一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪制造技术

本发明专利技术公开了一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，包括：电源模块；控制模块、波形调制模块、与人体连接的电极片和移动端APP，电源模块为系统各模块供电，控制模块通过与移动APP交互确认治疗处方，控制波形调制模块生成刺激脉冲，通过与人体连接的电极片作用于人体，电源模块包括升压电路和稳压电路，控制模块包括无线通信电路和主控制单片机，波形调制模块包括功率放大电路和波形产生电路。本发明专利技术能发生多种处方波形，具有波形发生效率高、波形准确的特点，具有强度调节功能，结合多种电流疗法，达到良好的治疗效果；穿戴式设计，界面人性化，操作十分简便。

A wearable transcutaneous electrical nerve stimulation dysmenorrhea therapeutic apparatus

The invention discloses a wearable percutaneous nerve electrical stimulation dysmenorrhea treatment instrument, which includes power supply module, control module, waveform modulation module, electrode sheet connected with human body and mobile APP. The power supply module supplies power for each module of the system. The control module confirms the treatment prescription by interacting with mobile APP and controls the waveform modulation module. The stimulation pulse is generated and acted on the human body through the electrodes connected with the human body. The power module includes a boost circuit and a voltage stabilization circuit. The control module includes a wireless communication circuit and a main control microcontroller. The waveform modulation module includes a power amplifier circuit and a waveform generation circuit. The invention can generate various prescription waveforms, has the characteristics of high waveform generation efficiency and accurate waveform, has the function of intensity regulation, combines with various current therapies, achieves good therapeutic effect, wearable design, humanized interface, and very simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪
本专利技术涉及经皮神经电刺激镇痛疗法、软硬件开发、物联网等
、具体涉及一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪。
技术介绍
经皮神经电刺激疗法(Transcutaneouselectricalnervestimulation，简称TENS)是通过皮肤将特定的脉冲电流输入人体以治疗疼痛的电疗方法。2001年，临床电生理学和美国生理治疗协会给经皮神经电刺激(TENS)作了如下定义：经皮神经电刺激(TENS)是一种应用电刺激皮肤从而控制疼痛的方法。比起主要通过刺激人体的运动纤维达到镇痛效果的传统电刺激，经皮神经电刺激疗法(TENS)主要刺激的是感觉纤维，可以让阵痛的感觉更加强烈。TENS因其安全无毒性、无需开处方、不用担心剂量过多、易于使用等优点，而受到患者和医生的欢迎，在国内外临床上得到了广泛的应用。目前，现有的便携TENS设备只是提供常用的几种工作模式，不同模式下仅仅改变调制波的波形，载波为脉冲波，用户不能自行调节相关参数，也就做不到因人而异设计合适的刺激波形，即多波形输出设计。多波形输出可提供不同的治疗方案，避免耐药性。而临床使用的台式TENS镇痛设备虽然可以做到多波形输出，但设备体积大，不方便作为个人便携设备。在设备交互方面，现有的便携TENS设备都带有按键和屏幕作为标准输入输出接口，也有精简版的只保留了按键和指示灯。在设备上添加屏幕，不利于设备体积的进一步缩小。而仅仅使用指示灯来呈现设备工作状态，又造成了人机交互不友好的问题，且呈现的参数有限，一般只能呈现设备输出波形强度等级和工作模式，不能在调节输出波形其他参数时起指示作用。因此，设计一种体积小、可穿戴，界面人性化，操作简便，治疗效果良好，适用于有需要的痛经患者在日常工作和生活环境下使用的穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，具有广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，穿戴式设计，多波形输出，治疗效果良好。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，包括电源模块、控制模块、波形调制模块、与人体连接的电极片；移动端APP通过APP交互界面控制治疗仪工作；电源模块为系统各模块供电，控制模块通过与移动APP交互确认治疗处方并控制波形调制模块生成刺激脉冲，然后通过与人体连接的电极片作用于人体；电源模块包括升压电路和稳压电路，控制模块包括无线通信电路和主控制单片机，波形调制模块包括功率放大电路和波形产生电路。优选的，所述功率放大电路包括D类功率放大器和中频变压器，D类功率放大器将波形产生电路输出的波形进行放大，D类功率放大器使用12V供电电压，在低功耗的条件下提高D类功率放大器的输出电压；中频变压器将D类功率放大器输出电压进行进一步提升，中频变压器采用EPC直插型骨架。优选的，所述波形产生电路可以产生波形包括：频率、幅值可调的三角波、方波、正弦波、梯形波、锯齿波、指数波。优选的，所述移动端APP，通过蓝牙连接治疗仪，通过移动端App发送参数包括电刺激波形、频率、幅度和波表到治疗仪。具体的，移动端APP交互界面控制治疗仪工作包括：可视化交互式控制和语音交互控制；可视化交互控制直观，量化镇痛治疗强度；语音交互控制，APP接受实时语音助手唤醒，关键词匹配、实时控制；用户根据自身疼痛程度，提高、降低镇痛治疗强度；如果电脉冲治疗造成刺痛感，控制降低刺痛感；如果电脉冲治疗造成酸麻感，控制降低酸麻感。优选的，所述的移动端APP与主控制单片机进行无线通信交互，使用移动端APP对设备进行控制，移动端APP对用户个人信息进行管理，包括记录用户使用习惯，为新用户匹配相似的用户，推送相应的处方波形供用户参考。优选的，所述的电源模块包括升压电路和稳压电路，升压电路将3.7V锂电池电压升压至12V输出，电源输出与波形调制模块连接，作为波形调制模块中，功率放大电路的供电电源；稳压电路采用LDO器件将3.7V锂电池电压降至3.3V输出，电源输出与控制模块连接，作为无线通信电路、主控制单片机的供电电源。优选的，所述的控制模块包括主控制单片机和无线通信电路，主控制单片机使用STM32F103RET6作为微处理器，主控制单片机使用总线传输发送指令，包括进行初始化、串口通信、波形选择、波形频率控制、波形幅值控制；主控制单片机使用DMA传输方式，波形产生电路直接从内存读取波形数据，无需经过处理器控制；两种传输方式分别独立工作。优选的，无线通信电路选用低功耗BLE蓝牙通信模块搭建。优选的，波形产生电路使用微处理器内置DAC经DMA传输方式直接从内存读取波形数据，根据读取的波形数据，微处理器根据控制命令改变输出波形的频率、幅度和不同波形组合形式，并通过内部的DAC输出波形信号。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术能输出多波形(方波，三角波、正弦波、梯形波和指数波)，降低耐药性造成治疗效果不佳的问题，且设备体积小。2、本专利技术去掉屏幕和按键，添加无线通信接口，通过手机等移动设备控制设备工作。3、本专利技术改善功放电路，将变压器体积减小，减小设备体积。4、本专利技术控制设备工作的APP要能记录用户使用习惯，为新用户匹配相似的用户，推送相应的处方波形供用户参考。5、本专利技术设计针对痛经的TENS波形参数，研究出临床上有效的刺激穴位和刺激方法，达到改善TENS缓解痛经的效果。附图说明图1是实施例穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪的组成框图。图2是实施例穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪立体外观图。图3是实施例移动端APP交互界面效果图。图4是实施例移动端APP控制主控制单片机原理图。图5是实施例主控制单片机控制波形发生和功率放大原理图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，包括：电源模块、控制模块、波形调制模块、与人体连接的电极片、移动端APP；所述波形调制模块包括波形产生电路、功率放大电路；所述功率放大电路由D类功率放大器和中频变压器组成，D类功率放大器将波形产生电路输出的波形进行放大，D类功率放大器使用12V供电电压，在低功耗的条件下提高D类功率放大器的输出电压；中频变压器将D类功率放大器输出电压经由进一步提升电压，中频变压器采用EPC直插型骨架。具体的，要满足低功耗高效率高输出电压的条件，选用静态功耗低转换效率高和高输入电压的D类功放芯片，将DAC模块输出的波形信号放大8到10倍，经D类功放放大后的信号再经中频变压器进行3到4倍的放大。根据传输信号的频率，使用定制设计的中频变压器，在满足升压条件下将体积做到最小。市面上现有的变压器规格参差不齐，满足升压条件和传输信号频率的变压器体积较大，无法达到缩小设备体积的目的。根据D类功放输出信号的幅频特性，参考变压器设计手册，特别地对变压器骨架进行选型，挑选体积在15*15*10mm以内的变压器骨架绕制变压器，测试不同骨架绕制的变压器对D类功放信号进行放大时的效率和带负载能力，最终综合效率和带负载能力，挑选扁平的占体积小的变压器。所述波形产生电路可以产生波形包括：频率、幅值可调的三角波、方波、正弦波、梯形波、锯齿波、指数波等。所述移动端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，包括电源模块、控制模块、波形调制模块、与人体连接的电极片；移动端APP通过APP交互界面控制治疗仪工作；电源模块为系统各模块供电，控制模块通过与移动APP交互确认治疗处方并控制波形调制模块生成刺激脉冲，然后通过与人体连接的电极片作用于人体；电源模块包括升压电路和稳压电路，控制模块包括无线通信电路和主控制单片机，波形调制模块包括功率放大电路和波形产生电路。

