[發(fā)明專利]治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)及其運(yùn)行方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110458230.9
• 申請(qǐng)日: 2011-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN102512759A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦華標(biāo);葛平江;鐘建;張思毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣東省人民醫(yī)院
• 主分類號(hào): A61N1/36
• 分類號(hào): A61N1/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于恢復(fù)刺激對(duì)象喉部肌肉功能的起搏器裝置及其起搏方法。

背景技術(shù)

雙側(cè)喉返神經(jīng)麻痹會(huì)導(dǎo)致患者呼吸、發(fā)聲、吞咽功能受到損害，嚴(yán)重的情況下會(huì)導(dǎo)致呼吸困難而危及生命，一直以來都沒有很好的解決方法。手術(shù)治療雖然能在一定程度上改善呼吸，保持發(fā)音，但療效尚難肯定。功能性神經(jīng)肌肉刺激在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)方面發(fā)現(xiàn)能阻止肌肉的萎縮和纖維化，恢復(fù)患者受到損害的功能，是一種有效的治療方法。

美國(guó)西北大學(xué)的Zealear和Dedo最先將功能性電刺激治療運(yùn)動(dòng)肌肉麻痹的概念引入耳鼻喉科。后來，Bergmann利用胸壁的壓力感受器產(chǎn)生的起搏電流同步觸發(fā)了功能性電刺激使聲門開大。此后，還有人嘗試使用呼吸時(shí)膈肌變化、氣管伸長(zhǎng)和氣管內(nèi)溫度變化等方法進(jìn)行觸發(fā)，但是都有其局限性。如呼吸信號(hào)不充分、非呼吸信號(hào)干擾等。

本發(fā)明由呼吸傳感器獲取呼吸波形，通過判斷呼吸波形的趨勢(shì)和檢測(cè)呼吸波形的極點(diǎn)，確定呼吸所處階段，給出相應(yīng)的刺激脈沖。因此能準(zhǔn)確跟蹤呼吸波形，產(chǎn)生脈寬、幅度可調(diào)的刺激脈沖，有效的解決了雙側(cè)喉返神經(jīng)麻痹這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決喉部肌肉麻痹而導(dǎo)致的不能正常發(fā)聲、吞咽動(dòng)作和呼吸的問題，提供治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)及其運(yùn)行方法，具體技術(shù)方案如下。

治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)，包括順次連接的呼吸傳感器、信號(hào)處理電路、微控制器、刺激脈沖產(chǎn)生電路和刺激輸出電極，電源管理電路為上述各組成部分供電；所述微控制器通過自帶ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換)采樣信號(hào)處理電路輸出信號(hào)，并通過自帶DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換)產(chǎn)生控制信號(hào)控制刺激脈沖產(chǎn)生電路；所述呼吸傳感器用來獲取呼吸信號(hào)，信號(hào)處理電路對(duì)呼吸信號(hào)進(jìn)行放大濾波處理，并將信號(hào)調(diào)整到微控制器的ADC的采樣范圍之內(nèi)，由微控制器的ADC采樣并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，形成觸發(fā)信號(hào)控制刺激脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生刺激脈沖，刺激脈沖通過刺激電極輸出。

上述的治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)中，所述刺激產(chǎn)生電路包括加法電路和恒流輸出電路；所述加法電路將微控制器的DAC輸出與微控制器的一個(gè)2.5V引腳(Vref+腳)輸出的參考電壓相加產(chǎn)生雙極性控制信號(hào)，控制恒流電路產(chǎn)生雙極性恒流刺激脈沖；刺激脈沖的脈寬通過微控制器的定時(shí)器設(shè)定，脈沖幅度通過可調(diào)電阻調(diào)節(jié)。

上述的治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)中，加法電路由第一運(yùn)算放大器A1與第一電阻R1、第二電阻R2構(gòu)成；恒流電路由第二運(yùn)算放大器放A2、第三運(yùn)算放大器A3與第三電阻R3、第四電阻R4、第六電阻R6、第七電阻R7與可調(diào)電阻R5構(gòu)成；所述第一運(yùn)算放大器A1的同相端連接微控制器的一個(gè)引腳(DAC0引腳)，第一電阻R1的一端連接微控制器的2.5V引腳(Vref+腳)，另一端連接第一運(yùn)算放大器A1的反相端和第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端連接第一運(yùn)算放大器A1的輸出端和第三電阻R3的一端；第三電阻R3的另一端連接第二運(yùn)算放大器A2的反相端和第四電阻R4一端，第四電阻R4的另一端連接可變電阻R5的一端和第二運(yùn)算放大器A2的輸出端；第二運(yùn)算放大器A2的同相端連接第六電阻R6的一端和第七電阻R7的一端；第六電阻R6的另一端接地，第七電阻R7另一端連接第三運(yùn)算放大器A3的輸出端；運(yùn)算放大器A3的同相端連接可調(diào)電阻R5的另一端，反相端連接到輸出端。

上述的治療喉部肌肉麻痹的起搏器系統(tǒng)的運(yùn)行方法，包括對(duì)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和產(chǎn)生刺激脈沖，所述對(duì)采集進(jìn)行數(shù)據(jù)處理包括如下步驟：

(1)數(shù)據(jù)采樣和存儲(chǔ)：將微控制器的ADC采樣到的數(shù)據(jù)每四個(gè)分為一組求平均后作為一個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，為前后相鄰的兩個(gè)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)之間的差值設(shè)定上限和下限，差值不在此上限和下限范圍內(nèi)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被認(rèn)為無效而丟棄，未被丟棄的數(shù)據(jù)存入一個(gè)長(zhǎng)度可變的數(shù)據(jù)隊(duì)列中；每次采樣過程更新數(shù)據(jù)隊(duì)列的最后一個(gè)數(shù)據(jù)；

(2)趨勢(shì)判斷：統(tǒng)計(jì)步驟(1)所述數(shù)據(jù)隊(duì)列中各數(shù)據(jù)間的差值經(jīng)符號(hào)函數(shù)作用后的結(jié)果，方程如下：