[实用新型]体外膈肌起搏器触发装置

说明书

本实用新型公开了体外膈肌起搏器触发装置，包括触发电路，触发电路包括肌电信号处理模块、处理器模块和触发模块；肌电信号处理模块用于对电极组件采集到的表面肌电信号进行处理，处理器模块用于根据表面肌电信号处理模块的输出生成同步信号，触发模块用于根据同步信号触发体外膈肌起搏器。在吸气肌收缩时触发体外膈肌起搏器输出电刺激信号给膈神经，在吸气肌停止收缩时不触发体外膈肌起搏器输出电刺激信号给膈神经。实现了表面肌电信号作为同步信号触发体外膈肌起搏器的稳定信号输出，实现了良好的人机同步。

技术领域

本实用新型涉及医疗技术领域，尤其涉及体外膈肌起搏器触发装置。

背景技术

人体呼吸的相关肌肉主要有膈肌、肋间外肌、胸大肌、腹肌、胸锁乳突肌等，其中膈肌和肋间外肌是最主要的吸气肌。吸气时，膈肌收缩，膈顶下将，胸腔增大；呼气时，膈肌舒张，膈顶上升，胸腔缩小。吸气时，肋间外肌收缩，肋骨向上向外运动，体积增大；呼气时，肋间外肌舒张，肋骨向下向内运动，体积缩小。用力吸气时，除了膈肌、肋间外肌的收缩，胸大肌、胸锁乳突肌等发生收缩，参与扩张胸廓。用力呼气时，除了膈肌、肋间外肌的舒张，肋间内肌、腹肌等发生收缩，参与收缩胸廓。

研究表明，吸气期间吸气肌的肌电信号出现，随着吸气努力的增加，吸气肌的肌电信号也增强；而吸气肌的肌电信号随吸气的结束和呼气的开始而消失。如果能够采集到吸气肌的肌电信号并准确地确定吸气开始和结束的时间点，并以这些时间点控制体外膈肌起搏器的信号输出，则可以实现良好的人机同步。肌电信号(EMG)是众多肌纤维中运动单元动作电位(MUAP)在时间和空间上的叠加。表面肌电信号(SEMG)是浅层肌肉EMG和神经干上电活动在皮肤表面的综合效应，能在一定程度上反映神经肌肉的活动；相对于针电极EMG，SEMG在测量上具有非侵入性、无创伤、操作简单等优点。因而，SEMG在临床医学、人机功效学、康复医学以及体育科学等方面均有重要的实用价值。

表面肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，是在体表无创检测肌肉活动的重要方法。我们研究分析表面肌电信号的检测与分析方法，也包括检测技术与装置及利用表面肌电信号反馈控制外部装置的方法等。

膈肌电信号传递着膈肌生理状态和呼吸系统的功能等信息，国外在一个世纪前已有人用电刺激膈神经作负压呼吸。1967年美国的格林(Glenn)发明了植入体内的膈肌起搏器，主要用于慢性通气功能不全，如中枢性肺泡低通气综合症、脑干、脊髓等中枢性病变所致的呼吸麻痹。这种植入式的膈肌起搏器，电极埋藏在体内左右膈神经处，按呼吸节律自动地单侧或双侧从体外通过电磁耦合传送电脉冲刺激膈神经，达到改善呼吸功能的目的。这种植入体内的膈肌起搏器合并症多，如损伤膈神经，局部易感染。植入手术复杂，成本很高，不易被患者接受。

1987年中山医科大学的教授们发明了体外膈肌起搏器，并申请了专利。中国专利申请号CN87208778、CN89200051、CN89220851、CN200420105510公开了几种体外膈肌起搏器的实现方案。CN87208778公开了一种体外膈肌起搏器，属于一种医疗仪器，它是由外壳、手动开关、转换开关及集成电路块组成的两个通道。其特点在于严密控制各电路的输出参数，使其能达到治疗的目的。该实用新型具有无创伤性，操作简便等优点，适用于慢性肺阻塞性肺病引起的呼吸困难综合征。呼吸肌病引起的呼吸功能不全的治疗。并对急性呼吸衰竭的病人有效。

CN89200051公开一种膈肌起搏呼吸仪，是对体外膈肌起搏器的一种改进，属于物理疗法和功能康复的医疗仪器。其特征为按下手动或自动开关，由集成电路产生治疗作用的脉冲串，经过整形、放大的脉冲串通过治疗电极分别作用于患者左右两侧膈神经运动点(胸锁乳突肌外缘下下1/2～1/3处)，刺激膈神经而引起膈肌起搏。具有输出脉冲波形平稳、交直流电源自动转换、发展为微处理机控制等优点。