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，包括电源模块、控制模块、波形调制模块、与人体连接的电极片；移动端APP通过APP交互界面控制治疗仪工作；电源模块为系统各模块供电，控制模块通过与移动APP交互确认治疗处方并控制波形调制模块生成刺激脉冲，然后通过与人体连接的电极片作用于人体；电源模块包括升压电路和稳压电路，控制模块包括无线通信电路和主控制单片机，波形调制模块包括功率放大电路和波形产生电路。2.根据权利要求1所述的穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，功率放大电路包括D类功率放大器和中频变压器，D类功率放大器将波形产生电路输出的波形进行放大；中频变压器将D类功率放大器输出电压进行进一步提升，中频变压器采用EPC直插型骨架。3.根据权利要求1所述的穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，波形产生电路可以产生波形包括：频率、幅值可调的三角波、方波、正弦波、梯形波、锯齿波、指数波。4.根据权利要求1所述的穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，移动端APP通过无线通信连接治疗仪，移动端App发送参数包括电刺激波形、频率、幅度到治疗仪，还可更新、添加设备中波形的波表内容。5.根据权利要求1所述的穿戴式经皮神经电刺激痛经治疗仪，其特征在于，移动端APP交互界面控制治疗仪工作包括：可视化交互式控制和语音交互控制；可视化交互控制直观，量化镇痛治疗强度；语音交互控制，APP接受实时语音助手唤醒，关键词匹配、实时控制；用户根据自身疼痛程度，提高、降低镇痛治疗强度；如果电脉冲治疗造成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆尧胜，覃树城，陈兆仕，乔力帆，黄晓聪，齐建国，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：广东,44