CN101485561B

CN101485561B - 一种测痛设备

Info

Publication number: CN101485561B
Application number: CN2009100795633A
Authority: CN
Inventors: 韩济生; 刘亦鸣; 柴玉峰; 陈云; 崔彩莲; 张珏; 方竞
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2009-03-06
Filing date: 2009-03-06
Publication date: 2011-06-29
Anticipated expiration: 2029-03-06
Also published as: CN101485561A

Abstract

本发明涉及一种测痛设备，其特征在于：它包括一手持控制器、一无关电极和一刺激电极，手持控制器包括显示输入设备、控制电路和电源；无关电极和刺激电极均通过导线连接在手持控制器的控制电路上；控制电路包括单片机、A/D采样电路、D/A输出电路、反馈电路和驱动电路；显示输入设备与单片机进行信息交互，设定单片机工作模式并显示控制结果；单片机通过D/A输出电路输出模拟信号到驱动电路；驱动电路对无关电极和刺激电极施加电流；A/D采样电路通过反馈电路对驱动电路进行电流采样，并将采样后的模拟信号转换成数字信号输入单片机中，对D/A输出电路进行反馈控制。本发明的测痛设备适用于简单的医疗条件下对生物体进行痛感测试，为进一步的诊断和治疗提供可靠依据。

Description

一种测痛设备

技术领域

本发明涉及一种医疗辅助仪器，特别是关于一种用于获取人体疼痛量化参数的测痛设备。

背景技术

目前在临床中对感觉神经纤维的临床检查，均以触觉、痛觉以及二点辨别感觉为主。由于痛觉是一种主观感受，因此难以从客观上对疼痛的程度进行量化衡量。目前临床上对痛觉的评估方法大多通过患者的问询和行为观察，这种评估方法都非客观测量，因此不但难以真实反映疼痛程度，而且干扰因素多且可靠性差。

为了准确判断疼痛的程度和范围，根据不同人群的“痛阈”和“耐痛阈”制定出有价值的“痛值”表，作为进一步检查、治疗和康复的依据，同时减少患者在诊断中的痛苦，许多不同类型的测痛设备应运而生。测痛设备用于测定人体的痛阈和耐痛阈，以及伴随痛刺激的情绪或心理反应所引起的痛觉变化，适用于生理学及心理学实验，也可作为临床教学和科研的辅助仪器。测痛设备的原理有机械的(毛发针、弹簧针)、辐射热的、电流的、化学的、电热的和温控的等多种。传统测痛设备较多使用辐射热刺激，设备复杂且体积大，辐射热刺激的时间与强度控制不当易导致被测者灼伤。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种体积小，便于携带，可设定多种工作模式，并且在使用中不会对患者造成额外不适感的测痛设备。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种测痛设备，其特征在于：它包括一手持控制器、一无关电极和一刺激电极，所述手持控制器包括显示设备、输入设备、控制电路和电源；所述无关电极和刺激电极均通过导线连接在手持控制器的控制电路上；所述控制电路包括单片机、A/D采样电路、D/A输出电路、反馈电路和驱动电路；所述显示设备和输入设备与所述单片机进行信息交互，显示设备进行工作参数显示，输入设备对单片机的工作模式和电流模式进行设定；所述单片机根据所述输入设备输入的控制命令输出相应的数字命令到D/A输出电路，D/A输出电路输出模拟驱动信号到所述驱动电路；所述驱动电路根据所述模拟驱动信号对所述无关电极和刺激电极施加驱动电流；所述A/D采样电路通过所述反馈电路对所述驱动电路进行采样，并将采样后的模拟信号转换成数字信号输入所述单片机中，通过调节所述D/A输出电路的模拟驱动信号，对控制驱动电路的输出进行反馈控制；所述无关电极包括一设置在系带上的铜电极，所述导线连接在所述铜电极上；所述刺激电极包括电极帽和电极座，所述电极帽中心有一通孔，所述导线穿过所述通孔连接一圆片状铜电极，所述电极帽下端设置有外螺纹；所述电极座上端为圆筒形，所述圆筒形的内侧为与所述电极帽匹配的内螺纹，所述圆筒形的下端为一倒圆锥形的填充槽，所述填充槽的圆锥形尖端开口与所述电极座底部贯通；所述填充槽内填充渗入高导电溶液的医用棉。

