一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路制造技术

本发明专利技术涉及一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，包括微控制器、蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器和锂电池，微控制器输出引脚分别连接蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器输入端，其中升压电路输出端连接脉冲形成电路输入端，电源管理模块输出端连接锂电池输入端，本发明专利技术优点为使用的电脉冲频率和脉冲宽度均与现有的产品不同，使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度。

【技术实现步骤摘要】
一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路
本专利技术涉及医疗系统
，尤其涉及一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路。
技术介绍
疼痛治疗的目的是减轻或终止疼痛发作，缓解伴发症状，预防疼痛复发，治疗手段包括药物治疗和非药物治疗两个方面，使用药物治疗存在一定程度的毒副作用，患者可能出现不良反应。非药物治疗主要是物理疗法，可采用电疗、磁疗、心理疏导缓解压力等等，与药物治疗相比，其最大的优势就是不会出现药物的毒副作用。在电疗方面，通常是在人体体表某些部位放置电极，施加电信号。体表放置的电极一般都远离胸部，而且施加的电压、电流都很小，不会对心脏产生任何影响。电疗主要有直流电疗法、直流电药物离子导入疗法、低，人体内除含有大量水分，还有很多能导电的电解质和非导电的电介质，因此人的机体实际上是一个既有电阻又有电容性质的复杂导体，这是电疗的物质基础，机体对不同性质的电刺激反应不一，治疗机理也不同，低频电流可改变神经和肌肉细胞的膜电位，使之兴奋而产生收缩；低频调制的中频电流可使感觉神经的粗纤维兴奋，抑制细纤维冲动的传入，因此镇痛作用较强，但是现有的治疗仪的电脉冲频率和脉冲宽度均都是特定的，不能通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递。
技术实现思路
为了解决电脉冲频率和脉冲宽度均都是特定的，不能通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递，本专利技术提供了一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，主要特点是使用的电脉冲频率和脉冲宽度均与现有的产品不同。本产品通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度（脉冲电流），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递；同时经皮神经电刺激可以促进人体释放具有镇痛作用的内啡肽（吗啡样）物质，产生镇痛作用。本专利技术的技术方案是：一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器、蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器和锂电池，其特征在于：所述微控制器输出端分别连接蓝牙模块、升压电路、脉冲形成电路、USB桥接电路、LED指示电路、电源管理模块、按键模块、三轴加速度传感器输入端，其中升压电路输出端连接脉冲形成电路输入端，电源管理模块输出端连接锂电池输入端，电源管理模块中锂电池为各模块电路供电，电源管理模块为微控制器供电，微控制器控制升压电路将锂电池电压升压成为一个直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路供电，脉冲形成电路在微控制器的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器传递三维空间方位信息到微控制器，微控制器和蓝牙模块相互传递远程控制信号，USB桥接电路和微控制器相互传递程序信息，所述脉冲形成电路包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。所述微控制器采用型号为MSP430的单片机。所述升压电路使用TPS73601单片机，电路通过P6.6引脚连接微控制，微控制器的P6.0口将控制信号传递到升压电路内的U2芯片。所述脉冲形成电路通过脉冲形成电路上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5、TEST引脚与微控制器相应引脚连接，脉冲形成电路产生脉冲信号通过脉冲形成电路上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5引脚传递到微控制器，当P4.1和P4.2为高电平，且P4.3和P4.4为低电平时，三极管Q5和Q6导通，进而激励场效应管Q4和Q10导通，场效应管Q7和Q8截止，产生正向脉冲电流，J1端子电压升高，当P4.1和P4.2为低电平，且P4.3和P4.4为高电平时，三极管Q9和Q11导通，进而激励场效应管Q7和Q8导通，场效应管Q4和Q10截止，产生反向脉冲电流，J2端子电压升高，同时，脉冲形成电路的P6.6和P4.0口通过U3A控制三极管Q3和Q16的导通与截止，电阻R34为治疗脉冲电流取样电阻，它把治疗脉冲电流转化为脉冲电压，经电容C15滤波，电阻R35隔离后回送到微控制器的P6.5端口，C11—C14为加速电容，D9—D14是保护二极管。所述三轴加速度传感器采用MMA8451传感器，MMA8451传感器使用P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚与微控制器连接，三轴加速度传感器产生方位检测信号通过三轴加速度传感器上的P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1传递给微控制器，并且微控制器通过P2.0、P2.1、P3.0、P3.3、P3.1引脚传递控制信号给三轴加速度传感器。所述USB桥接电路为CP2102单片机，通过RST、P1.1、P2.2、TCK引脚连接微控制器，USB桥接电路通过RST、P1.1、P2.2引脚传递电信号到微控制器，微控制器通过RST、P1.1、P2.2引脚传递控制信号给USB桥接电路。所述蓝牙模块采用CC2541单片机，使用3V电池供电，通过P1.7、P3.6、P3.7、P2.3、P2.4、P5.0—P5.5引脚连接到微控制器，并传递远程控制信号给蓝牙模块，LED指示电路通过VCC-LED引脚与微控制器连接，微控制器传递控制信号通过VCC-LED引脚传递到LED指示电路中。所述电源管理模块采用型号为TP4056的单片机，通过P1.3、P1.2、P6.4引脚连接微控制器，BAT+和BAT-分别连接到锂电池正极、负极，引脚CHR和STD经电平转换后连接到微控制器的P1.2和P1.3端口，BAT+与BAT-之间的锂电池电压经电阻R46和电阻R47分压后，送到微控制器的P6.4端口。本专利技术的有益效果是：（1）在负载阻抗为1KΩ电阻的条件下，本产品输出的治疗脉冲电压峰值为0Vp----100Vp（±20%），脉冲电流峰值为0mA----100mA（±20%）。脉冲宽度为固定值200μs±20%，但脉冲周期为10ms---14ms（±20%）之间随机改变。使用者可根据自己的症状和使用效果选择治疗强度（脉冲电流）。（2）本产品可以通过微控制器输出特定电脉冲信号（经皮神经电刺激-TENS），刺激小腿上部体表感觉神经，通过微控制器系统抑制、中断疼痛信息在中枢神经系统里的传递；同时经皮神经电刺激可以促进人体释放具有镇痛作用的内啡肽（吗啡样）物质，产生镇痛作用。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术系统组成框图；图2是本专利技术微控制器供电电路和升压电路图；图3是本专利技术脉冲信号形成电路图；图4是本专利技术三轴加速度传感器电路图；图5是本专利技术USB桥接电路图；图6是本专利技术蓝牙模块、LED指示电路图；图7是本专利技术电池充电电路图；图8是本专利技术微控制器电路图。1.微控制器、2.蓝牙模块、3.升压电路、4.脉冲形成电路、5.USB桥接电路、6.LED指示电路、7.三轴加速度传感器、8.按键模块、9.电源管理模块、10.锂电池。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器（1）、蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）和锂电池（10），其特征在于：所述微控制器（1）输出引脚分别连接蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）输入端，其中升压电路（3）输出端连接脉冲形成电路（4）输入端，电源管理模块（9）输出端连接锂电池（10）输入端，电源管理模块（9）中锂电池（10）为各模块电路供电，电源管理模块（9）为微控制器（1）供电，微控制器（1）控制升压电路（3）将锂电池（10）电压升压成为直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路（4）供电，脉冲形成电路（4）在微控制器（1）的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器（7）传递三维空间方位信息到微控制器（1），微控制器（1）和蓝牙模块（2）相互传递远程控制信号，USB桥接电路（5）和微控制器（1）相互传递程序信息，所述脉冲形成电路（4）包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。...

