CN108784698A - 食道多参数检测、理疗一体系统及食道自适应电刺激方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种食道多参数检测、理疗一体系统及食道自适应电刺激方法，该系统包括控制单元、开关阵列单元、阻抗检测单元、电刺激单元以及包含有阻抗传感器和电刺激探头的导管单元；控制单元的电刺激参数输出端连接电刺激单元的电刺激参数输入端，该控制单元设定电刺激参数并传递给电刺激单元产生刺激信号；控制单元连接阻抗检测单元，控制单元向阻抗检测单元发送阻抗检测激励信号，阻抗检测单元向控制单元发送阻抗检测信息；开关阵列单元分别连接电刺激单元、阻抗检测单元和导管单元，控制单元的开关控制输出端连接开关阵列单元，控制开关阵列单元选择阻抗检测单元或电刺激单元。该系统结构简单，减轻了患者在检测、理疗过程中的不适。

Description

食道多参数检测、理疗一体系统及食道自适应电刺激方法

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种食道多参数检测、理疗一体系统及食道自适应电刺激方法。

背景技术

胃食道反流病(GERD)是一种临床常见的消化动力障碍性疾病，一般是指胃或十二指肠内容物反流到食管，引起多种不适或症状，严重影响了患者的生活质量，最常见的临床症状是烧心、胸痛和反酸。当前对于胃食道反流病的检查最常用及有效的方法是对食道内的阻抗及pH值等生理参数进行24小时及以上的监测。

在治疗胃食道反流病的方案中PPI+手术治疗存在缺陷，部分患者在服用PPI和接受手术治疗之后仍不能取得满意的疗效。电刺激是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序来刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。研究表明，电刺激疗法是一种有效理疗胃食道反流病的方式，所以，电刺激疗法就有其市场。

患者在接受pH阻抗检测后，确诊为胃食道反流病后，可接受电刺激疗法进行理疗，同时，在理疗过程或之后可以再次接受pH阻抗检测来判断理疗效果。然而，当前对胃食道反流病进行检测、电刺激理疗采用的是不同设备。所以，在pH阻抗检测及电刺激理疗过程中，操作者可能将来回切换使用不同设备，导致患者多次接受向体内插入相应设备的传感器(探头)，因此，整个过程操作繁琐，同时也带给患者极大的不适。

公开号为CN103533906A的专利文献中公开了一种导管，该导管包括一个长形轴，该长形轴可以合并至少一个治疗或诊断功能，从而实现理疗或者诊断功能，然而该文献只是从机械结构上对导管进行了改进，并没有从电路控制上实现该导管的治疗与诊断一体的功能，且这样的导管体积较大，容易给患者带来不适感。

发明内容

为了克服上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种食道多参数检测、理疗一体系统及食道自适应电刺激方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种食道多参数检测、理疗一体系统，包括控制单元、开关阵列单元、阻抗检测单元、电刺激单元以及包含有阻抗传感器和电刺激探头的导管单元；

所述控制单元的电刺激参数输出端连接所述电刺激单元的电刺激参数输入端，该控制单元设定电刺激参数并传递给电刺激单元产生刺激信号；

所述控制单元连接所述阻抗检测单元，所述控制单元向所述阻抗检测单元发送阻抗检测激励信号，所述阻抗检测单元向所述控制单元发送阻抗检测信息；

所述开关阵列单元分别连接所述电刺激单元、阻抗检测单元和导管单元，所述控制单元的开关控制输出端连接所述开关阵列单元，控制所述开关阵列单元选择导管单元与阻抗检测单元和/或电刺激单元连通。

该食道多参数检测、理疗一体系统结构简单，将阻抗检测以及理疗集成于一体，控制单元接收阻抗检测单元所检测的阻抗信息，并且设定电刺激信号参数传递给电刺激单元产生刺激信号，还控制开关阵列单元选择阻抗检测单元或电刺激单元，以实现阻抗检测和电刺激功能的切换。

在患者接受阻抗检测及电刺激理疗时，不需多次插入阻抗检测传感器或电刺激传感器，只需插入一次该导管单元即可，大大的减轻了患者在检测、理疗过程中的不适，也给操作者带来便捷。

