一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪制造技术

本发明专利技术公开了一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，包括电源转换模块、嵌入式系统控制模块、触摸显示屏、通信模块、波形分流放大模块、继电器模块、继电器驱动模块、线性变压器模块以及电极输出模块，所述嵌入式系统控制模块的IO端与波形分流放大模块的输入端，所述波形分流放大模块包括运算放大器、电位器和功率放大器，通过运算放大器对嵌入式系统控制模块产生的仿真生物波进行缓冲放大并输出两路仿真生物波形，再经过电位器以及功率放大器对每路仿真生物波形进行最大线性不失真放大，并输入到继电器模块的输入端。

An embedded human-computer interaction therapeutic apparatus for bladder dysfunction

The invention discloses an embedded human-computer interactive bladder dysfunction therapeutic apparatus, which comprises a power conversion module, an embedded system control module, a touch display screen, a communication module, a waveform shunt amplifier module, a relay module, a relay drive module, a linear transformer module and an electrode output module, and the embedded module. The IO terminal of the input system control module and the input terminal of the waveform shunt amplifier module. The waveform shunt amplifier module includes an operational amplifier, a potentiometer and a power amplifier. The operational amplifier buffers and amplifies the simulated biological wave generated by the embedded system control module and outputs two simulated biological waves, which are then electrified. Bitmeter and power amplifier amplify the maximum linear undistorted waveform of each circuit and input it to the input of the relay module.

