[實(shí)用新型]振蕩式呼吸功能監(jiān)測(cè)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320641869.5
• 申請(qǐng)日: 2013-10-17
• 公開（公告）號(hào): CN203539352U
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王華
• 主分類號(hào): A61B5/085
• 分類號(hào): A61B5/085
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)海心聯(lián)合專利代理事務(wù)所(普通合伙) 44295
• 代理人: 王洪娟

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，特別涉及一種用于監(jiān)測(cè)機(jī)械通氣患者的呼吸功能的振蕩式呼吸功能監(jiān)測(cè)儀。

背景技術(shù)

持續(xù)監(jiān)測(cè)患者的呼吸功能是重癥監(jiān)護(hù)的重要內(nèi)容，有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情變化、調(diào)整呼吸機(jī)參數(shù)和評(píng)價(jià)治療的效果等。單頻強(qiáng)迫振蕩技術(shù)（Forced?oscillation?technique，F(xiàn)OT）是無創(chuàng)監(jiān)測(cè)呼吸功能的方法之一，原理是通過一個(gè)外置的振蕩發(fā)生器產(chǎn)生特定頻率和振幅的振蕩氣流，疊加在患者的呼吸氣流之上進(jìn)入肺組織，在氣道開口處測(cè)量經(jīng)肺組織吸收折射后的振蕩壓力和流量信號(hào)，利用信號(hào)時(shí)域分析技術(shù)即可計(jì)算呼吸總阻抗（impedance，Zrs），進(jìn)一步可細(xì)分為阻抗（Resistance，Rrs）和電抗（Reactance，Xrs）等，分別代表呼吸系統(tǒng)的粘性阻力和彈性阻力等。較之傳統(tǒng)的氣道阻斷技術(shù)和食道測(cè)壓等方法，單頻強(qiáng)迫振蕩具有無創(chuàng)、簡(jiǎn)便和實(shí)時(shí)的特點(diǎn)，檢測(cè)時(shí)患者無不適，無需主動(dòng)配合，結(jié)果不受呼吸肌肉活動(dòng)的影響，能持續(xù)追蹤呼吸總阻抗隨時(shí)間的變化，提供多種呼吸生理和力學(xué)參數(shù)，區(qū)分各種阻力的性質(zhì)和分布，而且振蕩設(shè)備體積小，易于與呼吸機(jī)整合，適宜在機(jī)械通氣應(yīng)用，有望成為呼吸功能監(jiān)測(cè)的替代方法。

呼吸機(jī)壓力波動(dòng)對(duì)振蕩測(cè)量的干擾較大，可導(dǎo)致振蕩泵不規(guī)則振動(dòng)，輸出的振蕩壓力和流量波形失真，影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。目前，振蕩發(fā)生器多采用聲學(xué)揚(yáng)聲器或活塞式電機(jī)作為動(dòng)力源，揚(yáng)聲器的優(yōu)勢(shì)是產(chǎn)生的頻率范圍大，可發(fā)生任意波形的信號(hào)；缺點(diǎn)是振動(dòng)膜磁懸浮系統(tǒng)具有彈性，受呼吸機(jī)壓力波動(dòng)的影響容易變形，振動(dòng)膜運(yùn)動(dòng)和驅(qū)動(dòng)電壓呈現(xiàn)非線性的關(guān)系，產(chǎn)生很大的諧波失真；其次，揚(yáng)聲器的最低頻率響應(yīng)多在20-40Hz以上，在低頻激勵(lì)信號(hào)驅(qū)動(dòng)下工作狀態(tài)不穩(wěn)定，抵抗外加壓力的能力不足，不適合在呼吸機(jī)上使用。活塞式電機(jī)由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生振蕩氣流，結(jié)構(gòu)具有剛性，推力大，能抵抗呼吸機(jī)壓力波動(dòng)的影響；缺點(diǎn)是活塞運(yùn)動(dòng)慣性較大，運(yùn)動(dòng)軌跡呈三角尖波而非平滑的正弦波，而且，輸出信號(hào)頻率與馬達(dá)速度呈正比，范圍較窄，現(xiàn)已較少使用。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了振蕩式呼吸功能監(jiān)測(cè)儀，旨在提高振蕩發(fā)生器的線性和穩(wěn)定性，解決現(xiàn)有技術(shù)中振蕩信號(hào)失真的技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種振蕩式呼吸功能監(jiān)測(cè)儀，包括包括嵌入式控制系統(tǒng)、振蕩發(fā)生器和信號(hào)采集系統(tǒng)，所述振蕩發(fā)生器和信號(hào)采集系統(tǒng)分別連接至嵌入式控制系統(tǒng)；所述振蕩發(fā)生器包括依次連接的振蕩泵、直線電機(jī)和電機(jī)伺服控制系統(tǒng)，所述的電機(jī)伺服控制系統(tǒng)與所述的嵌入式控制系統(tǒng)相連。

進(jìn)一步地，所述振蕩泵包括設(shè)有氣室的鋁合金箱，及設(shè)于氣室內(nèi)的硬質(zhì)圓盤形振動(dòng)膜，該硬質(zhì)圓盤形振動(dòng)膜使所述氣室分割為前后兩個(gè)密封氣室，且所述硬質(zhì)圓盤形振動(dòng)膜通過一連接桿與直線電機(jī)連接。

進(jìn)一步地，所述電機(jī)伺服控制系統(tǒng)包括磁編碼器、電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器和磁柵尺，所述電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器連接于與直線電機(jī)的輸入端與嵌入式控制系統(tǒng)之間，且所述電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器還經(jīng)磁編碼器與磁柵尺連接，所述磁柵尺設(shè)于直線電機(jī)輸出端的連接桿處。

進(jìn)一步地，所述的直線電機(jī)采用音圈電機(jī)，所述振蕩泵產(chǎn)生的正弦振蕩氣流的頻率范圍為0.1Hz～16Hz，振幅范圍為0.5cmH₂O～2cmH₂O。

進(jìn)一步地，所述信號(hào)采集系統(tǒng)包括流量?jī)x及壓力傳感器，分別與流量?jī)x、壓力傳感器連接的信號(hào)放大器，信號(hào)放大器還連接有信號(hào)采集器，所述信號(hào)采集器與所述的嵌入式控制系統(tǒng)連接。

進(jìn)一步地，所述嵌入式控制系統(tǒng)包括相互連接的微處理器和LCD觸摸屏。

進(jìn)一步地，所述音圈電機(jī)為VCAR0105-0164-00A型音圈電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述所述硬質(zhì)圓盤形振動(dòng)膜的周邊附著有橡膠圈。

進(jìn)一步地，所述壓力傳感器為010KDAA5型差分硅壓力傳感器，所述流量?jī)x為AWM720P1型微橋大流量傳感器。

進(jìn)一步地，所述微處理器（10）為基于ARM9S3C2440平臺(tái)的微處理器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型基于最新的數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電機(jī)制造工藝等，采用振蕩泵、音圈電機(jī)和電機(jī)伺服控制系統(tǒng)組成的振蕩發(fā)生器，提高了振蕩發(fā)生器的線性和穩(wěn)定性，大大減少了振蕩信號(hào)失真，達(dá)到在機(jī)械通氣領(lǐng)域應(yīng)用的目的。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型所述振蕩式呼吸功能監(jiān)測(cè)儀的結(jié)構(gòu)框圖。