專利名稱：微型阻肺康復器的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械，尤其涉及一種微型阻肺康復器。
阻肺康復儀器是用以治療阻塞性肺病(包括慢性支氣管炎、哮喘、肺氣腫等)的治療儀器，它通過置于患者雙側胸鎖乳突肌外緣下皮膚上的電極，電刺激膈神經，使膈肌有規律地收縮，從而達到改善通氣功能，幫助呼吸肌功能康復的治療目的。但是，現有的阻肺康復儀器一般為臺式結構，體積大、重量重，僅適合于醫院門診或病房使用。此外，現有的阻肺康復儀器需采用四個輸出電極作用于人體，使用不方便，而且，輸出信號未能與人的呼吸同步，易受外界信號干擾，從而影響儀器的治療效果。
本發明的目的在于提供一種能輸出與人體呼體同步的刺激電脈沖信號，且結構簡單、可隨身攜帶進行治療的微型阻肺康復器;
本發明的另一目的是提供一種能排除呼吸外其它干擾信號的微型阻肺康復器。
為了實現上述目的，本發明的微型阻肺康復器包括電源，用以產生定時信號的定時電路，用以產生與吸呼同步的微弱電信號的信號發生器，用以對上述微弱電信號進行放大、整形的同步整形電路，用以產生電脈沖信號的振蕩電路，用以根據上述定時電路和同步整形電路輸出的信號控制上述振蕩電路動作的包絡電路，用以對上述振蕩電路輸出的電脈沖信號進行升壓的輸出電路以及電極。
根據本發明的微型阻肺康復器，由于能通過患者的呼吸控制刺激電脈沖的發生，不僅排除了因患者咳嗽、運動等原因產生的信號干擾，而且能控制刺激電脈沖的最佳作用時間，即當患者膈肌向下收縮的同時輸出刺激電脈沖，從而可增強患者的膈肌收縮力，使患者得到有效的治療。此外，由于根據本發明的微型阻肺康復器，電路結構簡易，外形小巧，輸出電極少，便于隨身放在口袋里或扣在腰帶上使用，故特別適合于個人、家庭或遠離醫院的農村地區患者使用。
以下結合附圖和實施例對本發明的微型阻肺康復器作進一步的詳細描述。


圖1是本發明的微型阻肺康復器的框圖。
圖2是本發明的微型阻肺康復器的電原理圖。
圖3是表示本發明微型阻肺康復器中有關同步整形電路和包絡電路動作特性的波形圖。
圖4A是本發明微型阻肺康復器的信號發生器的結構示意圖。
圖4B是圖4A所示信號發生器中壓電陶瓷片的安裝示意圖。
圖5是本發明微型阻肺康復器的外殼側視圖。
圖1是本發明微型阻肺康復器的框圖。參見圖1，本發明的阻肺康復器包括電源1、定時電路2、信號發生器3、同步整形電路4、包絡電路5、第一振蕩電路6、第二振蕩電路7、第一輸出電路9、第二輸出電路10以及電極11和12。當電源1接通后，定時電路2產生一個持續高電平的定時信號，與此同時，信號發生器3從患者身上感應產生與呼吸同步的微弱電信號，該微弱電信號經同步整形電路4放大整形后，輸出一呼吸同步信號。上述定時信號和呼吸同步信號一起送到包絡電路5，后者僅當該定時信號和呼吸同步信號均為高電平時才輸出一個方波信號，該方波信號用以控制第一振蕩電路6和第二振蕩電路7的起振，亦即上述振蕩電路6和7僅當包絡電路5輸出為高電平時才輸出連續脈沖，該連續脈沖經第一輸出電路9和第二輸出電路10變換后，在電極11和12上產生連續且反相的脈沖信號。
圖2是本發明微型阻肺康復器的電原理圖。參照圖1和圖2，電源1可以是干電池，也可以采用外接穩壓電源。定時電路2包括多諧振蕩器21、計數器22以及觸發器23。當電源開關K1接向e點時，電源接通，由集成電路IC1(例如用555型時基電路)、電阻R1、R2、R′2和電容C1、C2組成的多諧振蕩器21產生一連續方波信號，其周期為T＝0.693×[R1+2(R2+R′2)]C1，選擇R1、R2、R′2和C1，例如，使T＝0.439秒。由集成塊IC2(例如采用4020型計數器)構成的計數器22對該連續方波信號計數，當開關K2接向IC22端時，輸出持續時間為30分鐘(0.439秒×212)的高電平信號，當K2接向IC23端時，輸出持續時間為60分鐘(0.439秒×213)的高電平信號。該高電平信號經二極管D1耦合輸入由集成塊IC3(例如用4013型D觸發器)、電容C3和電阻R4組成的觸發器23，使IC32和5端由初始狀態的低電平翻轉為高電平，即輸出一個持續高電平的定時信號V3，與此同時，發光二極管D9(定時指示用)通電點亮。IC31端電平與2端電平為Q和Q關系，將IC31端連接到IC211端，可以控制計數器22計數(低電平)或復位(高電平)。
