[发明专利]基于强迫振荡技术的振荡装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种基于强迫振荡技术的振荡装置。

背景技术

在临床医学上，一般需要采用一种特殊的呼吸阻力监测仪，对重症监护室(Intensive Care Unit，ICU)内的病人进行呼吸阻力的无创检测，以达到实时观察病人的肺功能状况和判断无创通气是否为合理性的指标。即所述呼吸阻力监测仪的振荡装置是基于强迫振荡技术(Forced Oscillation Technique，FOT)的。

强迫振荡技术是一种无创检测呼吸阻力的方法。利用强迫振荡技术，只需在呼吸气流上施加一个低幅的压力振荡(研究表明：频率为5Hz、振幅为2cm的正弦波符合强迫振荡技术所需的压力振荡)，再利用时域分析技术便能快速、直观地计算出呼吸系统的阻抗Rrs和电抗Xrs。其中，阻抗Rrs反映中心气道阻力的大小，电抗Xrs则反映外周肺组织和胸廓的顺应性。在呼吸流速受限(EFL)的条件下，电抗Xrs的变化规律也反映了呼吸流速受限的程度。因此，阻抗Rrs和电抗Xrs有可能作为评价无创通气吸气相正压(IPAP)和呼气相正压(EPAP)合理性的指标。

现有的基于强迫振荡技术的振荡装置一般包括重低音喇叭、功率放大器以及函数信号发生器。所述重低音喇叭的额定功率为250W，最低频率为20Hz，峰值功率超过600W以抵抗外加压力的影响，从而保持振动的稳定性。所述功率放大器的额定功率为400W，最低工作频率为3Hz。在设计该振荡装置时，尽量降低了所述重低音喇叭的谐振频率和所述功率放大器的低通频率，使其接近或涵盖低频振荡频率，以提高整个振荡装置的做功效率。同时也尽量增大了两者的功率输出并使所述功率放大器的功率保持在所述重低音喇叭的功率的1.5倍以上，以稳定所述重低音喇叭的振荡，从而保证整个振荡装置的稳定性。但是，所述振荡装置仅停留在实验室的研究层面，应用到实际中时存在很多问题。例如：(1)当在无创正压通气(NPPV)条件下检测呼吸阻力时，要求所述振荡装置能承受呼吸机的压力波动，发出的振荡信号频率和振幅稳定，但在实验室观察到所述重低音喇叭振荡一段时间后波形出现了严重的失真，即振动稳定性较差；(2)由于强迫振荡技术所需的信号频率(5Hz)和振幅(2cm)都较低，对来自机械通气或系统噪声的干扰十分敏感，尽管提高振荡信号的振幅能改善信噪比、增加检测的灵敏度，但是振幅过大将会导致患者不适。

因此，有必要提供一种改进基于强迫振荡技术的振荡装置来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于强迫振荡技术的振荡装置，以保证所述振荡装置长时间工作时的振动稳定性；且所述振荡装置能在不提高振荡信号振幅的前提下改善信噪比、增加检测的灵敏度，从而避免振幅过大导致患者不适的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于强迫振荡技术的振荡装置，包括：电机、驱动器、底座、振动膜以及腔体，所述电机和驱动器均安装于所述底座，所述驱动器与所述电机连接并驱动所述电机做直线往复运动，所述电机具有一转轴，所述转轴的一端与所述振动膜连接并推动所述振动膜做直线往复运动，所述振动膜位于所述腔体内。

与现有技术相比，由于本发明基于强迫振荡技术的振荡装置的驱动器连接并驱动电机做直线往复运动，所述电机具有一转轴，所述转轴的一端与振动膜连接并推动所述振动膜做直线往复运动，从而可以保证所述振荡装置长时间工作时振动的稳定性；且所述振荡装置可以在不提高振荡信号振幅的前提下改善信噪比、增加检测的灵敏度，从而避免振幅过大导致患者不适的问题。

优选地，所述基于强迫振荡技术的振荡装置还包括一法兰直线轴承，所述转轴的一端通过所述法兰轴承与所述振动膜连接。

具体地，所述腔体由两块铝板相互组合而成。

具体地，所述底座具有第一基板，所述电机和驱动器分别安装于所述第一基板的内外两侧。

较佳地，所述底座还具有第二基板，所述第二基板水平设置且与所述第一基板垂直，所述第二基板上设置有三个光电开关和一光栅尺，所述三个光电开关和所述光栅尺分别位于所述电机的两侧。

具体地，所述光栅尺包括相互连接的标尺、读数头以及转接头，且所述转接头与所述驱动器连接。

优选地，所述基于强迫振荡技术的振荡装置还包括一轴支座以及两直线光轴，所述轴支座与所述第一基板相互平行，所述电机的转轴以及两直线光轴均穿过所述轴支座并与所述腔体连接，且所述两直线光轴位于所述转轴的两侧。

优选地，所述电机为音圈电机，所述驱动器为伺服驱动器，所述振动膜的直径为6.5英寸。