进一步的，所述阻抗传感器和电刺激探头均为金属电极组，且所述阻抗传感器和电刺激探头共用同一金属电极组，所述金属电极组至少包括2个金属电极；

所述控制单元控制所述开关阵列单元选择导管单元上的金属电极与阻抗检测单元、电刺激单元之一接通，或者空置。

这实现了导管单元内阻抗传感器及电刺激探头复用，节省了制作成本，减小了导管体积。

进一步的，所述开关阵列单元连接所述导管单元上的每一个金属电极，且每个所述金属电极通过所述开关阵列单元连接所述阻抗检测单元或电刺激单元。

进一步的，还包括压力传感器和压力检测单元，所述压力传感器设置于所述导管单元上，该压力传感器的输出端连接所述压力检测单元输入端，所述压力检测单元输出端连接所述控制单元的压力信号输入端。这用于对食道压力的监测，为食管动力障碍性疾病的诊断及研究食管生理提供数据支持。同时，食道压力检测及阻抗检测联合检测结果能很好的反应食道肌肉运动状态，可实时用于判断电刺激理疗是否达到理想的刺激效果。

进一步的，所述控制单元内集成有信号处理模块，对控制单元接收的检测信息进行信号处理。使得接收的检测信息更加准确。

进一步的，还包括pH传感器和pH检测单元，所述pH传感器设置于所述导管单元上，该pH传感器的输出端连接所述pH检测单元输入端，所述pH检测单元输出端连接所述控制单元的pH信号输入端。集成pH传感器和pH检测单元，便于同时检测食道pH变化。

进一步的，所述阻抗检测单元包括信号滤波放大电路，对阻抗信号进行滤波放大处理。

进一步的，所述金属电极为8个。这能更全面的对食道的进行阻抗检测和电刺激理疗。

进一步的，所述控制单元还连接有上位机，便于将最终检测结果输出至上位机。

本发明还提出了一种基于上述的食道多参数检测、理疗一体系统的食道自适应电刺激方法，当进行电刺激时，计算食道肌肉收缩强度，共计算方法为食道肌肉收缩强度Z＝AX+B(X₀/Y₀)Y，其中，X为压力检测单元所检测的压力值，Y为阻抗检测单元所检测的阻抗值，A和B是权重值，为常数,X₀、Y₀为压力值和阻抗值的标定值；

当食道肌肉收缩强度大于系统设定阈值时，所述控制单元控制电刺激单元减小电刺激强度；

当食道肌肉收缩强度小于系统设定阈值时，所述控制单元控制电刺激单元增强电刺激强度。

该方法减轻了操作者在电刺激理疗过程中的操作难度，同时通过对患者的刺激反应的实时监测，实现了快速调整电刺激强度，达到了有效诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动的目的。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明的结构框图；

图2是导管示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种食道多参数检测、理疗一体系统，包括控制单元、开关阵列单元、阻抗检测单元、电刺激单元以及包含有阻抗传感器和电刺激探头的导管单元。

所述控制单元的电刺激参数输出端连接所述电刺激单元的电刺激参数输入端，该控制单元设定电刺激参数并传递给电刺激单元产生刺激信号。

所述控制单元连接所述阻抗检测单元，所述控制单元向所述阻抗检测单元发送阻抗检测激励信号，所述阻抗检测单元向所述控制单元发送阻抗检测信息，所述控制单元向所述阻抗检测单元发送激励信号。

所述开关阵列单元分别连接所述电刺激单元、阻抗检测单元和导管单元，所述控制单元的开关控制输出端连接所述开关阵列单元，控制所述开关阵列单元选择导管单元与阻抗检测单元和/或电刺激单元连通。

其中，控制单元内集成了信号处理单元，处理检测单元输出信号，控制单元还连接有上位机，用于输出最终检测结果给到上位机；控制单元设定电刺激信号参数并传递给电刺激单元产生刺激信号。电刺激单元负责根据信号处理及控制单元设定参数，产生相应的刺激信号。所述阻抗检测单元包括信号滤波放大电路，对阻抗信号进行滤波放大处理。电刺激单元是电刺激信号生成电路(例如CN201180071074.9中的电刺激信号生成装置，可根据设定的波形和电压输出信号)，上位机在确定刺激信号后，由电刺激单元生成刺激信号作用于电刺激电极。