信號發生器3由壓電傳感器組成，它貼置于人體腹部，感應產生與呼吸同步的微弱電信號，該微弱電信號通過插口JK1輸入到同步整形電路4。同步整形電路4包括由集成塊IC8(例如用358型雙運放電路)、電阻R18-R22以及二極管D6組成的比較放大電路41以及由晶體管U4、集成塊IC9(例如用555時基電路)、電阻R23-R29、電容C13-C17和電位器W3組成的第一整形單穩電路42。同步整形電路4對上述信號發生器3產生的微弱電信號進行放大和整形后，輸出一個其高電平持續時間接近于患者呼吸周期的呼吸同步信號，該呼吸同步信號與前述定時電路2產生的定時信號一起加到包絡電路5。包絡電路5包括與門51以及由晶體管U1、集成塊IC5(例如用555時基電路)、電阻R5-R11和電容C4-C8組成的第二整形單穩電路52。
圖3是表示同步整形電路4和包絡電路5動作特性的波形圖，以下結合圖2和圖3敘述電路4和電路5的動作過程。由JK1輸入的微弱電信號經比較放大電路41處理后，在IC81端輸出一方波信號V8，信號V8加到第一整形電路42時，其上升沿驅動晶體管U4迅速飽和導通，并通過電容C13在IC9的2端產生一負脈沖V9-2，如圖3(a)所示。與此同時，IC9的3端由初始狀態的低電平翻轉為高電平，輸出一方波信號V9-3，其持續時間T9由R28、W3和C15決定，如圖3(b)所示。此期間，發光二極管D11(抗干擾指示用)因通電而點亮。信號V9-3加到與門51的2端。如前所述，在治療過程中定時信號V3始終為高電平，該高電平信號加到與門51的1端。因此，當信號V9-3的上升沿加到與門51的2端時，其3端同時輸出一高電平信號V4。信號V4加到第二整形單穩電路52時，其情形與第一整形單穩電路42相同，在IC53端輸出一方波信號V5，如圖3(d)所示。調整W3，使信號V9-3的高電平持續時間T9＝T呼-0.3秒(其中T呼為患者呼吸信號V呼的周期，見圖3(c)所示)。由于IC9的本身特性，當其3端輸出高電平時，觸發端2不起作用。故在T9期間除上述脈沖V9-2外，其它任何信號都不可能在IC5的2端再產生一個負脈沖。相應地，IC53端在T9期間除信號V9-3的上升沿外，也不會再產生第二個方波信號。因此，信號V5也完全是與患者的呼吸同步的。這樣，電路42實際上就排除了除呼吸外的其它信號的干擾，起到了抗干擾作用。上述T9越接近T呼，抗干擾性能越好，但T9不能大于T呼，否則會破壞電路的正常工作。
本發明的微型阻肺康復器利用第一振蕩電路6和第二振蕩電路7同時產生作用于患者人體的脈沖信號。其中，第一振蕩電路6由集成塊IC6(例如555時基電路)、電阻R12-R13、電容C9-C10以及二極管D2-3組成，第二振蕩電路7由集成塊IC7(與IC6相同)、電阻R15-R16、電容C11-C12以及二極管D4-D5組成。將IC5的3端分別連接到IC6和IC7的4端(復位端)上，當信號V5為高電平時，發光二極管D10(振蕩輸出指示用)通電點亮，與此同時，第一振蕩電路6和第二振蕩電路7分別產生連續脈沖信號V6和V7，其頻率例如為30Hz。當信號V5為低電平時，IC6和IC7被強行復位，電路6和7無輸出。這樣，脈沖信號V6和V7實際上由信號V5控制，即在治療期間，患者每呼吸一次，電路6和7就發出一個連續脈沖V6和V7。而且，通過選擇R10和C6的適當數值，使V5的方波寬度與V呼的正半周基本接近，亦即當患者吸氣時才使信號V6和V7作用于人體，從而可取得最佳治療效果。接著，信號V6和7分別加到由晶體管U2、變壓器B1、電阻R14、R30、電位器W1和二極管D7組成的第一輸出電路9以及由晶體管U3、變壓器B2、電阻R17、R31、電位器W2和二極管D8組成的第二輸出電路10，經其中的U2和U3放大后，各自輸入到B1和B2的初級繞組l1和l2，并利用B1和B2的次級繞組l3和l4的反向繞法，在兩輸出端得到相位差為180°的經升壓后的兩組脈沖信號V9和V10。電位器W1和W2用以調節V9和V10的電壓幅度，調節范圍例如為10-150V。二極管D7和D8分別用以排除與V9或V10反相的干擾波形，使輸出的脈沖波形更好。最后，信號V9和V10分別通過插口JK2加到電極11和12上。
