一种多通道电刺激装置及其波形输出方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多通道电刺激装置及其波形输出方法，该装置包括：电源信号接口、电源隔离电路、信号隔离电路、微处理器、升压电路、DAC输出电路、恒流源电路、极性切换电路和电刺激输出接口，其中所述电源信号接口分别与所述电源隔离电路和所述信号隔离电路连接，所述微处理器分别与所述信号隔离电路、所述升压电路、所述DAC输出电路连接；所述恒流源电路包括正向恒流源电路和逆向恒流源电路，其分别与所述升压电路、所述DAC输出电路、所述极性切换电路连接，所述极性切换电路与所述电刺激输出接口连接。本发明专利技术在不同类型的电刺激波形切换过程中，用户无需切换电刺激输出接口，使用方便。

A multichannel electrical stimulation device and its waveform output method

【技术实现步骤摘要】
一种多通道电刺激装置及其波形输出方法
本专利技术涉及医疗设备
，具体地是涉及一种多通道电刺激装置及其波形输出方法。
技术介绍
电疗是利用不同类型电流和电磁场治疗疾病的方法，是物理治疗方法中最常用的方法之一。主要有直流电疗法、直流电药物离子导入疗法、低频脉冲电疗法、中频脉冲电疗法、高频电疗法、静电疗法。不同类型电流对人体主要生理作用不同。直流电是方向恒定的电流，可改变体内离子分布，调整机体功能，常用来作药物离子导入；低、中频电流刺激神经肌肉收缩，降低痛阈，缓解粘连，常用于神经肌肉疾病，如损伤、炎症等；高频电以其对人体的热效应和热外效促进循环，消退炎症和水肿，刺激组织再生，止痛，常用以治疗损伤、炎症疼痛症候群，大功率高频电可用于加温治癌；静电主要作用是调节中枢神经和植物功能，常用于神经官能症、高血压早期、更年期症候群。直流电疗法：直流电方向恒定，强度不随时间变化。理疗用的直流电电压一般在50～80V，电流强度0.05～0.1mA/cm2。当直流电作用于人体时,体液中电解质发生电解作用，产生正、负离子，正、负离子各向其极性相反的电极移动。直流电正、负极下组织内发生的理化变化，有调整神经的兴奋性，改善局部水肿或脱水现象，促进血液循环和代谢功能的作用。并可通过分节反射，改善内脏的活动功能。临床上常用直流电来镇痛、止痒、软化瘢痕、消肿、促进组织再生，改善中枢和周围神经功能等。低频脉冲电疗法：采用频率在1kHz以下的低频脉冲电流。这种电流在人体内可引起离子和荷电微粒的迅速移动，因而对感觉神经和运动神经有明显的刺激作用。低频脉冲电流因波形不同，可分为方波、梯形波、指数曲线形波、三角波和正弦波等。根据临床治疗需要，可调整脉冲周期，脉冲宽度和升、降波时间。有时以更低频率的脉冲波去调制上述低频脉冲，这种波称低频调制波。中频电疗法：采用频率为1～100kHz的中频正弦电流。临床上常用频率为2～5kHz,常用方法有等幅中频正弦电疗法、调幅中频正弦电疗法和干扰电疗法三种。调制波频率为10～200Hz,可采用全波或半波，连续调制或间断调制，还可采用等幅波和调制波交替出现，或频率交变的调制波。调制中频电流兼有低、中频电流的特点，用于止痛或促进血液循环，较低、中频电单独应用作用明显；用于神经肌肉刺激时，由于皮肤刺痛小，病人可耐受较大电量。干扰电是利用两组频率相差0～100Hz的等幅中频正弦电流(临床多用5±0.1kHz),交叉输入人体同一部位。在交叉部形成干扰电场，在体内按正弦电波的差拍原理产生0～100Hz的低频调制中频电流。临床上利用3组等幅中频正弦电流，从三维空间交叉输入人体，形成立体干扰电场，其效果优于一般干扰电场。经改进后，采用3组强度交替改变的正弦电流,使局部的刺激作用更易为病人忍受，进一步提高治疗效果，此方法称为动态立体干扰电疗法。但是传统电刺激方案中特定的电刺激波形需要一种专用电路，无法高度兼容，使得需要多个通道多种电刺激波形同时治疗的设备需要接入不同电刺激发生模块，在多通道同时工作的时候，接口复杂，而且电刺激输出的应用部分只能相互独立无法共用，故设备体积无法做小，由于包含多个电刺激输出应用部分，每切换一种波形时需要更换应用部分，用户体验大打折扣。因此，本专利技术的专利技术人亟需构思一种新技术以改善其问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种多通道电刺激装置及其波形输出方法，其可以为解决上述技术问题提供硬件和软件上的支撑。