控制单元通过控制所述开关阵列单元选择阻抗检测单元或电刺激单元，实现阻抗检测功能和电刺激功能的切换，避免了多次插入阻抗检测传感器或电刺激传感器，只需插入一次该导管单元即可，大大的减轻了患者在检测、理疗过程中的不适，也给操作者带来便捷。

作为本实施例的优选方案，所述阻抗传感器和电刺激探头均为金属电极组，且所述阻抗传感器和电刺激探头共用同一金属电极组，所述金属电极组至少包括2个金属电极，每个金属电极不能同时执行阻抗检测和电刺激。所述开关阵列单元连接所述导管单元上的每一个金属电极，所述控制单元控制所述开关阵列单元选择导管单元上的各金属电极与阻抗检测单元、电刺激单元之一接通，或者空置。

控制单元控制开关阵列单元选择阻抗检测单元或电刺激单元后，开关阵列单元将导管单元上的金属电极连接阻抗检测单元或电刺激单元，控制单元控制开关阵列单元来完成任何金属电极的功能选择。若金属电极用于阻抗检测时，连通阻抗检测单元；若用于电刺激理疗时，连通电刺激单元。

开关阵列单元可以但不限于采用多个继电器来实现，由控制单元与继电器连接，导管单元上各金属电极与阻抗检测单元、电刺激单元之间连接继电器常开触点，向继电器发送高、低电平，从而实现继电器的常开触点的启闭，从而控制了开关阵列单元上各金属电极选择与阻抗检测单元连接还是与电刺激单元连接，还是直接空置。当然开关阵列单元也可以采用其它类型的开关进行实现。

阻抗检测单元负责将激励信号输出到任何已配置为阻抗检测功能的2个金属电极之间；激励信号在电极阻抗的作用下会产生相应的变化，阻抗检测单元完成该变化信号滤波放大等信号处理。

如图2所示，阻抗检测功能与电刺激功能共用8个金属电极，控制单元对开关阵列单元进行控制，完成任何一个金属电极的功能选择，阻抗检测功能或电刺激功能。

当导管单元上两个及以上的金属电极被选择为阻抗检测功能时，激励信号在任2电极之间会产生相应的变化，由阻抗检测单元对该变化信号进行滤波放大等处理，再传递给控制单元中的信号处理单元转化为数字信号进行处理，完成阻抗测量功能。

当某一金属电极被选择为电刺激功能时，根据实际需要选择合适的另一金属电极形成电极对，电极对之间的电刺激信号由操作者根据临床需要进行参数设定，设定时可通过但不限于为旋钮之类来进行设置，由电刺激单元生成相应的刺激信号，再传递给电极对完成电刺激功能。

由于8个金属电极都可以配置为电刺激电极，所以导管单元可以在不移动的情况下完成食道上段、中段、下段的刺激，如：当需对食道上段的括约肌进行电刺激理疗时，可选择导管上端电极即上括约肌处的电极组成电极对，完成电刺激理疗过程。

为了能更好的判断电刺激理疗是否达到理想的刺激效果，该食道多参数检测、理疗一体系统还包括压力传感器和压力检测单元，所述压力传感器设置于所述导管单元上，该压力传感器的输出端连接所述压力检测单元输入端，所述压力检测单元输出端连接所述控制单元的压力信号输入端。这为食管动力障碍性疾病的诊断及研究食管生理提供数据支持。同时，食道压力检测及阻抗检测联合检测结果能很好的反应食道肌肉运动状态，可实时用于判断电刺激理疗是否达到理想的刺激效果。

作为本实施例的另一优选方案，如图2所示，该食道多参数检测、理疗一体系统还包括pH传感器和pH检测单元，所述pH传感器设置于所述导管单元上，该pH传感器的输出端连接所述pH检测单元输入端，所述pH检测单元输出端连接所述控制单元的pH信号输入端。pH传感器通常包括参考电极、多个锑电极，患者在接受阻抗检测及电刺激理疗时，也可以实现对食道pH变化的检测。

