新型呼吸阻塞部位检测仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种新型呼吸阻塞部位检测仪，其主要技术特点是：在机壳上设有三个导联接口并通过导联线与胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极相连接；检测电路包括中央处理器模块、刺激电路模块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块和输出模块，中央处理器模块依次与刺激电路模块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块相连接，该数字处理模块的输出端与中央处理器模块相连接，该中央处理器模块与输出模块相连接将检测结果进行输出。本实用新型通过胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极分别对胸部、鼻-颈后部和咽喉部进行检测，可以对患者的阻塞部位进行判断，确定呼吸阻塞的病变位置，帮助医生有针对性地进行治疗。
【专利说明】新型呼吸阻塞部位检测仪
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于医疗器械【技术领域】，尤其是一种新型呼吸阻塞部位检测仪。
【背景技术】
[0002] 呼吸暂停综合征是危及人类正常生命活动的疾病之一，通常发生于夜间睡眠过 程中。呼吸暂停综合症患者的症状为：白日困倦、头痛、打鼾、高血压和心脏病等，严重的甚 至会引起猝死、诱发心脏病和高血压等疾病，并导致忧郁、脑供氧不足而使患者痴呆。
[0003] 目前，国际上认同的睡眠呼吸暂停综合征诊断标准是指成人在7小时的睡眠时间 内至少有30次呼吸暂停且每次呼吸暂停时间至少10秒以上或者睡眠呼吸暂停。低通气指 数是指平均每小时睡眠中呼吸暂停与低通气的次数之和大于5,呼吸暂停是指睡眠过程中 口鼻气流停止> 10秒，低通气是指吸气流强度低于正常的50%以上并伴有血氧饱和度下 降4%以上。睡眠呼吸暂停综合症有三种类型：一类是阻塞型呼吸暂停，一类是中枢型呼吸 暂停，还有一类是混合型呼吸暂停。阻塞型呼吸暂停是指气道阻塞而呼吸肌用力仍然存在； 中枢型呼吸暂停是指呼吸气流消失，呼吸运动也停止，而上呼吸道不产生阻塞；如果患者呼 吸暂停中既存在呼吸运动停止，又出现气道阻塞则诊断为混合型呼吸暂停，这一类呼吸暂 停可能是气道阻塞先于呼吸用力的停止，也可能是呼吸运动停止后接着出现阻塞。
[0004] 呼吸暂停的发病率一般认为男性大于女性，老年人及婴儿多于中青年，大约有 18 %?41 %的健康状况良好的老年人睡眠中会出现睡眠呼吸暂停。但是，近年来，随着我国 经济实力的发展，中青年的生活，经济，心理压力逐年增大，压力过高同样会引发呼吸暂停， 最直接的表现就是睡眠打鼾的人数逐年递增，而人们也开始逐渐意识到它的危害性，但是 少有人进入医院进行专业检查。究其原因，除了人们的自我防护意识仍然比较淡薄之外，睡 眠呼吸监测的费用过高也是重要原因。
[0005] 现在的呼吸睡眠监护通常使用多导睡眠监护仪，该类仪器体积大而且只能判断呼 吸暂停的类型，却不能确定呼吸暂停引发的病灶的部位，同时，只能在检测到呼吸暂停出现 时，再快速对病人进行CT扫描，或者核磁扫描。上述设备的缺点是：⑴呼吸暂停一般时间较 短，一般一次发生持续时间在一分钟之内，而呼吸监测设备的检测到暂停之后再经过拆除 设备，将病人送至CT或核磁室进行扫描，这个过程一般已经错过了该次呼吸暂停，并且病 人很容易在这一过程中清醒而呼吸恢复正常；⑵呼吸暂停并非一个瞬间的过程，它是一个 循序渐进的过程，对于阻塞型的呼吸暂停患者，阻塞部位是逐步闭合的，而CT或核磁，提供 的仅仅是某一时刻的气道状况，并不能反映动态的闭合；⑶CT对人体有损，而核磁又无法 便携化，因此难以做到长时间多次扫描，而且扫描成本很高；⑷采用多导睡眠监护仪、CT或 核磁，均需要专业人士进行分别操作，并且需要长期蹲守，造成了人力资源的浪费，同时也 加大了检查的难度。
[0006] 综上所述，现有技术只能判断呼吸暂停的类型，或者判断呼吸阻塞状态的有无，却 不能有效地细分病灶发生的部位。
【发明内容】
[0007] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新型呼吸阻塞部位检测 仪，解决了现有设备不能对睡眠呼吸暂停阻塞部位进行确定的问题。
[0008] 本实用新型解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：