所述显示设备和输入设备分别为一显示屏和一键盘，或所述显示设备和输入设备集成为一触摸显示屏。

所述单片机为MSP430芯片。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明利用不断连续或阶梯升高的恒流电流，通过测量达到刺激效果的电流大小，得到生物体相应的痛感度量值；本发明的测量值不随皮肤电阻的变化或击穿而改变，准确性好且精度高；更重要的是本发明还保护被测生物体不受到额外的不适感，使治疗过程更加人性化。2、本发明的控制器核心是一个单片机，因此具有体积小、重量轻的特点。3、本发明的控制器可进行程序预置，因此可根据需要选择不同的工作模式，并在条件允许的情况下对工作模式进行升级和更新。4、本发明的刺激电极有上下螺纹的配合，在填充槽中加入浸有饱和钾离子溶液的药棉，使生物体承受的电流更小的同时，测痛效果更加明显，且在测痛过程中刺激电极不会造成溢液，具有高的稳定性和保障性。本发明的测痛设备由于具有以上优点，适用于简单的医疗条件下对生物体进行痛感测试，为进一步的诊断和治疗提供可靠依据。

附图说明

图1是本发明的系统整体示意图

图2是本发明的手持控制器示意图

图3是本发明的无关电极的侧视示意图

图4是本发明的无关电极的俯视示意图

图5是本发明的刺激电极的主视示意图

图6是本发明的刺激电极的俯视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，它包括一手持控制器1、一无关电极2和一刺激电极3。手持控制器包括一LCD显示屏11、一键盘12、一内置的控制电路13和一电源14，其中LCD显示屏11和键盘12与控制电路13连接，电源14为LCD显示屏11和控制电路13供电。电源14可为普通的蓄电池。无关电极2和刺激电极3均通过导线4连接在手持控制器1的控制电路13上。

如图2所示，控制电路13包括单片机131、A/D采样电路132、D/A输出电路133、反馈电路134和驱动电路135，其中使用MSP430芯片作为单片机131。LCD显示屏11和键盘12分别为本发明系统的显示设备和输入设备。在本发明的实施例中，操作者通过键盘12将控制命令输入控制电路13的单片机131，单片机131按照内置的工作模式输出显示信号到LCD显示屏11，进行工作参数显示。单片机131的内置的工作模式包括连续、脉冲和阶梯等电流模式；交流、直流和延时等电流参数。如条件允许，可将LCD显示屏11改为触摸屏，这样可在一个设备上同时实现工作参数显示以及工作模式、电流模式设定的两种功能。

本发明的控制系统是一个闭环反馈控制系统，输入设备输入控制命令到单片机131对工作模式和电流参数进行选择，单片机131根据控制命令输出相应的数字命令到D/A输出电路133，D/A输出电路133将数字命令转换成模拟驱动信号输出到驱动电路135。驱动电路135根据获得的模拟信号对无关电极2和刺激电极3施加驱动电流，驱动电流的初始大小可以为默认大小，也可以通过输入设备进行人工设定。A/D采样电路132通过反馈电路134对驱动电路135的驱动电流进行采样，将得到的模拟采样信号转换成数字采样信号输入单片机131中进行计算，通过调节D/A输出电路133的模拟驱动信号输出，对驱动电路135输出的驱动电流进行反馈控制，并根据需要对驱动电流进行实时改变。

如图3、图4所示，本发明的无关电极2为一设置在系带21上的长方形铜电极22，导线4连接在铜电极22上。在系带21两侧可以设置有两个耳状孔，通过拉绳将无关电极2固定在患者身上。还可以在系带21上设置尼龙搭扣或其它固定件，将其固定在患者身上。

如图5、图6所示，本发明的刺激电极3主要由电极帽31和电极座32两部分组成。其中电极帽31中心有一通孔，导线4穿过通孔连接一圆片状铜电极33，电极帽31下端设置有外螺纹34。电极座32上端为圆筒形，圆筒形的内侧为与电极帽31匹配的内螺纹35，圆筒形的下端为一倒圆锥形的填充槽36，填充槽36的圆锥形尖端开口37，系带38围绕在圆筒形的下部，填充槽36底部开口37恰好位于系带38的一侧边。系带38将刺激电极3固定在患者身上的方式，可以与无关电极2所描述的各种方式相同。