圖4A是本發明微型阻肺康復器的信號發生器3的結構示意圖，圖4B是圖4A所示信號發生器3中壓電陶瓷片33的安裝示意圖。參見圖4A、4B，信號發生器3包括上壓板31、固定板32和壓電陶瓷片33。其中，板31和32均由絕緣材料例如酚醛材料制成，它們各有一個導電表面S和絕緣表面M，兩表面S例如采用銅箔并用連線34連接，壓電片33設置在板31M面和板32S面之間，其負極用例如焊錫焊接在板32的S面上。引出線35一根焊接在壓電片33的正極上，另一根焊接在板32的S面上，它們的另一頭通過插頭(未圖示)連接到插口JK1上。壓電片電性能參數選擇大于1V/50g或15V/500g。本信號發生器3的外部用例如棉布等軟質絕緣材料封固，使用時將信號發生器3的上壓板31面向患者腹部設置，當患者吸氣時，其腹部向上壓板31施加一個力，并通過上壓板31向壓電陶瓷片33加一個力，壓電陶瓷片33因受力而產生一個微弱電信號。板31和32的兩導電表面S的作用是用以屏蔽壓電陶瓷片33，使之免遭外界信號干擾。
圖5是本發明微型阻肺康復器的外殼側視圖，外殼背部設置一個固定夾15，用以通過該固定夾15將微型阻肺康復器扣在患者的腰帶上。
權利要求
1.一種微型阻肺康復器，包括電源；用以產生定時信號的定時電路；用以產生電脈沖信號的振蕩電路；用以對所述電脈沖信號進行升壓的輸出電路以及電極；其特征在于它還包括，用以產生與呼吸同步的微弱電信號的信號發生器，用以對所述微弱電信號進行放大、整形的同步整形電路以及用以根據所述定時電路和所述同步整形電路輸出的信號控制所述振蕩電路動作的包絡電路。
2.如權利要求1所述的微型阻肺康復器，其特征在于，所述同步整形電路包括與所述信號發生器相連接的比較放大電路以及與所述比較放大電路輸出端相連接的第一整形單穩電路。
3.如權利要求1或2所述的微型阻肺康復器，其特征在于，所述包絡電路包括與所述定時電路輸出端和所述同步整形電路輸出端相連接的與門電路以及與所述與門電路輸出端相連接的第二整形單穩電路。
4.如權利要求1所述的微型阻肺康復器，其特征在于，所述振蕩電路包括并行連接在所述包絡電路輸出端且用以分別產生兩組相同電脈沖信號的第一振蕩電路和第二振蕩電路。
5.如權利要求4所述的微型阻肺康復器，其特征在于，所述輸出電路包括分別連接在所述第一振蕩電路輸出端和第二振蕩電路輸出端，用以將所述第一振蕩電路和第二振蕩電路產生的兩組相同的電脈沖信號轉換為兩組成反相輸出的電脈沖信號的第一輸出電路和第二輸出電路。
6.如權利要求1所述的微型阻肺康復器，其特征在于，所述信號發生器包括由絕緣材料制成的上壓板和固定板以及壓電陶瓷片，所述上壓板和固定板各有一個導電表面和絕緣表面，所述壓電陶瓷片設置在所述上壓板的絕緣表面與所述固定板的導電表面之間，所述上壓板和固定板的兩導電表面用一導線相連且所述壓電陶瓷片的負極與所述固定板的導電表面相連接。
全文摘要
一種用以治療阻塞性肺病(包括慢性支氣管炎、哮喘、肺氣腫等)的微型阻肺康復器，包括電源、定時電路、信號發生器、同步整形電路、包絡電路、振蕩電路、輸出電路以及置于患者雙側胸鎖乳突肌外緣下皮膚的治療電極，通過電刺激膈神經，使膈肌有規律地收縮，從而達到幫助呼吸肌功能康復的治療目的。本微型阻肺康復器的體積小巧，輸出電極少且抗干擾能力強，故特別適合于患者在家或外出活動時隨身攜帶進行治療。
文檔編號A61N1/36GK1084089SQ9210854
公開日1994年3月23日 申請日期1992年9月2日 優先權日1992年9月2日
發明者華柏炯 申請人:華柏炯