專利名稱：具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)。
背景技術：
胸部物理療法具有很長的臨床應用史，非常有效，是各國改善呼吸道粘液清理功能的標準醫(yī)學方法之一。胸部物理療法的種類包括:人工叩背排痰，體外振動機排痰，都存在著較多的問題。近年國外也在研發(fā)、改進背心式空氣脈沖排痰機。氣壓脈沖機向固定于背心前面的兩個氣囊反復充氣放氣，每次加壓將迫使氣流快速穿越肺葉，推動分泌堆積物從肺壁上脫落，并向口腔移動；到達口腔后，通過正?？人曰蜇搲何稻涂梢耘懦?。其全自動化操作，標準參數(shù)設置，基本克服了前兩種方法的弊端。新的問題:固定的兩點式前胸壁脈沖無法拍打胸廓側面和背面，對部分病人排痰效果不佳；治療參數(shù)設定后完全按標準執(zhí)行治療程序，即使已經(jīng)誘發(fā)病人咳嗽，仍不中斷治療，可能產(chǎn)生長時間連續(xù)咳嗽，導致消耗大量體力和過度換氣等危險。針對上述問題一種新型的《智能型全胸腔高頻振蕩排痰機》被研制，具體內(nèi)容如下:如圖1所示的智能型全胸腔高頻振蕩排痰機，包括軟管1、咳嗽感應器3、導線4、箱體6、蓋板7、壓力背心8、頻率輸入端22、氣壓輸入端23、電控開關26、定時輸入端30 ;軟管I連接壓力背心8與箱體6中的空氣振蕩機9，壓力傳感器2安裝于導線4 一端，導線4的另一端與空氣振蕩機9連接；頻率輸入端22、氣壓輸入端23、電控開關26、定時輸入端30分別安裝在蓋板7上。如圖2 圖3所示的壓力背心8，包括金屬彈簧圈10、橫向隔膜11、縱向隔膜12、表皮13、粘扣14所構成，縱向隔膜12上端與表皮13連接，縱向隔膜12將表皮13內(nèi)的空間分割成縱向氣室25，表皮13內(nèi)部下端安裝有金屬彈簧圈10，在金屬彈簧圈10上方安裝橫向隔膜11 ，橫向隔膜11中間留有氣孔24，在表皮13左右兩側安裝有粘扣14。如圖4所示，空氣振蕩機9由頻率電壓轉換電路15、脈沖調(diào)節(jié)器16、氣壓脈沖調(diào)節(jié)器17、氣壓檢測電路18、功率放大器19、電動機20、氣壓補償機21所構成；壓力傳感器2檢測到壓力信號并將輸入到頻率電壓轉換電路15中，轉換后的信號送入脈沖調(diào)節(jié)器16，調(diào)節(jié)后送入電動機20 ;同時壓力傳感器2還作為氣壓檢測電路18的輸入端與氣壓檢測電路18連接，氣壓檢測電路18中產(chǎn)生的信號送入氣壓脈沖調(diào)節(jié)器17，經(jīng)分析調(diào)節(jié)后將信號送入氣壓補償機21中，氣壓補償機21與電動機20相連，電動機20的輸出端與軟管I相連；咳嗽感應器3作為輸入端與功率放大器19相連,放大后的信號與電控開關26相連；定時輸入端30連接定時裝置29，定時裝置29的輸出端與電動機20相連。供電裝置5采用220V交流電；縱向隔膜12與橫向隔膜11將表皮13內(nèi)部分隔成14個縱向氣室25 ；采用智能型全胸腔高頻振蕩排痰機的排痰方法:a、通過粘扣14將壓力背心8固定在人體胸腔28上；b、根據(jù)用戶情況，調(diào)節(jié)蓋板7上的頻率輸入端22、氣壓輸入端23和定時輸入端30后，打開電控開關26 ；
C、使得電動機20按照預設值向壓力背心8輸送空氣；d、輸入空氣使得壓力背心8膨脹，對人體胸腔28進行按摩，與此同時，壓力傳感器2檢測壓力背心8對人體胸腔28的壓力信號；e、檢測到的壓力信號與預設值對比后，送入氣壓脈沖調(diào)節(jié)器17與脈沖調(diào)節(jié)器16調(diào)節(jié)；f、調(diào)節(jié)后的信號送入電動機20與氣壓補償機21中，使得電動機20按照調(diào)整后的信號向壓力背心8送氣；e、在咳嗽感應器3檢測到胸腔振動次數(shù)> 3次/ 10秒的時候或按摩時間達到定時器預定后停止送氣，反之繼續(xù)送氣。