由于患者在进行电刺激理疗时，由于患者的食道肌肉组织的损伤不同，往往需要的电刺激强度也不同。当前，刺激强度多由操作者根据临床经验及患者刺激反应手动设定，准确性较底，难度较大。

为解决这一问题，本发明还提出了一种基于上述的食道多参数检测、理疗一体系统的食道自适应电刺激方法，当进行电刺激时，计算食道肌肉收缩强度，共计算方法为食道肌肉收缩强度Z＝AX+B(X₀/Y₀)Y，其中，X为压力检测单元所检测的压力值，Y为阻抗检测单元所检测的阻抗值，A和B是权重值，为常数,X₀、Y₀为压力值和阻抗值的标定值。

当食道肌肉收缩强度大于系统设定阈值时，视为刺激过强状态，所述控制单元控制电刺激单元减小电刺激强度。

当食道肌肉收缩强度小于系统设定阈值时，视为未能达到诱发肌肉运动或肌肉运动不理想状态，所述控制单元控制电刺激单元增强电刺激强度。

由于食道压力检测及阻抗检测联合检测结果能很好的反应食道肌肉运动状态，可实时用于判断电刺激理疗是否达到理想的刺激效果。

本发明中，操作者根据实际需求配置阻抗/电刺激电极，用于阻抗检测的电极称为阻抗电极，用于电刺激功能的电极称为电刺激电极。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，包括控制单元、开关阵列单元、阻抗检测单元、电刺激单元以及包含有阻抗传感器和电刺激探头的导管单元；

所述控制单元的电刺激参数输出端连接所述电刺激单元的电刺激参数输入端，该控制单元设定电刺激参数并传递给电刺激单元产生刺激信号；

所述控制单元连接所述阻抗检测单元，所述控制单元向所述阻抗检测单元发送阻抗检测激励信号，所述阻抗检测单元向所述控制单元发送阻抗检测信息；

所述开关阵列单元分别连接所述电刺激单元、阻抗检测单元和导管单元，所述控制单元的开关控制输出端连接所述开关阵列单元，控制所述开关阵列单元选择导管单元与阻抗检测单元和/或电刺激单元接通。

2.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述阻抗传感器和电刺激探头均为金属电极组，且所述阻抗传感器和电刺激探头共用同一金属电极组，所述金属电极组至少包括2个金属电极；

所述控制单元控制所述开关阵列单元选择导管单元上的金属电极与阻抗检测单元、电刺激单元之一接通，或者空置。

3.根据权利要求2所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述开关阵列单元连接所述导管单元上的每一个金属电极，且每个所述金属电极通过所述开关阵列单元连接所述阻抗检测单元或电刺激单元。

4.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，还包括压力传感器和压力检测单元，所述压力传感器设置于所述导管单元上，该压力传感器的输出端连接所述压力检测单元输入端，所述压力检测单元输出端连接所述控制单元的压力信号输入端。

5.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述控制单元内集成有信号处理模块，对控制单元接收的检测信息进行信号处理。

6.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，还包括pH传感器和pH检测单元，所述pH传感器设置于所述导管单元上，该pH传感器的输出端连接所述pH检测单元输入端，所述pH检测单元输出端连接所述控制单元的pH信号输入端。

7.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述阻抗检测单元包括信号滤波放大电路，对阻抗信号进行滤波放大处理。

8.根据权利要求2所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述金属电极为8个。

9.根据权利要求1所述的食道多参数检测、理疗一体系统，其特征在于，所述控制单元还连接有上位机。

10.一种基于权利要求4所述的食道多参数检测、理疗一体系统的食道自适应电刺激方法，其特征在于，当进行电刺激时，计算食道肌肉收缩强度，共计算方法为食道肌肉收缩强度Z＝AX+B(X₀/Y₀)Y，其中，X为压力检测单元所检测的压力值，Y为阻抗检测单元所检测的阻抗值，A和B是权重值，为常数,X₀、Y₀为压力值和阻抗值的标定值；

当食道肌肉收缩强度大于系统设定阈值时，所述控制单元控制电刺激单元减小电刺激强度；

当食道肌肉收缩强度小于系统设定阈值时，所述控制单元控制电刺激单元增强电刺激强度。