【技术特征摘要】
1.一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，至少包括微控制器（1）、蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）和锂电池（10），其特征在于：所述微控制器（1）输出引脚分别连接蓝牙模块（2）、升压电路（3）、脉冲形成电路（4）、USB桥接电路（5）、LED指示电路（6）、电源管理模块（9）、按键模块（8）、三轴加速度传感器（7）输入端，其中升压电路（3）输出端连接脉冲形成电路（4）输入端，电源管理模块（9）输出端连接锂电池（10）输入端，电源管理模块（9）中锂电池（10）为各模块电路供电，电源管理模块（9）为微控制器（1）供电，微控制器（1）控制升压电路（3）将锂电池（10）电压升压成为直流电压VH，电压VH为脉冲形成电路（4）供电，脉冲形成电路（4）在微控制器（1）的控制下输出交流脉冲信号，三轴加速度传感器（7）传递三维空间方位信息到微控制器（1），微控制器（1）和蓝牙模块（2）相互传递远程控制信号，USB桥接电路（5）和微控制器（1）相互传递程序信息，所述脉冲形成电路（4）包括H桥电路，H桥电路中包括四只NPN三极管Q5、Q6、Q9和Q11，四只功率MOS管Q4、Q7、Q8和Q10，Q4和Q8为P沟道增强型MOS管，而Q7和Q10为N沟道增强型MOS管。2.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述微控制器（1）采用型号为MSP430的单片机。3.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述升压电路（3）使用TPS73601单片机，电路通过P6.6引脚连接微控制器（1），微控制器（1）的P6.0口将控制信号传递到升压电路（3）内的U2芯片。4.根据权利要求1所述的一种疼痛电脉冲治疗仪的硬件电路，其特征在于：所述脉冲形成电路（4）通过脉冲形成电路（4）上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5、TEST引脚与微控制器（1）相应引脚连接，脉冲形成电路（4）产生脉冲信号通过脉冲形成电路（4）上的P4.1、P4.2、P4.3、P4.4、p6.5引脚传递到微控制器（1），当P4.1和P4.2为高电平，且P4.3和P4.4为低电平时，三极管Q5和Q6导通，进而激励场效应管Q4和Q10导通，场效应管Q7和Q8截止，产生正向脉冲电流，J1端子电压升高，当P4.1和P4.2为低电平，且P4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文华，王汉文，袁华，魏向阳，尹继武，
申请(专利权)人：郑州航空港区羽丰医疗科技有限公司，汉中秦航精密机电有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41