[0009] 一种新型呼吸阻塞部位检测仪，包括机壳及其内部的检测电路，在机壳上设有三 个导联接口并检测电路相连接，三个导联接口分别通过导联线与胸部电极、鼻-颈后部电 极和咽喉部电极相连接；所述的检测电路包括中央处理器模块、刺激电路模块、人体电极、 前级检测电路模块、数字处理模块和输出模块，所述的中央处理器模块依次与刺激电路模 块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块相连接，该数字处理模块的输出端与中央 处理器模块相连接，该中央处理器模块与输出模块相连接将检测结果进行输出。
[0010] 而且，所述的刺激电路包括正弦波发生器、方波谐振器、电压-电流转换模块、分 路开关模块，正弦波发生器、电压-电流转换模块、分路开关模块依次相连接，所述的正弦 波发生器与电压-电流转换模块相连接控制输出恒流电源到分路开关模块上，所述的方 波谐振器与分路开关模块相连接并分时控制恒流源与各通道人体电极接通。
[0011] 而且，所述的前级检测电路模块包括依次相连接的前级放大器、检波电路、低频放 大器、低通电路、输出电路。
[0012] 而且，所述的前级放大器为可调放大器，其放大倍数为50?500,步进为50,阻带 截止频率为100Hz ;所述的低频放大器为可调放大器，其放大倍数为100?1000,步进为 100,通带截止频率为50KHZ。
[0013] 而且，所述的输出模块包括存储模块、显示屏和蜂鸣器，通过存储模块进行数据存 储，通过显示屏显示输出结果，通过蜂鸣器发出报警声音。
[0014] 而且，所述的输出模块还包括打印模块和USB模块，该打印模块与机壳上的打印 接口相连接，该USB模块与机壳上的USB接口相连接。
[0015] 而且，每条导联线包括四根导线，两根导线连接电源电极，另外两根导线连接测量 电极。
[0016] 而且，所述的胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极均为贴片式电极。
[0017] 本实用新型的优点和积极效果是：
[0018] 1、本实用新型通过胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极分别对胸部、鼻-颈后 部和咽喉部进行检测，不仅可以判定患者是否患有呼吸阻塞综合症，同时还可以对患者的 阻塞部位进行判断，确定呼吸阻塞的病变位置，帮助医生有针对性地进行治疗。
[0019] 2、本实用新型的胸部电极、鼻-颈后部电极、咽喉部电极均采用贴片式电极，减少 了现有的胸腹部缠绕带子进行检测给患者造成的痛苦和不适。
[0020] 3、本实用新型设计合理，结构简单，对人体伤害较小，成功率较高。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为本实用新型的机壳前面板示意图；
[0022] 图2是本实用新型的机壳后面板示意图；
[0023] 图3是本实用新型的导联线结构示意图；
[0024] 图4是本实用新型的检测电路的方框图；
[0025] 图5是刺激电路模块、人体电极及前级检测电路模块的方框图；
[0026] 图6是本实用新型的胸部电极的安放位置示意图；
[0027] 图7是本实用新型的鼻-颈后部电极的安放位置示意图；
[0028] 图8是本实用新型的咽喉部电极的安放位置示意图；
[0029] 图9是本实用新型的阻塞型呼吸暂停的特征波形图；
[0030] 图10是本实用新型的中枢型呼吸暂停的特征波形图；
[0031] 图11是本实用新型的混合型呼吸暂停的特征波形图。
【具体实施方式】
[0032] 以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述。
[0033] 一种新型呼吸阻塞部位检测仪，包括机壳1及安装在机壳内的检测电路。如图1所 示，在机壳前面板上设有显示屏2、电源开关3、电源指示灯4、蜂鸣器5、三个导联接口 6、7、 8并与机壳内的检测电路相连接；如图2所示，在机壳的后面板上设有USB接口 9、打印机接 口 10和电源插孔11并与机壳内的检测电路相连接。所述的电源插孔用于接入外部电源， 所述的指示灯用于指示检测电路的工作状态，在三个导联接口连接导联线后便可进行检测 工作，当检测到有阻塞发生时，通过蜂鸣器会发出声音警报。