在使用時，先將壓力背心8圍在人體胸腔28上，通過粘扣14固定使壓力背心8與人體胸腔貼緊，根據(jù)使用者的不同情況，調(diào)節(jié)頻率輸入端22、氣壓輸入端23、定時輸入端30，調(diào)節(jié)適當后打開電控開關26，使得電動機20按照所設定值，通過軟管I向壓力背心8內(nèi)周期性的輸送空氣，與此同時，壓力傳感器2與咳嗽感應器3對系統(tǒng)進行實時監(jiān)控:I)當壓力傳感器2檢測 到壓力背心8的壓力與預設定的壓力不符合的時候，壓力傳感器2向頻率電壓轉換電路15發(fā)出信號，使得頻率電壓轉換電路15向脈沖調(diào)節(jié)器16輸送信號，脈沖調(diào)節(jié)器16再做適當調(diào)節(jié)后，控制電動機20向與軟管I相連的壓力背心8輸送空氣，待壓力傳感器2檢測到壓力信號與預設值相符合的時候，脈沖調(diào)節(jié)器16停止調(diào)節(jié)，電動機20保持當前狀態(tài)向軟管I輸送空氣；2)當壓力傳感器2檢測到縱向氣室25內(nèi)部的峰值氣壓與氣壓檢測電路18上的預設值不符時，氣壓檢測電路18向氣壓脈沖調(diào)節(jié)器17輸送信號，調(diào)節(jié)后的信號送入氣壓補償機21中,利用氣壓補償機21傳輸給電動機20 —定量的空氣,補充輸入軟管I中；3)當咳嗽感應器3檢測到使用者咳嗽信息，即當發(fā)生連續(xù)咳嗽(彡3次/10秒)時，咳嗽感應器3將信號送入功率放大器19，處理后的信號控制電控開關26，進行斷電控制，使得電動機20停止向壓力背心8輸送空氣。壓力背心8在接收到電動機20送入的空氣時，空氣通過首先充滿金屬彈簧圈10，同時部分氣流通過氣孔24流入縱向氣室25，隨著電動機20輸送氣流的改變，在縱向氣室25內(nèi)的空氣將不同程度的從氣孔27排出壓力背心8，通過不斷的更換縱向氣室25內(nèi)的空氣，達到對胸腔按摩的效果。上述方案很好的解決了以往的問題，但是由頻率電壓轉換電路15、脈沖調(diào)節(jié)器16、氣壓脈沖調(diào)節(jié)器17、氣壓檢測電路18、功率放大器19、電動機20和氣壓補償機21所構成的空氣振蕩機9控制相對比較復雜，另外氣壓補償機21也為電機來完成，整個系統(tǒng)反應相對比較緩慢，比較費電。排痰過程中也需要患者或陪護人員在旁守護，所以一種新型的空氣振蕩裝置需要被研制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題的提出，而研制的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，包括:咳嗽感應器、頻率輸入端、氣壓輸入端、電控開關、定時輸入端、壓力背心、空氣振蕩機和風機；所述空氣振蕩機包括:不銹鋼扎帶II，鐵質(zhì)拍板，箱體座，電磁鐵和固定螺栓；
所述電磁鐵固定在箱體座中間的容納腔內(nèi)；鐵質(zhì)拍板通過不銹鋼扎帶II固定在箱體座上,鐵質(zhì)拍板和容納腔形成一個密封空間，并且鐵質(zhì)拍板的形變區(qū)的位置同電磁鐵的位置相對應；所述箱體座的容納腔位置開有進風口和送風口，所述進風口同風機相連接，所述送風口通過軟管同壓力背心相連接。所述鐵質(zhì)拍板的外部套有橡膠氣囊，所述橡膠氣囊通過不銹鋼扎帶I固定在箱體座上。還具有:事先存儲有多套包含排痰機開啟和停止時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的排痰方案的存儲單元；連接存儲單元，根據(jù)需要選擇特定排痰方案；或直接控制排痰機開啟和停止時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的控制單元；與所述控制單元相連接，執(zhí)行選定的排痰方案，控制片排痰機的開啟和停止、控制排痰過程中排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的中央處理單元。還具有:與存儲單元相連接，輸入新的排痰方案；編輯原有的排痰方案；將特定的排痰方案設為默認排痰方案的輸入編輯單元。