本發(fā)明涉及一種電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)，屬于醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
中晚期喉癌如果累及聲帶，聲帶則無(wú)法保留，需行全喉切除；而聲帶振動(dòng)及喉與口咽之間的氣流振動(dòng)的傳遞是最為基礎(chǔ)和重要的語(yǔ)言成型過(guò)程。喪失了聲帶和完整的氣流傳送通道，使得喉癌術(shù)后患者不能自主發(fā)聲，嚴(yán)重影響了術(shù)后患者的生活質(zhì)量。
對(duì)于全喉切除術(shù)后發(fā)聲的重建，人們不斷探索研究，還未能找到完全恢復(fù)發(fā)聲能力的方法；目前主要有以下幾種發(fā)聲方法：
1、食管發(fā)音法在沒(méi)有機(jī)械或儀器的幫助的階段，食管發(fā)聲幾乎是喉全切患者“說(shuō)話”的唯一途徑，這種方法的原理是以術(shù)后咽喉的皺襞或縮窄的食管入口作為“替代聲帶”，以胸部壓力及環(huán)咽肌收縮作為“替代聲帶”的牽拉力，通過(guò)噯氣的方式使得食管內(nèi)空氣柱振動(dòng)產(chǎn)生基音，再通過(guò)咽、鼻、口、舌、唇齒來(lái)加工構(gòu)成語(yǔ)言。
這種方法作為較為原始的術(shù)后發(fā)聲法，需要患者極大地耐心和毅力來(lái)接受系統(tǒng)的指導(dǎo)來(lái)掌握技巧使空氣進(jìn)入食管來(lái)完成后續(xù)過(guò)程；而氣力不足，或者軟組織瘢痕的形成都可能成為阻礙發(fā)聲的不良條件。發(fā)出的聲音由于自身身體條件不同常常較為含混不連貫。
2、發(fā)聲重建術(shù)手術(shù)氣管造瘺：此種方法是用一段食管粘膜與氣管進(jìn)行造瘺縫合形成代替的發(fā)聲通道，此種方法手術(shù)難度較小，但由于造瘺大小難以精確控制，術(shù)后對(duì)食管進(jìn)食通道可能產(chǎn)生障礙，加之誤吸感染的風(fēng)險(xiǎn)，常常失敗難以達(dá)到發(fā)聲效果；而對(duì)于侵犯范圍較廣需切除食管的患者，更是無(wú)法實(shí)現(xiàn)。作為此項(xiàng)術(shù)式的改良，以空心硅橡膠管代替由食管粘膜形成的發(fā)聲通道，一定程度上提高了此項(xiàng)技術(shù)的成功率，然而橡膠管更換頻率較高，1~2年就要通過(guò)手術(shù)方式更換橡膠管。
3、外置機(jī)械喉
（1）簧片式人工喉：是將簧片或橡皮膜充當(dāng)被切除的聲帶的角色，置于頸前喉癌術(shù)后開(kāi)口處，通過(guò)其開(kāi)口的氣流振動(dòng)膜片產(chǎn)生基音，再通過(guò)橡膠管的傳送與氣流一起被送入口腔后部進(jìn)行語(yǔ)言加工，產(chǎn)生語(yǔ)言。但是它也具有自己的局限性，需要安有膜片的盒罩與切口緊密貼合達(dá)到氣流傳導(dǎo)和振動(dòng)膜片的效果，而喉癌全喉切得患者，無(wú)法要求切口達(dá)到同一尺寸的規(guī)則切口，與罩盒貼合性差會(huì)導(dǎo)致漏氣，無(wú)法達(dá)到發(fā)聲效果。
（2）電子人工喉：是以電池為動(dòng)力，將一個(gè)能發(fā)出持續(xù)蜂鳴引起組織振動(dòng)的電子儀器固定在頸部較為平緩柔軟的部位，通過(guò)震蕩組織引起咽喉部的空氣震蕩以產(chǎn)生聲波繼而口咽重構(gòu)語(yǔ)言。此種機(jī)械發(fā)聲連貫，可長(zhǎng)時(shí)間發(fā)聲，對(duì)術(shù)后患者身體條件無(wú)特殊要求；但也需患者騰出一只手將電子振動(dòng)裝置緊密固定于頸部以保證順利振動(dòng)喉部空氣；還需在發(fā)聲時(shí)同步的控制開(kāi)關(guān)，以減輕嗓音和提高語(yǔ)言的清晰程度，而作為協(xié)助發(fā)聲儀器，它造價(jià)較高，很多術(shù)后患者經(jīng)濟(jì)條件無(wú)法承受。