[0034] 本呼吸阻塞部位检测仪采用三通道电极进行检测，通过对不同部位进行阻抗检 测，阻抗波异常过小的部位即是阻塞部位，从而判断呼吸阻塞的病变部位。三条通道分别 是：胸部阻抗通道用以反映胸部呼吸运动与呼吸暂停的有无；鼻-颈后部通道用以反映上 呼吸道中鼻咽部及口腔内组织的运动状况与确定是否存在阻塞及大致的阻塞定位；咽喉部 通道用以反映咽喉部呼吸运动与咽喉部是否形成阻塞的情况。三通道分别对应三组电极： 胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极，上述电极均采用贴片式电极。三条通道分别通过 导联线与三组电极相连接，导联线的结构图3所示，每条导联线的一端（A端）连接到机壳 上的导联线接口上并与机壳内的检测电路相连接，导联线的另一端（B端）连接测量电极， 每条导联线内包括四根导线，其中，两根导线（如虚线所示）连接电源电极，另两根（如实 线所示）连接测量电极。
[0035] 如图4所示，机壳内的检测电路包括中央处理器模块、刺激电路模块、人体电极、 前级检测电路模块、数字处理模块和输出模块，所述的中央处理器模块依次与刺激电路模 块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块相连接，数字处理模块的输出端与中央处 理器模块相连接，中央处理器模块与输出模块相连接将检测结果进行输出。人体电极包括 胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极。中央处理器模块控制刺激电路模块发出电源信 号传送到人体的电源电极上，信号为强度0. 1mA的直流信号，经过人体后通过测量电极输 出到前级检测电路模块上，由前级检测电路对信号进行放大和滤波处理，然后进入数字处 理模块将模拟信号进行数字信号转换并被送入中央处理器模块，中央处理器模块进行分析 处理后，通过输出模块进行输出，用于医生进一步诊断。输出模块包括报警模块、存储模块、 显示模块、打印模块和USB模块，报警模块与机壳上的蜂鸣器相连接，显示模块与机壳上的 显示屏相连接，打印模块与机壳上的打印接口相连接，该USB模块与机壳上的USB接口相连 接。需要强调的是，中央处理器模块所包括的控制及处理软件均采用常规技术手段即可实 现，上述软件并非本实用新型改进的内容。
[0036] 所述的刺激电路模块、人体电极和前级检测电路如图5所示，其中，刺激电路包括 正弦波发生器、方波谐振器、电压-电流转换模块、分路开关模块，正弦波发生器、电压-电 流转换模块、分路开关模块依次相连接，所述的正弦波发生器与电压-电流转换模块相连 接控制输出恒流电源到分路开关模块上，所述的方波谐振器与分路开关模块相连接，刺激 电路模块使用同一个恒流源，通过方波谐振器分时控制恒流源与各通道人体电极接通。正 弦波发生器、方波谐振器均是在中央处理器模块的控制下工作，为了消除人体的电滞留效 应，中央处理器模块在一个通道电极撤除和另一个通道电极接通之间插入了 l〇us的时间 间隔。实际设计的恒流源频率为125KHz，控制电子开关的方波频率为8KHz。
[0037] 所述的前级检测电路模块包括依次相连接的前级放大器、检波电路、低频放大器、 低通电路、输出电路。人体电极输出的测量信号进行前级放大器，经过前级放大器内的高输 入阻抗的差动放大电路后进行前级放大，然后信号经过高频变压器进入检波电路，在本实 施例中，前级放大器为可调放大器，其放大倍数为50?500,步进为50,进行阻带截止频率 为100Hz的高通滤波。检波电路将解调后的慢波信号送入低频放大器放大，经低通电路滤 波处理后经输出电路输出低频信号，在本实施例中，低频放大器采用可调放大器，其放大 倍数为100?1000,步进为100,低通放大器的通带截止频率为50KHz。
[0038] 所述的数字处理模块由A/D模块和数字滤波模块连接构成，前级检测电路模块输 出的模拟信号经A/D模块转换为数字信号经数字滤波模块处理后传送给中央处理器模块， 由中央处理器模块完成数据采集、数据处理、呼吸暂停有无判断、波形显示等功能（中央处 理器模块上述处理功能采用常规软件即可实现，内置的处理软件并非本实用新型改进的内 容）。模拟信号传送至A/D转换电路后，由中央处理器模块控制进行三通道的轮流采样，采 样值由中央处理器模块运算处理，进行阻塞有无发生以及阻塞类型的判断，当发生阻塞时 及时报警，同时，处理结果可以通过存储器进行储存、或通过显示屏显示、或者通过打印机 打印，或者通过USB接口传输给其他设备。