還具有顯示單元:顯示當前排痰機執(zhí)行的排痰方案、本次排痰時間剩余、下次排痰時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的信息。還具有:學習記錄單元，記錄一天的排痰過程，存儲為一個新的排痰方案。具有生物電檢測單 元，具有:采集生物電信號的電極；與所述電極連接，接收所述電極采集的生物電信號，進行過壓包含和濾波的輸入保護電路；與所述輸入保護電路相連接的共模驅動的并聯(lián)差動放大器；與所述并聯(lián)差動放大器連接，將模擬的生物電信號轉換成數(shù)字信號的2- A型模數(shù)轉換器；對經(jīng)過所述2- A型模數(shù)轉換器處理的數(shù)字信號，進行分析的CPU微處理單元。所述并聯(lián)差動放大器和2 - A型模數(shù)轉換器之間設有右腿驅動電路。所述并聯(lián)差動放大器由運算放大器Al和A2構成，兩個相同阻值的電阻RI和R2以及運算放大器A3組成共模信號提取驅動電路，共模信號提取驅動電路的輸出信號輸出至所述右腿驅動電路。所述微處理器CPU連接有藍牙模塊，將分析得到的生物電信號通過藍牙模塊輸出。本發(fā)明的優(yōu)點是顯而易見的:通過電磁鐵吸附鐵質(zhì)拍板進行空氣擠壓，從而產(chǎn)生振動氣流，通過氣囊背心作用于患者胸腔使患者胸腔產(chǎn)生振動，輔助患者排痰。由于電磁鐵控制具有及時、穩(wěn)定且耗能少等特點，因此采用電磁鐵作為振動氣流產(chǎn)生的動力排痰機也具有如上特點。另外，具有事先存儲的排痰工作方案，操作方便，可以依照該排痰機具有使用簡單，成本低廉適于在新型排痰機使用領域廣泛推廣。


為了更清楚的說明本發(fā)明的實施例或現(xiàn)有技術的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有改進的排痰機的硬件結構示意圖；圖2為現(xiàn)有改進的排痰機的壓力背心的結構圖；圖3為現(xiàn)有改進的排痰機的壓力背心的工作原理圖；圖4為現(xiàn)有改進的排痰機的空氣振蕩機電路框圖；圖5為本發(fā)明所述排痰機的空氣振蕩機的結構示意圖；圖6為本發(fā)明所述排痰機的空氣振蕩機組裝后的結構示意圖；圖7為本發(fā)明所述排痰機的空氣振蕩機的實施效果圖；圖8為本發(fā)明的電控部分的結構框9為本發(fā)明的生物電檢測單元的電路結構圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。如圖5至圖7所示的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，包括:咳嗽感應器、頻率輸入端、氣壓 輸入端、電控開關、定時輸入端、壓力背心80、空氣振蕩機90和風機70 ;所述空氣振蕩機90包括:不銹鋼扎帶II 903，鐵質(zhì)拍板904，箱體座905，電磁鐵906和固定螺栓907 ;所述電磁鐵906通過固定螺栓907固定在箱體座905中間的容納腔B內(nèi)；鐵質(zhì)拍板904通過不銹鋼扎帶II 903固定在箱體座905上，鐵質(zhì)拍板904和容納腔形成一個密封空間，并且鐵質(zhì)拍板904的形變區(qū)A的位置同電磁鐵906的位置相對應，便于電磁鐵產(chǎn)生的磁力后,作用于拍板上,對鐵質(zhì)拍板904和容納腔內(nèi)的空氣進行壓縮，從而產(chǎn)生振動氣流；如同5所示鐵質(zhì)拍板904呈對稱設置，安裝在容納腔B的兩側，相應的電磁鐵906采用的是通電后左右都具有吸附力的電磁鐵，電磁鐵通電后其左右兩端同時吸附安裝在兩側的鐵質(zhì)拍板904，對容納腔B內(nèi)的空氣進行擠壓。所述箱體座905的容納腔位置開有進風口908和送風口 909，所述進風口 908同風機70相連接，所述送風口 909通過軟管同壓力背心80相連接。所述鐵質(zhì)拍板904的外部套有橡膠氣囊902，所述橡膠氣囊902通過不銹鋼扎帶I 901固定在箱體座905上。該排痰機是利用電磁鐵產(chǎn)生的磁力，作用于兩側拍板壓縮空氣，從而產(chǎn)生振動氣流。