变频便携式体外膈肌起搏器制造技术

变频便携式体外膈肌起搏器，由外壳、控制及输出电路、液晶显示器、薄膜按键和输出电极组成。其中控制及输出电路包括主机电路和脉冲输出电路两部分。主机电路以单片机Ｕ１为控制核心，由电容Ｃ１、Ｃ２和晶体Ｙ１构成振荡电路，由Ｒ４、Ｃ３构成上电复位电路，用ＥＥＰＲＯＭ电路存储工作参数，单片机与接插件Ｊ１连接用于参数设置，与接插件Ｊ２相连用于连接液晶显示器显示工作参数。单片机与两路脉冲输出电路相连，利用其内部的定时器产生所需要的脉冲信号，输出至脉冲输出电路，用于控制输出脉冲的强度。本体外膈肌起搏器的优点是可提供４０Ｈｚ频率和２．５Ｈｚ＋４０Ｈｚ频率两种刺激模式，能更有效地对ＣＯＰＤ呼吸肌进行康复辅助治疗；起搏频率和强度由单片机控制，提高智能化程度、体积小、方便使用。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)仪器，具体是一种变频便携式体外膈肌起搏器。
技术介绍
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是呼吸系统常见病、多发病，是老年患者死亡的主要原因之一。呼吸肌锻炼可以改善患者呼吸困难及呼吸肌疲劳，提高活动能力及生活质量。体外膈肌起搏(EDP)是一种呼吸肌锻炼较为有效的方式。现临床EDP治疗采用40Hz频率，其对轻、中度COPD呼吸肌的康复疗效较为肯定。然而，近年发现COPD在轻、中度时表现为膈肌I、II型纤维的萎缩，重度为I型纤维比例增加，功能上表现为氧化代谢增强，抗疲劳能力增加；收缩强度减小，应激能力降低。因此，40Hz不是EDP治疗COPD的最佳频率。据报道，持续性2.5Hz电刺激引起骨骼肌IIB型纤维向IIA型纤维转化，并伴有相应的MHC亚型合成的改变。根据电刺激骨骼肌适应性变化规律推测，以上方式电刺激可能导致膈肌与骨骼肌同样的变化。因此采用上述频率的EDP来刺激COPD患者的膈神经，就能达到既增强膈肌收缩强度，又增加膈肌耐力的目的，从而改善COPD患者的呼吸肌功能。因此，超低频电刺激是一种防治COPD膈肌疲劳、改善膈肌功能新的、较理想的治疗方法。现有的EDP治疗仪不具备上述功能，故其对COPD呼吸肌的康复治疗不能取得较理想的效果。另外，现有的EDP起搏器都是采用分立电路，其强度和时间的调节是采用旋钮实现，也没有刺激参数显示。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术存在的上述不足，已研制出一种变频便携式体外膈肌起搏器，提供40Hz频率和2.5Hz+40Hz频率两种刺激模式，以便更有效地对COPD呼吸肌进行康复辅助治疗；起搏频率和强度由单片机控制，提高智能化程度、减小体积、方便使用。本技术的技术方案如下本变频便携式体外膈肌起搏器由外壳、设置于外壳内的控制及输出电路、设置于外壳表面的液晶显示器、薄膜按键以及插接的输出电极组成。所述的控制及输出电路包括主机电路和脉冲输出电路两部分其中，主机电路以单片机U1为控制核心，由电容C1、C2和晶体Y1构成振荡电路，通过印制板连线分别与单片机的X1、X2连接，为单片机提供时钟；由R4、C3构成上电复位电路，与单片机U1的复位输入端相连；另有EEPROM电路U2，它通过6、5两脚与U1的10、11脚连接；单片机U1的P10-P17口与脉冲输出电路A相连，P20-P27口与脉冲输出电路B相连，脉冲输出电路A和脉冲输出电路B分别对应左右输出电极；单片机U1的P03和P04口是左右电极的输出脉冲PULSE1和PULSE2；单片机U1的P00-P02口与接插件J1连接，J1再连接按键；单片机U1通过RD、WR以及T1口分别连接接插件J2，J2连接液晶显示器。