【技术实现步骤摘要】
一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪
本专利技术属于电疗器械
，特别设计采用嵌入式系统控制产生强度、频率、时间可控的仿真生物波，通过双通道多频率的模式去刺激膀胱神经从而达到治疗膀胱功能障碍的治疗仪。
技术介绍
导致膀胱功能障碍的原因有很多，如脊髓损伤、中枢神经系统病变、某些药物的副作用、产后以及过量饮酒等，其主要表现为残余尿增多、尿潴留及尿失禁等，若治疗不及时，则可能引发上尿路感染，严重者可能引起全身性感染甚至肾功能衰竭而死亡。随着科技的发展，膀胱功能障碍疾病可以通过一些有创手术如插尿管、植入刺激器等对患者进行治疗，但患者要承受手术带来的巨大痛苦及高额费用，同时也限制患者的活动范围，降低患者的生活质量。而传统的药物疗法不仅很难恢复膀胱功能，还会有一定的副作用。近年来，随着电子技术的迅速发展和医疗实践的治疗需要，越来越多的信息技术被应用到医学领域，电刺激已经成为治疗膀胱功能障碍非常重要的手段，但目前已有的膀胱功能障碍治疗仪存在一定的缺陷：1)设备价格昂贵。该设备的开发需要涉及电子工程学、生物医学、医疗器械设计等多个不同的领域，综合性较强，设计难度较大，采用微处理器及分立元器件设计，导致硬件电路板的设计体积较大，工作稳定性差，设备价格相对昂贵，难以得到广泛应用和普及。2)设备输出波形仿真度低。该设备主要是利用脉冲信号，模拟人体排尿时神经元产生的一系列生理电脉冲信号，来刺激控制膀胱收缩的肌肉，如一种便携式无创神经原性膀胱治疗仪(CN200910104124.3)采用将不同占空比的PWM调制脉冲转换成具有相同幅值的指数波脉冲作为方针生物波，其脉冲波形与人体生物波相差甚远，达不到最佳治疗效果。3)设备界面单调，操作方法复杂。现有的设备大多采用液晶显示屏，修改参数采用按键和旋钮进行控制，操作可控性差，并且设备运行时易出现误操作，对治疗过程存在一定的安全隐患。
技术实现思路
针对现有膀胱功能障碍治疗仪价格昂贵、输出波形仿真度低、界面操作复杂且存在安全隐患等缺陷，本专利技术设计了一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪。本专利技术涉及的嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，包括电源转换模块、嵌入式系统控制模块、触摸显示屏、通信模块、波形分流放大模块、继电器模块、继电器驱动模块、线性变压器模块以及电极输出模块，所述嵌入式系统控制模块的IO端与波形分流放大模块的输入端，所述波形分流放大模块包括运算放大器、电位器和功率放大器，通过运算放大器对嵌入式系统控制模块产生的仿真生物波进行缓冲放大并输出两路仿真生物波形，再经过电位器以及功率放大器对每路仿真生物波形进行最大线性不失真放大，并输入到继电器模块的输入端，所述继电器模块的输出端与线性变压器模块的输入端连接，所述线性变压器模块的输出端与电极输出模块连接，所述继电器模块的控制端与继电器驱动模块连接，所述继电器驱动模块与嵌入式系统控制模块连接，所述嵌入式系统控制模块通过继电器驱动模块控制继电器开关，通过继电器的开关来控制仿真生物波形的输出方向和持续治疗的时间，并将仿真生物波形经过线性变压器模块放大后传输给电极输出模块，由电极片刺激膀胱收缩肌进行恢复和治疗，所述触摸显示屏通过通信模块与嵌入式系统控制模块连接，所述电源转换模块给治疗仪供电。进一步地，所述波形分流放大模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一电位器、第二电位器、第一功率放大器和第二功率放大器，所述嵌入式系统控制模块的IO端与第一运算放大器的同向输入端连接，所述第一运算放大器组成第一电压跟随器，所述第一运算放大器的输出端经接地电阻分别与第二运算放大器的同向输入端、第三运算放大器的同向输入端连接，所述第二运算放大器和第三运算放大器构成第二电压跟随器和第三电压跟随器，所述第二运算放大器的输出端经分压电阻与第一电位器连接，所述第三运算放大器的输出端经分压电阻与第二电位器连接，所述第一电位器的输出端经电容与第一功率放大器的输入端连接，所述第二电位器的输出端经电容与第二功率放大器的输入端连接，第一功率放大器和第二功率放大器输出两路仿真生物波形。进一步地，所述继电器控制模块包括第一三极管、第二三极管、第一分压电路单元、第二分压电路单元，所述嵌入式系统控制模块的两个输出端分别经过第一分压电路单元、第二分压电路单元连接至第一三极管的控制端、第二三极管的控制端，所述第一三极管和第二三极管的集电极与电源转换模块的输出端连接，所述第一三极管和第二三极管的集电极用于控制继电器模块。进一步地，所述嵌入式系统控制模块包括微处理器、复位单元、晶振单元和发光二极管，所述复位单元、晶振单元和发光二极管分别与微处理器连接，所述电源转换模块给嵌入式系统控制模块供电。进一步地，所述通信模块采用RS-232收发器，触摸显示屏通过RS232收发器与微处理器进行数据交互。进一步地，所述电源转换模块包括二极管整流桥和线性稳压器，输入电压经过二极管整流桥整流并由线性稳压器转化输出12VDC电源、5VDC电源、-5VDC电源和3.3VDC电源，以满足各电路模块的用电需求。进一步地，所述触摸显示屏采用16位真彩色RGB显示屏。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该治疗仪采用反应速度快灵敏度高的触摸屏进行参数设置和操作，并设置一键锁屏功能，使得界面操作更方便，安全性更高。同时主控芯片产生的波形仿真率高，并对波形进行分路和多级线性不失真的放大，增强输出波形的稳定性，提高治疗仪的治疗效果。此外，该治疗仪也采用常见的成本低稳定性高的元件，具有现代集成电路低功耗、低成本、高性能的特点，使得治疗仪能更好的造福于普通消费者。附图说明图1所示为本专利技术中的结构框图。图2所示为本专利技术中的嵌入式系统控制模块的电路图。图3所示为本专利技术中的通信模块的电路图。图4所示为本专利技术中的波形分流放大模块、继电器模块和线性变压器模块的电路结构图。图5所示为本专利技术中的电源转换模块的电路图。图6所示为本专利技术的程序流程图。具体实施方式为使本专利技术的内容更加清楚，下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本专利技术无关的、本领域普通技术人员已知的部件的表示和描述。如图1，一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，包括电源转换模块、嵌入式系统控制模块、触摸显示屏、通信模块、波形分流放大模块、继电器模块、继电器驱动模块、线性变压器模块以及电极输出模块，所述嵌入式系统控制模块的IO端与波形分流放大模块的输入端，所述波形分流放大模块包括运算放大器、电位器和功率放大器，通过运算放大器对嵌入式系统控制模块产生的仿真生物波进行缓冲放大并输出两路仿真生物波形，再经过电位器以及功率放大器对每路仿真生物波形进行最大线性不失真放大，并输入到继电器模块的输入端，所述继电器模块的输出端与线性变压器模块的输入端连接，所述线性变压器模块的输出端与电极输出模块连接，所述继电器模块的控制端与继电器驱动模块连接，所述继电器驱动模块与嵌入式系统控制模块连接，所述嵌入式系统控制模块通过继电器驱动模块控制继电器开关，通过继电器的开关来控制仿真生物波形的输出方向和持续治疗的时间，并将仿真生物波形经过线性变压器模块放大后传输给电极输出模块，由电极本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，其特征在于，包括电源转换模块、嵌入式系统控制模块、触摸显示屏、通信模块、波形分流放大模块、继电器模块、继电器驱动模块、线性变压器模块以及电极输出模块，所述嵌入式系统控制模块的IO端与波形分流放大模块的输入端，所述波形分流放大模块包括运算放大器、电位器和功率放大器，通过运算放大器对嵌入式系统控制模块产生的仿真生物波进行缓冲放大并输出两路仿真生物波形，再经过电位器以及功率放大器对每路仿真生物波形进行最大线性不失真放大，并输入到继电器模块的输入端，所述继电器模块的输出端与线性变压器模块的输入端连接，所述线性变压器模块的输出端与电极输出模块连接，所述继电器模块的控制端与继电器驱动模块连接，所述继电器驱动模块与嵌入式系统控制模块连接，所述嵌入式系统控制模块通过继电器驱动模块控制继电器开关，通过继电器的开关来控制仿真生物波形的输出方向和持续治疗的时间，并将仿真生物波形经过线性变压器模块放大后传输给电极输出模块，由电极片刺激膀胱收缩肌进行恢复和治疗，所述触摸显示屏通过通信模块与嵌入式系统控制模块连接，所述电源转换模块给治疗仪供电。

