CN102949782B - 一种肌肉电刺激仪器及在肛门成形术中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种肌肉电刺激仪器，所述的肌肉电刺激仪器，包括主机和探针二部分，探针通过导线和主机相连，主机包括电源电路，脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲输出调幅和隔离电路，所述脉冲波形发生和脉宽调节电路产生的脉冲周期为1赫兹，脉冲宽度小于80毫秒；所述脉冲输出调幅和隔离电路由脉冲变压器和可变电阻组成，所述脉冲变压器的初级线圈接脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲变压器的感应线圈和可变电阻串接，所述探针为两个，分别和脉冲变压器感应线圈的一端及所述可变电阻的调节端相连。本发明还提供了肌肉电刺激仪器的应用。本发明简便易行，为肛门成形手术中肌肉电刺激提供了方便的仪器工具；由于有脉冲变压器的隔离，在手术中应用不易伤及患者。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种肌肉电刺激仪器及应用，所述仪器包括主机和探针二部分，探针通过导线和主机相连，主机包括电源电路，脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲输出调幅和隔离电路。
背景技术
新生儿先天性肛门闭锁是小儿外科常见的先天性疾病,为胚胎时期后肠发育障碍所致的消化畸形,占先天性消化道畸形首位。先天性肛门闭锁处置优劣,不仅关系到患儿生存与否,而且影响患儿成长过程中的生活质量。先天性肛门闭锁患儿需要手术治疗，其中之一是进行肛门成形手术，通过对会阴部位皮肤的电刺激，观察外括约肌的收缩，以判断肛门外括约肌的中心部位；手术过程中对盆底肌肉电刺激，保持正确的解剖径路，提高术后疗效。
中国专利申请号200720151301，公开了一种盆底肌电刺激器。中国专利申请号200410048090，公开了电刺激专用棒。中国专利申请号200780021028.1，公开了对肌肉进行电刺激以便治疗粪便失禁和或盆腔内器官脱垂的方法及器械。中国专利申请号00129246.3，公开了基于电刺激的肌肉训练装置及其使用方法。但是，关于一种应用于肛门成形术的肌肉电刺激仪器未见报道。
发明内容
本发明的目的是，提供一种方便在肛门成形手术中应用，脉冲电刺激输出信号和仪器的其他部分隔离的，保证手术过程肌肉电刺激安全可靠的仪器。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种肌肉电刺激仪器，包括主机和探针二部分，探针通过导线和主机相连，主机包括电源电路，脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲输出调幅和隔离电路，电源电路为主机供电；脉冲波形发生和脉宽调节电路产生的脉冲周期为1赫兹，脉冲宽度小于80毫秒；脉冲输出调幅和隔离电路由脉冲变压器和可变电阻组成，脉冲变压器的初级线圈接脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲变压器的感应线圈和可变电阻串接，探针为两个，分别和脉冲变压器感应线圈的一端及所述可变电阻的调节端相连。
本发明有如下有益效果：实验证明在脉冲周期为1赫兹，脉冲宽度小于80毫秒时肛门肌肉电刺激肌肉收缩效果明显；简便易行，为肛门成形手术中肌肉电刺激提供了方便的仪器工具；由于有脉冲变压器的隔离，脉冲电刺激输出信号和仪器的其他部分是隔离的，在手术中应用不易伤及患者，保证手术过程中肌肉电刺激安全可靠。
本发明的优选方案之一：一种肛门肌肉电刺激仪器的脉冲波形发生和脉宽调节电路由工作于无稳状态的NE555多谐振荡电路和工作于单稳状态的NE555脉冲启动单稳电路组成，NE555多谐振荡电路产生固定周期脉冲，后进入NE555脉冲启动单稳电路进行脉宽调整。这样做的有益效果是电子线路简单可靠，调节方便，便于手术现场使用。
本发明的优选方案之二：一种肛门肌肉电刺激仪器的主机包括微处理器，显示电路，按键电路，微处理器包括模数转换模块，和显示电路，按键电路相连；脉冲波形发生和脉宽调节电路为脉冲宽度调制电路，其和微处理器相连或包括在微处理器中，由微处理器自带或用计数器模拟产生。这样做的有益效果是可以对脉冲频率，脉宽，脉冲幅度等参数显示，定量操作，提高手术现场肌肉电刺激效果。
本发明另一目的是，提供一种肛门肌肉电刺激仪器的用途。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种肛门肌肉电刺激仪器在肛门成形术中进行肌肉电刺激的应用。
上述技术方案的有益效果是可以判断肛门外扩约肌的肌肉收缩走向和中心位置以及盆底复合肌收缩活动，便于保持手术正确的解剖径路，提高肛门成形术治疗效果和术后长期疗效。
附图说明
图1是所述一种肛门肌肉电刺激仪器实施例1原理图。
图2是所述一种肛门肌肉电刺激仪器实施例2原理示意图。
具体实施方式
下面结合实施例并参照附图对本发明作进一步描述。
实施例1
参看附图1所述一种肛门肌肉电刺激仪器实施例1原理图。
其中优选的电阻值是：R1：1KΩ；R2：1KΩ；R3：20KΩ；R4：1KΩ；R5：100Ω；R6：20Ω。