本发明使用时，首先将刺激电极3的填充槽36内填充医用棉，并在医用棉中加入适量的液体，充分润湿医用棉且不致溢出。由于氯化钾溶液为高导电液体，且其中的钾离子渗透入皮下组织，对神经纤维细胞有刺激作用，刺激神经末梢反射性引起疼痛感觉，因此本实施例中的溶液为氯化钾饱和溶液。这样不但可以使低电流通过即可达到生物体疼痛的效果，还可避免干燥皮肤接触电流导致的过度痛感。准备工作完成后，即可进行测痛，其步骤如下：

1、将刺激电极3通过系带38固定在生物体的测痛部位；浸入饱和氯化钾溶液的医用棉放入电极座32的填充槽36中，之后拧上电极帽31，在电极帽31上的外螺纹34和电极座32上的内螺纹35紧密配合的同时，铜电极33挤压填充槽35中的医用棉，使其中的氯化钾饱和溶液通过填充槽35的圆锥形顶端开口37流到生物体的皮肤上。

2、将一块棉纱用生理盐水湿润后固定在无关电极2和生物体皮肤之间，避免干燥的皮肤受电流刺激产生额外的痛感。将无关电极2通过系带21固定在生物体的测痛部位附近，相距刺激电极3几厘米到十几厘米不等，且两电极需在同一区域(或部位)。

3、通过LCD显示屏11和键盘12启动系统，设定工作模式。

4、观察生物体的反应和LCD显示屏11上显示的刺激强度。

5、当生物体有明确疼痛反映时，及时停止刺激，并记录LCD显示屏11显示的相关数据。

本发明可以预先通过对产生痛感的电流进行量化分级，设置与电流强度相对应的痛感量化等级。实际测量中，便可以根据达到刺激效果时的电流强度，得到相应的度量值，并进行记录。本发明的装置有效的精确度量了生物体的“痛阈”和“耐痛阈”，从而制定出有价值的“痛值表”为病情的诊断和治疗提供了科学的依据。

Claims

1.一种测痛设备，其特征在于：它包括一手持控制器、一无关电极和一刺激电极，所述手持控制器包括显示设备、输入设备、控制电路和电源；所述无关电极和刺激电极均通过导线连接在手持控制器的控制电路上；所述控制电路包括单片机、A/D采样电路、D/A输出电路、反馈电路和驱动电路；所述显示设备和输入设备与所述单片机进行信息交互，显示设备进行工作参数显示，输入设备对单片机的工作模式和电流模式进行设定；

所述单片机根据所述输入设备输入的控制命令输出相应的数字命令到D/A输出电路，D/A输出电路输出模拟驱动信号到所述驱动电路；所述驱动电路根据所述模拟驱动信号对所述无关电极和刺激电极施加驱动电流；所述A/D采样电路通过所述反馈电路对所述驱动电路进行采样，并将采样后的模拟信号转换成数字信号输入所述单片机中，通过调节所述D/A输出电路的模拟驱动信号，对控制驱动电路的输出进行反馈控制；

所述无关电极包括一设置在系带上的铜电极，所述导线连接在所述铜电极上；

所述刺激电极包括电极帽和电极座，所述电极帽中心有一通孔，所述导线穿过所述通孔连接一圆片状铜电极，所述电极帽下端设置有外螺纹；所述电极座上端为圆筒形，所述圆筒形的内侧为与所述电极帽匹配的内螺纹，所述圆筒形的下端为一倒圆锥形的填充槽，所述填充槽的圆锥形尖端开口与所述电极座底部贯通；所述填充槽内填充渗入高导电溶液的医用棉。

2.如权利要求1所述的一种测痛设备，其特征在于：所述显示设备和输入设备分别为一显示屏和一键盘，或所述显示设备和输入设备集成为一触摸显示屏。

3.如权利要求1或2所述的一种测痛设备，其特征在于：所述单片机为MSP430芯片。