[發(fā)明專利]一種低頻調制的中頻電刺激的體外膈肌起搏器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711341392.8
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108042911A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 周燕斌
• 申請（專利權）人: 中山大學附屬第一醫(yī)院
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61N1/08
• 代理公司: 廣州市越秀區(qū)哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 邵穗娟;湯喜友

本發(fā)明公開了一種低頻調制的中頻電刺激的體外膈肌起搏器，其包括低頻調制電路、偏置量調整電路、電壓幅度調整電路、功率放大電路和隔離變壓器，所述低頻調制電路對低頻信號進行調制形成的模擬信號與偏置量調整電路產(chǎn)生的偏置信號進行疊加，疊加后的信號依次經(jīng)由電壓幅度調整電路對電壓幅度進行調整、功率放大電路進行功率放大后再通過隔離變壓器輸出治療信號。本發(fā)明通過低頻調制、偏置量疊加、電壓幅度調整、功率放大以及隔離變壓器使得其輸出結果隨著低頻信號的頻率和幅度的變化而變化，具有低頻、中頻電流的特點和治療作用，低頻調制的中頻電作用較深，更適合對膈神經(jīng)的刺激，特別是膈神經(jīng)離體表較深的患者。

技術領域

本發(fā)明屬于醫(yī)療器械領域，具體涉及康復醫(yī)學領域物理治療學中的低頻調制的中頻電刺激的體外膈肌起搏器。

背景技術

人體的呼吸相關肌肉主要有膈肌、肋間外肌、胸大肌、腹肌、胸鎖乳突肌等，其中膈肌和肋間外肌是最主要的吸氣肌。吸氣時，膈肌收縮，膈頂下將，胸腔增大；呼氣時，膈肌舒張，膈頂上升，胸腔縮小。膈肌是最主要的呼吸肌，在平靜呼吸時膈肌收縮的作用占通氣量的70％至80％，但膈肌耗氧量很少，一般少于整個呼吸肌群耗氧量的20％。從生理學角度看，提高膈肌功能是既經(jīng)濟又有很好效益的呼吸運動改善方式。

1967年美國的格林(Glenn)發(fā)明了植入體內的膈肌起搏器，主要用于慢性通氣功能不全，如中樞性肺泡低通氣綜合癥、腦干、脊髓等中樞性病變所致的呼吸麻痹。這種植入式的膈肌起搏器，電極埋藏在體內左右膈神經(jīng)處，按呼吸節(jié)律自動地單側或雙側從體外通過電磁耦合傳送電脈沖刺激膈神經(jīng)，達到改善呼吸功能的目的。1987年中山醫(yī)科大學的教授們發(fā)明了體外膈肌起搏器，并申請了專利。中國專利申請?zhí)朇N87208778、CN89200051、CN89220851、CN90109631、CN200720059728、CN200920053574、CN201020121786、CN201220045744、CN200420105510公開了幾種體外膈肌起搏器的實現(xiàn)方案，雖然實現(xiàn)方式有不同，但輸出的電刺激信號都是低頻電刺激信號，如：前8個專利中，儀器在治療時都是使用低頻電刺激信號，以40赫茲為最優(yōu)頻率，CN200420105510提供40赫茲和2.5赫茲+40赫茲的輸出頻率。美國格林(Glenn)發(fā)明的植入式膈肌起搏器也是以低頻輸出治療信號。

康復醫(yī)學領域物理治療學上把頻率在1000赫茲以下的脈沖電流稱作低頻電流或低頻脈沖電流。應用低頻脈沖電流作用于人體治療疾病的方法稱為低頻電療法。應用頻率1K～100K赫茲的脈沖電流治療疾病的方法稱為中頻電療法。

現(xiàn)有的中頻電療理論認為：中頻電流的頻率高于低頻電，并且是交流電，作用于人體時人體所表現(xiàn)的電學特性以及所產(chǎn)生的理化效應與低頻電明顯不同。

1.能克服組織電阻，與低頻電相比，能作用到更深的組織人體組織對不同頻率電流的電阻不同，對低頻電的電阻較高，隨著電流頻率的增高，人體的電阻逐漸下降。除了電阻特性以外，人體組織還具有電容的特性。頻率較高的電流較容易通過電容，中頻電比低頻電易于通過電容。由于人體對頻率較高交流電的電阻和容抗都較低，因此總的阻抗也小得多，所通過的電流較多。中頻電療法所應用的電流強度較大，可達0.1～0.5mA/cm2，所能達到人體組織的深度也較深。

2.雙向無電解作用：中頻電流是頻率較高的交流電，是一種正向與負向交替變化較快的電流，無正負極之分。中頻電流作用于人體時，在電流的每一個周期的正半周與負半周內人體組織內的離子都向不同的方向往返移動，因而不能移到電極下引起電解反應，電極下沒有酸堿產(chǎn)物產(chǎn)生，電極下的皮膚也不會像直流電療時那樣受到酸堿產(chǎn)物的化學刺激而破損。