肌体，甚至因窒息而死亡。
图1为本实用新型自动控制膈肌起搏装置的结构原理图；图2为本实用新型自动控制膈肌起搏装置的电路图；图3为图2中单片机电路的另一半电路图。
具体实施方式
以下结合附图进一步阐述本实用新型自动控制膈肌起搏装置。
本实用新型自动控制膈肌起搏装置包括呼吸监测装置、控制装置以及膈肌起搏装置。参考图1，该装置具体是由一个包含呼吸换能器及相应的呼吸监测电路的呼吸监测装置、包含控制电路的控制装置、包含膈肌起搏电路及膈肌起搏电极的膈肌起搏装置以及包含报警电路的报警装置所构成，其中报警装置为可选装置。
呼吸换能器及相应的呼吸监测电路用于监测患者的呼吸信号，并当患者的呼吸信号中止超过设定时间时立即通过控制电路触发膈肌起搏电路；所述呼吸换能器可为压敏呼吸换能器、热敏呼吸换能器、阻抗呼吸换能器或者其他可用于监测患者的呼吸信号的换能器。其中压敏呼吸换能器上可设置一个或两个管体插入患者鼻孔，并通过患者在正常呼吸时及呼吸骤停时产生的压力不同实现监测功能；热敏呼吸换能器则是通过患者在正常呼吸时及呼吸骤停时鼻孔的温度不同而实现监测功能；阻抗呼吸换能器则可设置一个或一个以上的探测仪安装于患者胸部并通过患者在正常呼吸时及呼吸骤停时胸部阻抗的不同而实现监测功能。
控制电路主要用于根据呼吸监测电路的指示来触发膈肌起搏电路以及报警电路。膈肌起搏电路则主要用于控制膈肌起搏电极来对患者进行膈肌起搏。
本实用新型自动控制膈肌起搏装置可以采用以单片机为主设计，亦可根据图1所示的结构采用分立元件和集成电路进行设计。
下面以单片机为主的设计方案为例具体说明本实用新型自动控制膈肌起搏装置的电路图。参考图2及图3，本实用新型自动控制膈肌起搏装置的电路主要包括换能器1、呼吸监测电路2、控制电路3、膈肌起搏电路4、膈肌起搏电极5以及报警电路6。其中呼吸监测电路2包括放大电路21；控制电路3包括模拟/数字转换电路31及单片机电路32(分两半显示在图2与图3中)，图2与图3中的单片机电路32通过接口8、9相接合。
自动控制膈肌起搏装置的工作原理如下换能器1及相应的呼吸监测电路2监测患者的呼吸信号，然后通过放大电路21对呼吸信号进行放大，随后放大的呼吸信号经过模拟/数字转换电路31将呼吸信号转换为数字信号，最后该呼吸数字信号输入单片机电路32进行处理。当患者的呼吸信号中止超过设定时间时立即通过单片机电路32触发膈肌起搏电路4及报警电路6，然后膈肌起搏电路4控制膈肌起搏电极5对患者进行膈肌起搏。在本实用新型中，所述设定时间可为4-70秒，最好为8-12秒。另外，前述单片机电路32触发膈肌起搏电路4时，产生重复脉冲频率为6-15次每分钟，持续时间为0.5-2秒的包络刺激信号，其中每个包络由三个幅度为10-140伏的脉冲组成，每个脉冲由重度频率为20-70赫兹，最好为35-40赫兹的方波调制，这种脉冲串的起搏信号通过膈肌起搏电极5作用于患者，引起患者的膈肌动作而产生呼吸。
权利要求1.一种自动控制膈肌起搏装置，其特征在于包括呼吸监测装置、控制装置以及膈肌起搏装置。
2.如权利要求1所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述呼吸监测装置包括呼吸换能器及相应的呼吸监测电路，所述膈肌起搏装置包括膈肌起搏电路及膈肌起搏电极，所述控制装置包括控制电路。
3.如权利要求1所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述自动控制膈肌起搏装置还包括内含报警电路的报警装置。
4.如权利要求3所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述呼吸换能器及相应的呼吸监测电路用于监测患者的呼吸信号，并当患者的呼吸信号中止超过设定时间时立即通过控制电路触发报警电路以及触发膈肌起搏电路而产生特定脉冲串，该脉冲串的起搏信号通过膈肌起搏电极作用于患者，引起患者的膈肌动作而产生呼吸。
5.如权利要求4所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述设定时间可为4-70秒，最好为8-12秒。
6.如权利要求5所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述脉冲串为重复脉冲频率为6-15次每分钟，持续时间为0.5-2秒的包络刺激信号。
7.如权利要求6所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述每个包络由三个幅度为10-140伏的脉冲组成，每个脉冲由重度频率为20-70赫兹，最好为35-40赫兹的方波调制。
8.如权利要求7所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述呼吸监测电路包括放大电路。
9.如权利要求8所述的自动控制膈肌起搏装置，其特征在于所述控制电路包括模拟/数字转换电路及单片机电路。
专利摘要本实用新型公开了一种自动控制膈肌起搏装置，其主要由一个呼吸换能器及相应呼吸监测电路、控制电路、膈肌起搏电路、膈肌起搏电极以及报警电路组成。其中呼吸换能器及相应的呼吸监测电路用于监测患者的呼吸信号，并当患者的呼吸信号中止超过设定时间时立即通过控制电路触发膈肌起搏电路而产生特定脉冲串，该脉冲串的起搏信号通过膈肌起搏电极作用于患者，引起患者的膈肌动作而产生呼吸，从而可及时恢复呼吸，避免患者因缺氧损害肌体，甚至因窒息而死亡。
文档编号A61N1/36GK2617403SQ0322617
公开日2004年5月26日 申请日期2003年5月19日 优先权日2003年5月19日
发明者陈家良, 伍于添, 潘竞学, 苏乾灼 申请人:陈家良