其中优选的可变电阻值是：W1：10MΩ；W2：200KΩ；W3：22KΩ。
其中优选的电容值是：C1：220nF；C2：0.01μF；C3：1500pF；C4：0.33μF；C5：0.01μF。
集成电路型号：IC1，IC2：NE555。脉冲变压器的初级线圈和感应线圈数量比为1:10。
IC1和周边电路构成占空比可调的脉冲振荡电路，W1可调节输出脉冲占空比；IC2和周边电路构成脉宽调整的脉冲启动单稳电路，W2调整输出脉冲脉宽；W3接在脉冲变压器的感应线圈回路中，调整输出脉冲幅度。
电源采用9V电池供电；脉冲变压器的初级线圈接IC2的3号脚脉冲输出端后VD3的集电极，脉冲变压器的感应线圈和可变电阻W3串接，探针为两个，分别和脉冲变压器感应线圈的一端及W3的调节端相连；探针除包括电极外，还包括吸附剂，例如内部有氧化铝（或活性炭）的医用棉包住探针，用来吸附手术过程中的臭气渗水和渗血，是一次性的。
在探针的两端加上由51KΩ和220nF并联的模拟人体负载，上电后第一部分的IC1构成的占空比可调的脉冲振荡电路产生一个周期1赫兹，几百微秒脉冲；第二部分的IC2构成的脉宽调整的脉冲启动单稳电路输出频率和第一部分相同，脉冲宽度可在几百微妙到80毫妙之间调节的矩形波；最后经过1:10的脉冲变压器输出幅度从0到100多伏特可调节的正负几百微妙的脉冲刺激波。
| 频率 | 1Hz | 1Hz | 1Hz | 0.1Hz | 10Hz |
| 脉宽 | 40ms | 80ms | 100μs | 40ms | 40ms |
| 肌肉收缩效果 | 明显 | 明显 | 明显 | 太慢，不明显 | 太快，不明显 |
参考上表，进一步临床实验发现，IC1和IC2产生的脉冲频率为1赫兹，脉冲宽度小于80毫秒时肛门肌肉电刺激肌肉收缩效果最明显，易观察，方便临床医生操作；脉宽大于80ms时脉冲能量过大，患者有不适感觉，不建议临床使用。
实施例2
参看附图2所述一种肛门肌肉电刺激仪器实施例2原理示意图。
本实施例是以微处理器为核心的肛门肌肉电刺激仪器技术方案，可采用C8051F020/1/2/3微处理器，这是完全集成的混合信号系统级MCU芯片，具有64个数字I/O引脚（C8051F020/2）或32个数字I/O引脚（C8051F021/3）。下面列出了一些主要特性：高速、流水线结构的8051兼容的CIP-51内核（可达25MIPS）全速、非侵入式的在系统调试接口（片内）；真正12位（C8051F020/1）或10位（C8051F022/3）、100ksps的8通道ADC，带PGA和模拟多路开关；真正8位500ksps的ADC，带PGA和8通道模拟多路开关；两个12位DAC，具有可编程数据更新方式；64K字节可在系统编程的FLASH存储器；4352（4096+256）字节的片内RAM；可寻址64K字节地址空间的外部数据存储器接口；硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行接口；5个通用的16位定时器；具有5个捕捉/比较模块的可编程计数器/定时器阵列；片内看门狗定时器、VDD监视器和温度传感器；具有片内VDD监视器、看门狗定时器和时钟振荡器的C8051F020/1/2/3是真正能独立工作的片上系统。本实施例微处理器外接LED或LCD显示电路，和矩阵键盘方便显示和操作；微处理器自带的模数转换电路可以检测脉冲的幅度，微处理器自带的计数器可以模拟脉冲宽度调制电路，其脉冲频率和脉冲宽度可以显示在LED或LCD显示电路上。本实施例其他技术细节和实施例1相同。
实施例3
先天性无肛门病人的肛门成形手术中，利用本发明一种肌肉电刺激仪器对患者会阴部皮肤刺激，观察外括约肌的收缩，从而判断肛门外括约肌的收缩活动和中心部位，进而通过将肛门再造于正常的生理部位，提高无肛病人术后肛门的功能和美观；在肛门成形手术中利用本发明一种肌肉电刺激仪器对患者盆底肌肉进行刺激，观察肌肉收缩活动，便于保持正确的解剖径路，提高术后疗效。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种肌肉电刺激仪器，包括主机和探针二部分，探针通过导线和主机相连，主机包括电源电路，脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲输出调幅和隔离电路，电源电路为主机供电，其特征在于：所述电源电路为电池，所述脉冲波形发生和脉宽调节电路由工作于无稳状态的NE555多谐振荡电路和工作于单稳状态的NE555脉冲启动单稳电路组成，NE555多谐振荡电路产生固定周期脉冲，后进入NE555脉冲启动单稳电路进行脉宽调整，所述脉冲波形发生和脉宽调节电路产生的脉冲周期为1赫兹，脉冲宽度小于80毫秒；所述脉冲输出调幅和隔离电路由脉冲变压器和可变电阻组成，所述脉冲变压器的初级线圈数量和感应线圈数量比为1:10，所述脉冲变压器的初级线圈接脉冲波形发生和脉宽调节电路，脉冲变压器的感应线圈和可变电阻的两个固定端串接，所述探针为两个，分别和脉冲变压器感应线圈的一端及所述可变电阻的调节端相连。
2.根据权利要求1所述的一种肌肉电刺激仪器，其特征在于：所述探针除包括电极外，还包括吸附剂。
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