[0039] 胸部电极的安装位置如图6所示，在实际的人体测量中，电极设置位置要考虑两 个要求：一是电极固定后不会因为受试者睡眠过程中的身体运动使电极脱落；二是必须充 分地反映被测区域阻抗场的变化情况，而尽量减少运动伪迹的影响。考虑到以上两个因素， 我们并没有采用透胸式电极进行阻抗检测，而是贴片式电极：图中①号电极为刺激电极的 负极，④号电极为刺激电极的正极，②③号电极为测量电极。胸部通道根据模拟实验的结果 及实际测量的验证，以电源电极相距8?lOcrn，测量电极间距6?8cm为佳，适当摆放位置 为右胸部第五、六肋间。在接通电源后，①和④号电极之间会形成一个电场，用②③号电极 为测量电极检测②③之间的电位差，即可获得该区域的阻抗情况。
[0040] 鼻-颈后部电极的安装位置如图7所示，该电极采用同芯圆电极，外环为电源电 极，芯电极为测量电极。⑤号电极为鼻部电极置于鼻腔一侧，⑥号电极为颈部电极置于第七 颈椎棘突上方3?5cm处。
[0041] 咽喉部电极的安装位置如图8所示，咽喉部的测量电极和电源电极（⑦号电极、⑧ 号电极、⑨号电极和⑩号电极）分别安装在甲状软骨对称的两侧相距3?4cm，两个电源电 极相距5?6cm。为了提高对咽喉部生理现象检测的灵敏度，电极的摆放应紧靠喉结的下 方。
[0042] 在上述三个检测通道的电极设置上，充分考虑了受试者是否容易接受的问题。实 际上无论是胸部，鼻部还是咽喉部都最大程度地减少了受试者的不适感，而且不会影响到 受试者的正常呼吸状态。
[0043] 在安放好电极位置后，进行呼吸阻塞部位检测，判别呼吸暂停类型的具体使用中， 本实用新型使用下表作为判别依据：
[0044]
【权利要求】
1. 一种新型呼吸阻塞部位检测仪，包括机壳及其内部的检测电路，其特征在于：在机 壳上设有三个导联接口并检测电路相连接，三个导联接口分别通过导联线与胸部电极、 鼻-颈后部电极和咽喉部电极相连接；所述的检测电路包括中央处理器模块、刺激电路模 块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块和输出模块，所述的中央处理器模块依次 与刺激电路模块、人体电极、前级检测电路模块、数字处理模块相连接，该数字处理模块的 输出端与中央处理器模块相连接，该中央处理器模块与输出模块相连接将检测结果进行输 出。
2. 根据权利要求1所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的刺激电路 包括正弦波发生器、方波谐振器、电压-电流转换模块、分路开关模块，正弦波发生器、电 压-电流转换模块、分路开关模块依次相连接，所述的正弦波发生器与电压-电流转换模块 相连接控制输出恒流电源到分路开关模块上，所述的方波谐振器与分路开关模块相连接并 分时控制恒流源与各通道人体电极接通。
3. 根据权利要求1所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的前级检测电 路模块包括依次相连接的前级放大器、检波电路、低频放大器、低通电路、输出电路。
4. 根据权利要求3所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的前级放大 器为可调放大器，其放大倍数为50?500,步进为50,高通阻带截止频率为100Hz ;所述的 低频放大器为可调放大器，其放大倍数为100?1000,步进为100,低通通带截止频率为 50KHz〇
5. 根据权利要求1所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的输出模块包 括存储模块、显示屏和蜂鸣器，通过存储模块进行数据存储，通过显示屏显示输出结果，通 过蜂鸣器发出报警声音。
6. 根据权利要求5所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的输出模块还 包括打印模块和USB模块，该打印模块与机壳上的打印接口相连接，该USB模块与机壳上的 USB接口相连接。
7. 根据权利要求1至6任一项所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：每条导 联线包括四根导线，两根导线连接电源电极，另外两根导线连接测量电极。
8. 根据权利要求1至6任一项所述的新型呼吸阻塞部位检测仪，其特征在于：所述的 胸部电极、鼻-颈后部电极和咽喉部电极均为贴片式电极。
【文档编号】A61B5/085GK203873757SQ201420247257
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】徐圣普, 徐晗辉, 谢小波, 胡勇, 崔红岩, 冯莉, 蒲江波 申请人:中国医学科学院生物医学工程研究所