所述脉冲输出电路的PULSE端接单片机U1的脉冲输出信号，由三极管Q1、Q2、Q3构成放大电路，然后连接脉冲变压器T1的2脚，T1的5、6脚连接接插件J3，输出高压脉冲；脉冲驱动器U3的输入口IN1-IN8接单片机U1的P10-P17口(另一路脉冲输出电路接U1的P20-P27口)，其输出口O1-O8分别接不同大小的电阻R5-R12，然后共同接分压电阻R19，分压电阻R19再接三极管Q4的基极，最后由三极管Q4经电阻R16接入脉冲变压器T1的1脚，控制输出的脉冲强度。本起搏器具有如下优点1、本仪器既保留传统的40Hz频率刺激方式，又增加了2.5Hz+40Hz频率刺激模式，根据治疗的需要，通过变换频率达到最佳刺激效果，可有效增加慢性阻塞性肺疾病(COPD)疾病患者的膈肌抗疲劳能力，同时增强膈肌收缩力。2、本仪器采用单片机对起搏强度和时间的控制，智能化程度大大提高，所有参数都可以实现全数字化调节，并通过液晶显示器显示。此外，本产品具有自动记忆功能，上次开机时设置的参数在下次开机时自动执行，使用更加方便。由于单片机的软件可以随时修改，起搏参数和脉冲波形就可以根据医生的要求增加或调整，无须改动硬件就可实现产品升级。3、本仪器由于采用功能强大的单片机为控制核心，减少了外围电路，因此大大提高了可靠性，减小了体积，通过全数字化面板调节，使用非常方便。附图说明图1是变频便携式体外膈肌起搏器的外形结构示意图；图2是本起搏器的原理框图；图3是本起搏器的主机部分的电路图；图4是本起搏器的脉冲输出电路的电路图；具体实施方式参见图1，本起搏器由外壳1、集成电路、液晶显示器2和薄膜按键3以及插接的输出电极组成，4是电极插孔，5是电源插孔组成，用户可通过薄膜按键3设定起搏频率和强度，液晶显示器2显示当前工作参数，包括刺激强度、刺激模式、刺激次数/分等，其特点是智能化程度高、体积小、使用方便。其原理框图参见图2，它是采用单片机和数字显示技术，以单片机为核心，其起搏频率和强度都由单片机控制。单片机使用内置的定时器产生脉冲信号，经脉冲放大后由输出电极输出。用户可通过薄膜按键设定脉冲参数，可设置每分钟起搏次数、脉冲时间间隔和起搏强度。输出脉冲有两种一种是脉宽0.3ms，频率40HZ，脉冲数为48；另一种是脉宽0.3ms，频率40HZ，加350ms方波调制。脉冲间隔时间(即每分钟起搏次数)分20档，从2S-6S可调。起搏强度由脉冲电压决定，从70V-140V分8挡可调。起搏状态可由单片机精确控制，由液晶显示器显示当前工作参数。通过全数字化面板调节，使用非常方便，且上次设置的参数自动记忆，下次开机无需重新设置。本起搏器的控制及输出电路包括主机电路和脉冲输出电路两部分主机电路参见图3，单片机选用89C51，C1、C2和晶体Y1构成振荡电路，通过印制板连线分别与单片机的X1、X2连接，为单片机提供时钟。R4、C3是单片机的上电复位电路，与单片机U1的复位输入端相连。U2是EEPROM电路，它通过6、5两脚与U1的10、11脚连接，用于存储工作参数。