本专利技术的技术方案是：一种多通道电刺激装置，包括：电源信号接口、电源隔离电路、信号隔离电路、微处理器、升压电路、DAC输出电路、恒流源电路、极性切换电路和电刺激输出接口，其中所述电源信号接口分别与所述电源隔离电路和所述信号隔离电路连接，所述微处理器分别与所述信号隔离电路、所述升压电路、所述DAC输出电路连接；所述恒流源电路包括正向恒流源电路和逆向恒流源电路，其分别与所述升压电路、所述DAC输出电路、所述极性切换电路连接，所述极性切换电路与所述电刺激输出接口连接。优选地，所述正向恒流源电路包括但不限于运算放大器U2B、运算放大器U2C、运算放大器U3D、二极管D12、电阻R42、电阻R49、电阻R44，其中所述DAC输出电路通过电阻R42后与所述运算放大器U2B的第五脚连接，所述运算放大器U2B的第五脚通过电阻R49后与所述运算放大器U2C的第八脚连接，所述运算放大器U2C的第十脚通过二极管D12后所述极性切换电路连接；所述运算放大器U2B的第七脚与所述运算放大器U3D的第十二脚连接，所述运算放大器U3D的第十三脚和第十四脚通过电阻R44后与所述微处理器连接。优选地，所述逆向恒流源电路包括但不限于高压运算放大器U5B、NMOS管Q4、高压运算放大器U5C、电阻R45、电阻R48，其中所述高压运算放大器U5B的第七脚通过电阻R45后与所述NMOS管Q4的第一脚连接，所述NMOS管Q4的第三脚与所述极性切换电路和所述高压运算放大器U5C的第十脚连接，所述高压运算放大器U5C的第八脚和第九脚通过电阻R48后与所述微处理器连接。优选地，还包括一硬件紧停按钮，其与所述极性切换电路连接。优选地，所述极性切换电路包括模拟开关U6、模拟开关U8、上拉电阻R7，其中所述正向恒流源电路中的二极管D12的正极端与所述模拟开关U8的第五脚连接；所述逆向恒流源电路中的NMOS管Q4的第三脚与所述模拟开关U8的第七脚连接；所述模拟开关U6的第十四脚和所述模拟开关U8的第十四脚均与所述硬件紧停按钮、所述微处理器和所述上拉电阻R7连接。优选地，还包括一稳压电路，所述稳压电路与所述电源隔离电路与所述微处理器连接。一种基于上述所述的多通道电刺激装置的波形输出方法，包括如下步骤：S1：功能初始化；S2：接受协议信息，并对其进行解析，获取到每个通道对应的波形、频率、幅值等特征信息；S3：判断否有紧停按钮按下，若有则硬件中止所有输出，软件停止参数输出并上报给上位机，如果没有则进入步骤S4；S4：根据设置的数量以及通道号、轮询输出对应的波形；S5：计算DAC输出值,极性输出；S6：根据ADC采集的数据，计算各个通道负载阻抗的值，从而得到当前负载的状态；S7：上报给上位机当前负载的状态，包括工作有无异常、负载阻抗大小、是否有导联脱落以及是否有导联短接。优选地，所述步骤S2具体包括：S21：利用定时器分时处理，串口处理5ms轮询一次，检测是否有协议信息；S22：当有协议信息后，放入串口接收二维缓冲区内，该缓冲区用于存放协议信息，防止出现协议覆盖的情况；S23：接收完协议后进行解析，获取到每个通道对应的波形、频率、幅值等特征信息。优选地，所述步骤S22具体包括：S221：判断写指针和读指针是否相等，若是则进入步骤S222，如不是则进入步骤S224；S222：判断是否接收到协议，若是则进入步骤S223，若不是则返回步骤S21；S223：接收一条协议，二维写指针进1；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多通道电刺激装置，其特征在于，包括：电源信号接口、电源隔离电路、信号隔离电路、微处理器、升压电路、DAC输出电路、恒流源电路、极性切换电路和电刺激输出接口，其中所述电源信号接口分别与所述电源隔离电路和所述信号隔离电路连接，所述微处理器分别与所述信号隔离电路、所述升压电路、所述DAC输出电路连接；所述恒流源电路包括正向恒流源电路和逆向恒流源电路，其分别与所述升压电路、所述DAC输出电路、所述极性切换电路连接，所述极性切换电路与所述电刺激输出接口连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种多通道电刺激装置，其特征在于，包括：电源信号接口、电源隔离电路、信号隔离电路、微处理器、升压电路、DAC输出电路、恒流源电路、极性切换电路和电刺激输出接口，其中所述电源信号接口分别与所述电源隔离电路和所述信号隔离电路连接，所述微处理器分别与所述信号隔离电路、所述升压电路、所述DAC输出电路连接；所述恒流源电路包括正向恒流源电路和逆向恒流源电路，其分别与所述升压电路、所述DAC输出电路、所述极性切换电路连接，所述极性切换电路与所述电刺激输出接口连接。