工作特性，即工作的一個周期是:1、電磁鐵得電，產(chǎn)生磁場，吸引拍板，拍板由平衡位置向電磁鐵方向運動，從而將腔室內(nèi)的氣體壓縮并排出；2、電磁鐵斷電，磁場消失，拍板失去引力回到平衡位置，使腔室空間釋放并將氣體吸入。利用這一工作特性，使空氣振蕩，通過氣囊背心作用于患者胸腔使患者胸腔產(chǎn)生振動，輔助患者排痰。如圖8所示:包括存儲單元601:事先根據(jù)醫(yī)師護士的臨床經(jīng)驗，預先編制多個排痰方案，存儲在存儲單元601中。排痰方案包括:一天內(nèi)針對某個病人的排痰次數(shù)、每次排痰的開始時間和結束時間，排痰機的擠壓力度和擠壓動作的間隔。使用中央處理單元602，執(zhí)行選定的排痰方案，控制所述電磁鐵906的開關，完成壓力背心80的壓縮節(jié)奏與力度，協(xié)助患者排痰。使用前，使用相應的控制單元603選擇合適的排痰方案。當病人繼續(xù)排痰時，也可以通過控制單元603直接啟動排痰機；在需要臨時停止時，也可以通過控制單元603直接控制排痰機停止或暫停工作。盡管事先根據(jù)醫(yī)師的經(jīng)驗，存儲了多個排痰方案，也會發(fā)生方案不適合特定病患的情況，進一步的，還設有輸入編輯單元604，可根據(jù)患者的實際情況，輸入一個全新的排痰方案。進一步的，還設有記錄單元606，可以記錄一天或幾天之內(nèi)的排痰機的工作狀況，包括特定一天中，排痰機的運行次數(shù)，開始和停止運行的時間，壓力背心擠壓力度和頻度等信息，生成一個新的排痰方案，極大的方便了患者的實用。優(yōu)選的，本系統(tǒng)還設有顯示單元605，顯示當前排痰系統(tǒng)執(zhí)行的排痰方案、本次排痰時間剩余、下次排痰時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的信息，已經(jīng)日期，時間等相關的必要信息。如圖9所示:為了能夠對使用者的生理狀況有一個直觀的認識，本發(fā)明還具有生物電檢測單元800，主要包括如下部件:用于采集生物電信號的電極801。與所述電極801連接，用于接收所述電極801采集的生物電信號，進行過壓保護和濾波的輸入保護電路803。與所述輸入保護電路相連接的共模驅動的并聯(lián)差動放大器804。與所述并聯(lián)差動放大器804連接，將模擬的生物電信號轉換成數(shù)字信號的2- A型模數(shù)轉換器805 ;對經(jīng)過所述2- A型模數(shù)轉換器805處理的數(shù)字信號，進行分析的CPU微處理單元。進一步的，為了能夠 對信號進行更好的降噪和濾波，作為一個較佳的實施方式，所述并聯(lián)差動放大器804和I: - A型模數(shù)轉換器805之間設有右腿驅動電路807。所述并聯(lián)差動放大器804主要由運算放大器Al和A2構成，兩個相同阻值的電阻RI和R2以及運算放大器A3組成共模信號提取驅動電路，共模信號提取驅動電路的輸出信號輸出至所述右腿驅動電路。進一步的，為了能夠將生物電檢測結果輸出至相關的分析儀器，作為一個較佳的實施方式，所述微處理器CPU連接有藍牙模塊808，將分析得到的生物電信號通過藍牙模塊808輸出。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，包括:咳嗽感應器、頻率輸入端、氣壓輸入端、電控開關、定時輸入端、壓力背心(80)、空氣振蕩機(90)和風機(70)； 其特征在于所述空氣振蕩機(90)包括:不銹鋼扎帶II (903)，鐵質(zhì)拍板(904)，箱體座(905)，電磁鐵(906)和固定螺栓(907)； 所述電磁鐵(906 )固定在箱體座(905 )中間的容納腔(B)內(nèi)；鐵質(zhì)拍板(904)通過不銹鋼扎帶II (903)固定在箱體座(905)上，鐵質(zhì)拍板(904)和容納腔形成一個密封空間，并且鐵質(zhì)拍板(904)的形變區(qū)(A)的位置同電磁鐵(906)的位置相對應；所述箱體座(905)的容納腔位置開有進風(908)和送風口(909)，所述進風(908)同風機(70)相連接，所述送風口(909)通過軟管同壓力背心(80)相連接； 