專利名稱：鼾聲自動治療機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及醫療器械，具體是一種鼾聲自動治療機。
背景技術：
打鼾是由機體各種原因所引起的一種異常的呼吸音。據國外有關研究報告，鼾聲的頻率范圍在200-800Hz。臨床研究發現，鼾癥有時會引起呼吸暫停，機體必要的換氣量受到限制，從而使得身體內的氧分壓降低，二氧化碳分壓升高，甚至會引起一系列嚴重后果，直至窒息死亡。
目前，國內業已研制了多種止鼾的電子裝置，電路結構和功能大致相同。其基本思路是，讓電路產生的電壓刺激信號刺激患者皮膚的一定部位，使患者的睡眠狀態發生改變，或驚醒而停止打鼾。對已有裝置的技術途徑和電路結構做了技術分析后，發現存在以下一些弱點①電路缺少對鼾聲頻率和幅度甄別部分，致使電路容易引起誤觸發而發出刺激信號，嚴重影響患者的休息；②電路采用的刺激患者的皮膚的信號是以電壓形式，使患者有針刺痛感而驚醒，常會影響患者的正常休息；③電路無光電隔離部分，在安全上有不足。
發明的內容本實用新型的目的是提供一種不會引起誤觸發、更加有效、安全的鼾聲自動治療機。
本實用新型的上述目的是通過這樣的技術方案實現的，即一種鼾聲自動治療機，包括聲電換能器、多謝振蕩器；其特征是聲電換能器將聲信號轉換成電壓信號與阻抗變換及電壓放大器連接，在電壓放大器輸出端獲得不低于3.5V的信號幅度，再連接幅度甄別及脈沖整形電路，使通過的信號變為矩形脈沖波；再連接觸發電路，將輸入的矩形波變成窄幅觸發脈沖信號，該觸發脈沖輸出端通過頻率甄別電路和單穩態觸發電路連接光電耦合器輸入端，光電耦合器的輸出端串接在多諧振蕩器的電源回路中，多諧振蕩器輸出端向壓控恒流源提供電壓信號，經過壓控恒流源輸出恒定的脈沖電流信號由電流刺激電極輸出。
上述裝置的工作原理是這樣的即將其放置在患者喉部氣管外皮膚表面的聲電換能器探測到氣管發出的鼾聲振動后，自動識別鼾聲的幅度和頻率，并產生特定頻率、寬度和占空比的電脈沖信號，經過壓控恒流源再轉換成恒流信號，以刺激較深層頦舌肌和支配頦舌肌的舌下神經，從而可以維持該肌肉的一定緊張度，使舌根前移，上呼吸道擴張。結果會增大使用者的呼吸量，保證睡眠期呼吸暢通，停止打鼾；同時由于體內血液中氧分量的增高，還會改善睡眠，最終達到治療阻塞性睡眠暫停綜合癥的目的。
本實用新型由于在電路中專門設計了幅度和頻率甄別電路部分，避免了非鼾聲等聲響可能引起的誤觸發；同時由于采用了恒流刺激信號，避免了刺激的不良反應。此外所述結構還具有輕便，操作簡單，使用安全，價格便宜等特點。使用者不需醫生、護士看護，病人及其家屬就能自己操作使用；進行治療過程中不會干擾睡眠，也不會使病人產生依賴性。
本實用新型的上述結構可以通過附圖給出的實例進一步說明。
本實用新型有如下附圖附圖1為本實用新型的電路原理框圖；附圖2為本實用新型一個非限定性實例的電路結構原理圖。
具體實施方式
參見附圖1該裝置主要包括聲電換能器、阻抗變換器、電壓放大器、幅度甄別兼脈沖整形器、脈沖變窄電路、頻率甄別電路、單穩態觸發器、光電開關、多諧振蕩器、恒流源和刺激電極。
圖中各部分的功能及關系說明如下1、聲電轉換電路包括聲電換能器—駐極體話筒，及其相關的部件組成，如原理圖中的分壓電阻R1、R2、耦合電容C1、駐極體話筒MC。
2、阻抗變換器包括IC1(1/4MC4741運算放大器)R3。在此起阻抗匹配的作用。
3、電壓放大器包括IC2(1/4MC4741運算放大器)、電阻R5、R6、R7。由于后續的單向比較器(幅度甄別器)的輸入脈沖要求是上升沿、其幅度大于或等于規范高電平值3.5V才有效。為達到這一目的所以加了一級電壓放大器，將由射隨器IC1送來的信號加以放大以滿足IC3的要求。
4、幅度甄別器兼脈沖整形電路包括IC3(CD40106施密特觸發器)、電阻R8、R9。功能主要是幅度甄別，只有達到設定幅度的信號才能通過電路，并使通過的信號變為幅度一定的矩形脈沖波。
5、脈沖變窄電路包括IC4(1/4CC14528雙可重觸發單穩態器)、電阻R10、電容C4等組成的施密特觸發電路。它將IC3輸出的矩形波變成窄脈沖，使其寬度小于頻率甄別電路IC6、IC7上、下限比較器的脈沖寬度。在此為達目的，電容的取值應很小。
6、頻率甄別電路包括IC6(1/4CC14528雙可重觸發單穩態器)、IC7(1/4CC14528雙可重觸發單穩態器)、電阻R12、可調電阻W1、W2、電容C、C5等此電路的作用是只讓認為是鼾聲的在100＜f＜800Hz期間的鼾聲頻率脈沖通過。其中，電路上下限頻率分別由IC6、W1、C和IC7、R12、C5構成的上下限頻率調節電路來調節。在調試過程中通過改變W1改變上限頻率，通過改變W2來改變下限頻率。若頻率高于或低于要求通過頻率時，單穩態電路IC6或IC7的輸出均為低電平，禁止輸出。