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題，是通過(guò)微型氣體傳感器控制電子氣泵的轉(zhuǎn)速?gòu)亩l(fā)聲的輔助系統(tǒng)。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)，包括微型氣體傳感器、a/d轉(zhuǎn)換模塊、pwm產(chǎn)生模塊、可控電子氣泵、簧片人工喉嚨和導(dǎo)氣管；將微型氣體傳感器置于頸前喉癌術(shù)后開(kāi)口處，微型氣體傳感器測(cè)量喉管中氣體的流速和流量參數(shù)，并輸出相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)；將所述模擬信號(hào)傳遞給a/d轉(zhuǎn)換模塊，a/d轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示氣體流速和流量的數(shù)字信號(hào)；pwm產(chǎn)生模塊根據(jù)數(shù)字信號(hào)生成脈沖寬度pwm波；將pwm波作為控制信號(hào)，根據(jù)不同的占空比控制可控電子氣泵的轉(zhuǎn)速，從而產(chǎn)生與喉管中氣體流速、流量相同的氣流；可控電子氣泵輸出的氣流通過(guò)簧片人工喉嚨后，進(jìn)入導(dǎo)氣管再進(jìn)入口腔發(fā)聲。
本發(fā)明的有益效果是：這種電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)包括微型氣體傳感器、a/d轉(zhuǎn)換模塊、pwm產(chǎn)生模塊、可控電子氣泵、簧片人工喉嚨和導(dǎo)氣管；微型氣體傳感器置于頸前喉癌術(shù)后開(kāi)口處，測(cè)量喉管中氣體的流速和流量參數(shù)，得到模擬信號(hào)；a/d轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示氣體流速和流量的數(shù)字信號(hào)；把數(shù)字信號(hào)生成脈沖寬度pwm波；pwm波控制可控電子氣泵的轉(zhuǎn)速，從而產(chǎn)生與喉管中氣體流速、流量相同的氣流；進(jìn)入導(dǎo)氣管再進(jìn)入口腔發(fā)聲。該電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)具有造價(jià)低，耐用性好，不會(huì)造成患者的二次感染，適用各類頸前喉癌術(shù)后患者。
附圖說(shuō)明
圖1是一種電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，這種電子喉氣體發(fā)聲輔助系統(tǒng)包括微型氣體傳感器、a/d轉(zhuǎn)換模塊、pwm產(chǎn)生模塊、可控電子氣泵、簧片人工喉嚨和導(dǎo)氣管。將微型氣體傳感器置于頸前喉癌術(shù)后開(kāi)口處，測(cè)量喉管中氣體的流速和流量參數(shù)，輸出相對(duì)應(yīng)的模擬信號(hào)值；再將微型氣體傳感器的模擬信號(hào)傳遞給a/d轉(zhuǎn)換模塊，將獲取的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成表示氣體流速和流量的數(shù)字信號(hào)。pwm產(chǎn)生模塊根據(jù)該數(shù)字信號(hào)生成脈沖寬度調(diào)制波（pwm波）；將pwm波作為控制信號(hào)，根據(jù)不同的占空比控制可控電子氣泵的轉(zhuǎn)速，從而產(chǎn)生與喉管中氣體流速、流量相同的氣流；可控電子氣泵輸出的氣流通過(guò)簧片人工喉嚨后，進(jìn)入導(dǎo)氣管再進(jìn)入口腔。