2.如权利要求1所述的多通道电刺激装置，其特征在于：所述正向恒流源电路包括但不限于运算放大器U2B、运算放大器U2C、运算放大器U3D、二极管D12、电阻R42、电阻R49、电阻R44，其中所述DAC输出电路通过电阻R42后与所述运算放大器U2B的第五脚连接，所述运算放大器U2B的第五脚通过电阻R49后与所述运算放大器U2C的第八脚连接，所述运算放大器U2C的第十脚通过二极管D12后所述极性切换电路连接；所述运算放大器U2B的第七脚与所述运算放大器U3D的第十二脚连接，所述运算放大器U3D的第十三脚和第十四脚通过电阻R44后与所述微处理器连接。


3.如权利要求1或2所述的多通道电刺激装置，其特征在于：所述逆向恒流源电路包括但不限于高压运算放大器U5B、NMOS管Q4、高压运算放大器U5C、电阻R45、电阻R48，其中所述高压运算放大器U5B的第七脚通过电阻R45后与所述NMOS管Q4的第一脚连接，所述NMOS管Q4的第三脚与所述极性切换电路和所述高压运算放大器U5C的第十脚连接，所述高压运算放大器U5C的第八脚和第九脚通过电阻R48后与所述微处理器连接。


4.如权利要求1-3任一所述的多通道电刺激装置，其特征在于：还包括一硬件紧停按钮，其与所述极性切换电路连接。


5.如权利要求1-4任一所述的多通道电刺激装置，其特征在于：所述极性切换电路包括模拟开关U6、模拟开关U8、上拉电阻R7，其中所述正向恒流源电路中的二极管D12的正极端与所述模拟开关U8的第五脚连接；所述逆向恒流源电路中的NMOS管Q4的第三脚与所述模拟开关U8的第七脚连接；所述模拟开关U6的第十四脚和所述模拟开关U8的第十四脚均与所述硬件紧停按钮、所述微处理器和所述上拉电阻R7连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁衍，刘锋，何润宝，
申请(专利权)人：苏州小蓝医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32