单片机U1的P10-P17口与脉冲输出电路A相连，P20-P27口与脉冲输出电路B相连，脉冲输出电路A和脉冲输出电路B分别对应左右输出电极，用于控制输出脉冲的强度。单片机U1的P03和P04口是左右输出电极的输出脉冲PULSE1和PULSE2。单片机U1的P00-P02口与接插件J1连接，J1再连接按键，用于参数设置。单片机U1通过RD、WR以及T1口分别连接接插件J2，J2连接液晶显示器，可显示工作参数。单片机利用其内部的定时器产生所需要的脉冲信号，输出至脉冲输出电路。由于选用了功能强大的单片机，减少了外围电路，大大提高了可靠性。脉冲输出电路如图4，单片机的脉冲输出信号由PULSE端接入，由三极管Q1、Q2、Q3构成放大电路，然后连接脉冲变压器T1的2脚，驱动脉冲变压器T1，T1的5、6脚连接接插件J3，输出高压脉冲。脉冲驱动器U3的输入口IN1-IN8接单片机U1的P10-P17口(另一路脉冲输出电路接U1的P20-P27口)，其输出口O1-O8分别接不同大小的电阻R5-R12，然后共同接分压电阻R19，分压电阻R19再接三极管Q4的基极，最后由三极管Q4经电阻R16接入脉冲变压器T1的1脚。通过U3控制选通不同大小的电阻，与R19分压后控制三极管Q4的基极电压，从而控制脉冲变压器T1的初级电压，达到控制输出脉冲强度的目的。本起搏器的主要适用范围①COPD患本文档来自技高网...

【技术保护点】
变频便携式体外膈肌起搏器，由外壳、设置于外壳内的控制及输出电路、设置于外壳表面的液晶显示器、薄膜按键以及插接的输出电极组成，其特征在于：控制及输出电路包括主机电路和脉冲输出电路两部分；　　　　主机电路以单片机Ｕ１为控制核心，由电容Ｃ１、Ｃ２和晶体Ｙ１构成振荡电路，通过印制板连线分别与单片机的Ｘ１、Ｘ２口连接，为单片机提供时钟；由Ｒ４、Ｃ３构成上电复位电路，与单片机Ｕ１的复位输入端相连；另有ＥＥＰＲＯＭ电路Ｕ２，它通过６、５两脚与Ｕ１的１０、１１脚连接；单片机Ｕ１的Ｐ１０－Ｐ１７口与脉冲输出电路Ａ相连，Ｐ２０－Ｐ２７口与脉冲输出电路Ｂ相连，脉冲输出电路Ａ和脉冲输出电路Ｂ分别对应左右输出电极；单片机Ｕ１的Ｐ０３和Ｐ０４口是左右输出电极的输出脉冲ＰＵＬＳＥ１和ＰＵＬＳＥ２；单片机Ｕ１的Ｐ００－Ｐ０２口与接插件Ｊ１连接，Ｊ１再连接薄膜按键；单片机Ｕ１通过ＲＤ、ＷＲ以及Ｔ１口分别连接接插件Ｊ２，Ｊ２连接液晶显示器；　　　　脉冲输出电路的ＰＵＬＳＥ端接单片机Ｕ１的脉冲输出信号，由三极管Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３构成放大电路，然后连接脉冲变压器Ｔ１的２脚，Ｔ１的５、６脚连接接插件Ｊ３，输出高压脉冲；脉冲驱动器Ｕ３的输入口ＩＮ１－ＩＮ８接单片机Ｕ１的Ｐ１０－Ｐ１７口，另一路脉冲输出电路接Ｕ１的Ｐ２０－Ｐ２７口，其输出口Ｏ１－Ｏ８分别接不同大小的电阻Ｒ５－Ｒ１２，然后共同接分压电阻Ｒ１９，分压电阻Ｒ１９再接三极管Ｑ４的基极，最后由三极管Ｑ４经电阻Ｒ１６接入脉冲变压器Ｔ１的１脚，控制输出的脉冲强度。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚，孙力军，张雎阳，杨和平，季万涛，蒲晓允，李香彭，李军梅，
申请(专利权)人：中国人民解放军第三军医大学第一附属医院，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]