本排疲系統(tǒng)還具有: 事先存儲有多套包含排痰系統(tǒng)開啟和停止時間、排痰系統(tǒng)擠壓力度和擠壓動作間隔的排痰方案的存儲單元(601)； 連接存儲單元(601)，根據(jù)需要選擇特定排痰方案；或直接控制排痰系統(tǒng)開啟和停止時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的控制單元(603)； 與所述控制單元(603)相連接，執(zhí)行選定的排痰方案，控制排痰系統(tǒng)的開啟和停止、控制排痰過程中排痰系統(tǒng)擠壓力度和擠壓動作間隔的中央處理單元(602); 還具有生物電檢測單元(800),該單元包括: 采集生物電信號的電極(801)； 與所述電極(801)連接，接收所述電極(801)采集的生物電信號，進行過壓保護和濾波的集成電路(803)； 與所述輸入保護電路相連接的共模驅動的并聯(lián)差動放大器(804)； 與所述并聯(lián)差動放大器(804)連接，將模擬的生物電信號轉換成數(shù)字信號的2-A型模數(shù)轉換器(805)； 對經(jīng)過所述2- A型模數(shù)轉換器(805)處理的數(shù)字信號，進行分析的CPU微處理單元； 所述并聯(lián)差動放大器(804)和2-A型模數(shù)轉換器(805)之間設有右腿驅動電路(807)； 所述微處理器CPU連接有藍牙模塊(808)，將分析得到的生物電信號通過藍牙模塊(808)輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，其特征在于所述鐵質(zhì)拍板(904 )的外部套有橡膠氣囊(902 )，所述橡膠氣囊(902 )通過不銹鋼扎帶I(901)固定在箱體座(905)上。
3.根據(jù)權利要求1所述的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，其特征在于還具有:與存儲單元(601)相連接，輸入新的排痰方案；編輯原有的排痰方案；將特定的排痰方案設為默認排痰方案的輸入編輯單元(604)。
4.根據(jù)權利要求1所述的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，其特征在于還具有顯示單元(605):顯示當前排痰機執(zhí)行的排痰方案、本次排痰時間剩余、下次排痰時間、排痰機擠壓力度和擠壓動作間隔的信息。
5.根據(jù)權利要求1所述的具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，其特征在于還具有:學習記錄單元(606)，記錄一天的排痰過程，存儲為一個新的排痰方案。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有過壓保護和濾波集成電路的電磁吸附排痰系統(tǒng)，包括咳嗽感應器、頻率輸入端、氣壓輸入端、電控開關、定時輸入端、壓力背心、空氣振蕩機和風機。還包括事先存儲有多套包含排痰系統(tǒng)開啟和停止時間、排痰系統(tǒng)擠壓力度和擠壓動作間隔的排痰方案的電控操作單元。本發(fā)明通過電磁鐵吸附鐵質(zhì)拍板進行空氣擠壓，從而產(chǎn)生振動氣流，通過氣囊背心作用于患者胸腔使患者胸腔產(chǎn)生振動，輔助患者排痰。由于電磁鐵控制具有及時、穩(wěn)定且耗能少等特點，因此采用電磁鐵作為振動氣流產(chǎn)生的動力排痰系統(tǒng)也具有如上特點。另外，該系統(tǒng)具有使用簡單，成本低廉適于在醫(yī)療排痰領域廣泛推廣。
文檔編號A61H1/00GK103070759SQ201310041150
公開日2013年5月1日 申請日期2013年2月3日 優(yōu)先權日2013年2月3日
發(fā)明者趙裕旭, 閆晉超, 紀華雷 申請人:常熟柏宇醫(yī)療電子有限公司