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，其特征在于，包括电源转换模块、嵌入式系统控制模块、触摸显示屏、通信模块、波形分流放大模块、继电器模块、继电器驱动模块、线性变压器模块以及电极输出模块，所述嵌入式系统控制模块的IO端与波形分流放大模块的输入端，所述波形分流放大模块包括运算放大器、电位器和功率放大器，通过运算放大器对嵌入式系统控制模块产生的仿真生物波进行缓冲放大并输出两路仿真生物波形，再经过电位器以及功率放大器对每路仿真生物波形进行最大线性不失真放大，并输入到继电器模块的输入端，所述继电器模块的输出端与线性变压器模块的输入端连接，所述线性变压器模块的输出端与电极输出模块连接，所述继电器模块的控制端与继电器驱动模块连接，所述继电器驱动模块与嵌入式系统控制模块连接，所述嵌入式系统控制模块通过继电器驱动模块控制继电器开关，通过继电器的开关来控制仿真生物波形的输出方向和持续治疗的时间，并将仿真生物波形经过线性变压器模块放大后传输给电极输出模块，由电极片刺激膀胱收缩肌进行恢复和治疗，所述触摸显示屏通过通信模块与嵌入式系统控制模块连接，所述电源转换模块给治疗仪供电。2.如权利要求1所述的一种嵌入式的人机交互型膀胱功能障碍治疗仪，其特征在于，所述波形分流放大模块包括第一运算放大器、第二运算放大器、第三运算放大器、第一电位器、第二电位器、第一功率放大器和第二功率放大器，所述嵌入式系统控制模块的IO端与第一运算放大器的同向输入端连接，所述第一运算放大器组成第一电压跟随器，所述第一运算放大器的输出端经接地电阻分别与第二运算放大器的同向输入端、第三运算放大器的同向输入端连接，所述第二运算放大器和第三运算放大器构成第二电压跟随器和第三电压跟随器，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈香，叶露林，朱麟，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32