7、脈沖變換電路由IC8(CC4012雙四與非門)中的兩個與非門組成。通過頻率甄別器后有用的信號經過與非門、非門兩個門電路輸出低電平信號，它為后續上升沿觸發的單穩態電路IC5提供一個低電平信號。
8、單穩態觸發器由IC5(1/4CC14528雙可重觸發單穩態器)等組成。它的作用是保證信號在100＜f＜800Hz期間有一個高電平信號。該單穩態觸發器采用的是上升沿觸發，觸發信號從IC8輸入。
9、光電開關由光電耦合器(4N25)、R14、R15、R16、C7、T1等組成主要是起到控制信號在單穩態觸發器輸出高電平信號時，將5V電源加在多諧振蕩器上，便于觸發后產生特定脈寬、特定頻率和特定占空比的脈沖信號。若沒有鼾聲，則IC5輸出的是低電平信號，光電門是斷開的，后續電路不工作，因而不會產生振蕩信號。同時由于采用了光電隔離措施，一旦前期電路故障，后續電路便不工作，起到安全的目的。
10、多諧振蕩器由IC9(NE555時基電路)、電容C9-C12、電阻R17、R18、可調電阻W3、W4、二極管D7、D8等組成。當光電門開啟時，5V電壓加在IC9上，使電路產生振蕩，輸出符合要求的頻率和脈寬的信號(45～55Hz/0.15～0.25ms)。否則電路停振，說明患者沒有打鼾。
11、恒流源電路由IC10(1/4MC4741運算放大器)、電阻R19、R20、R21、R22、R23、R24、R25、R26、三極管T2、T3等組成壓控恒流源，它的作用是產生一定的恒定電流刺激患者，否則病人感到不適。由IC9輸出的電壓經IC10轉換成電流，經刺激電極(貼在患者頦舌肌和支配頦舌肌的前表面，如圖中的R25皮膚)對患者進行刺激，以達到松弛頦舌肌，讓患者氣道通常的目的。
電路的工作過程聲電換能器接收到鼾聲信號后，通過R1、MC等將聲信號轉換為電信號，經C1耦合給由IC1等組成的射極跟隨器，從IC1送出的信號通過IC2等組成的電壓放大器，將其放大到IC3所需的高于3.5V高電平值，以達到幅度甄別的目的。IC3輸出的信號通過整形后，送入IC4將其變窄，使之脈寬小于帶通濾波器IC6、IC7的上、下限頻率的寬度，將大于或小于鼾聲頻率范圍(200-800Hz)的信號濾出，以達到頻率甄別的作用，此后在IC8組成的兩個門電路的作用下，將甄別后的信號變成低電平信號，以滿足單穩態觸發器上升沿觸發的要求，當有鼾聲信號時，IC5輸出高電平，使光電門打開，接通5V電源，使多諧振蕩器工作，產生特定頻率和脈寬的矩形波脈沖信號，再經過IC10將電壓信號轉換成電流信號，進一步通過T2、T3進行電流放大，形成一個恒定電流經電極A、B去刺激病人的頦舌肌和支配頦舌肌的舌下神經。改變W5的值，就可以方便的改變刺激電流的大小。
關于電流刺激電極采用上海同安醫療用品制造有限公司生產的一次性使用心電電極。
權利要求1.一種鼾聲自動治療機，包括聲電換能器、多謝振蕩器；其特征是聲電換能器將聲信號轉換成電壓信號與阻抗變換及電壓放大器連接，在電壓放大器輸出端獲得不低于3.5V的信號幅度，再連接幅度甄別及脈沖整形電路，使通過的信號變為矩形脈沖波；再連接觸發電路，將輸入的矩形波變成窄幅觸發脈沖信號，該觸發脈沖輸出端通過頻率甄別電路和單穩態觸發電路連接光電耦合器輸入端，光電耦合器的輸出端串接在多諧振蕩器的電源回路中，多諧振蕩器輸出端向壓控恒流源提供電壓信號，經過壓控恒流源輸出恒定的脈沖電流信號由電流刺激電極輸出。
2.根據權利要求1所述的鼾聲自動治療機，其特征是所述頻率甄別電路包括兩個雙可重觸發單穩態器(IC6、IC7)、電阻(R12)、可調電阻(W1、W2)、電容(C、C5)其中，電路上下限頻率的輸入端分別具有由IC6、W1、C和IC7、R12、C5構成的上下限頻率調節電路，通常通過改變可調電阻W1改變上限頻率，通過改變W2來改變下限頻率。
專利摘要一種鼾聲自動治療機，包括聲電換能器、多諧振蕩器。其特征是聲電換能器的電壓信號輸出端與阻抗變換及電壓放大器連接，在電壓放大器輸出端獲得至少3.5V的信號幅度，再連接幅度甄別及脈沖整形電路，使通過的信號變為矩形脈沖波；再連接觸發電路，將輸入的矩形波變成窄幅觸發脈沖信號，該觸發脈沖輸出端通過頻率甄別電路和單穩態觸發電路連接光電耦合器輸入端，光電耦合器的輸出端串接在多諧振蕩器的電源回路中，多諧振蕩器輸出端向電流刺激電極輸出恒定的脈沖信號。通過鑒別鼾聲與非鼾聲；由恒流刺激信號，刺激患者的頦舌肌及其支配神經，保證睡眠期呼吸暢通，停止打鼾，避免患者呼吸阻塞而發生意外事故。
文檔編號A61N1/36GK2834470SQ20052000961
公開日2006年11月8日 申請日期2005年7月13日 優先權日2005年7月13日
發明者楊樺, 馬顯光, 翟建才, 蔣洪 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學第二附屬醫院