CN103391071A - 一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置 - Google Patents

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Abstract

一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，包括电源模块、控制模块、人机交互模块，以及平缓脉冲产生模块；所述电源模块包括电源变压器、整流稳压器和保护滤波器；所述控制模块包括数模转换模块、脉冲产生模块；所述人机交互模块包括MCU、薄膜按键、点阵显示模块和强度调节模块；电源模块一端与控制模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接；控制模块一端与电源模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接，还有一端与人机交互模块之间相互连接；所述平缓脉冲产生模块的输入脉冲信号，经过电阻、电容和运算放大器的微分电路之后，利用隔离输出变压器输出电压。可以实现更为平缓的脉冲信号峰值，在患者进行治疗时不会产生针刺般的疼痛感。

Description

一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置。
背景技术
摄食-吞咽是指食物从被认知开始，经口腔、咽部、食管到达胃部的全过程。参与的脑神经包括三叉神经、面神经、舌咽神经、副神经、舌下神经，仅直接参与咽部吞咽活动的肌肉就有26块，还不包括相关支持肌肉，摄食-吞咽是非常复杂的生理活动。吞咽功能障碍是双侧大脑半球以及脑干损害以后引起的，是脑卒中以及脑外伤病人常见的并发症。吞咽功能障碍的并发症包括吸入性肺炎、营养不良、体重下降、脱水，甚至窒息。
对吞咽功能障碍的治疗在进行常规吞咽功能训练、直接摄食训练、心理暗示等手段下，辅助吞咽障碍治疗仪进行治疗，能得到较好的康复结果。但是，现有的吞咽康复治疗仪对患者进行治疗时会产生针刺般的疼痛感，长期使用也会对人体产生不良影响，并使患者产生抵触心理，不利于治疗目的。
因此需要一种可以使脉冲信号峰值变得平缓的脉冲发生装置，以减轻治疗时产生的针刺般的疼痛感，缓解患者在治疗吞咽功能障碍时附加的疼痛感。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，以实现更为平缓的脉冲信号峰值，减轻仪器治疗对患者产生的疼痛感。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，包括电源模块、控制模块、人机交互模块，以及平缓脉冲产生模块；所述电源模块包括电源变压器、整流稳压器和保护滤波器；所述控制模块包括数模转换模块、脉冲产生模块；所述人机交互模块包括MCU、薄膜按键、点阵显示模块和强度调节模块；电源模块一端与控制模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接；控制模块一端与电源模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接，还有一端与人机交互模块之间相互连接；所述平缓脉冲产生模块的输入脉冲信号，经过电阻、电容和运算放大器的微分电路之后，利用隔离输出变压器输出电压。
进一步地，所述人机交互模块的强度调节模块输出的电压大小可调。
进一步地，所述脉冲产生模块输出的脉冲信号是按照20ms高电平→20ms低电平→20ms高电平→40ms低电平→40ms高电平→20ms低电平→40ms高电平→40ms低电平方式循环的波形。
进一步地，所述平缓脉冲产生模块输出的电压在0～25V连续可调。
本发明提供的治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，其器件集成度高，结构简单、容易操作；具有脉冲调理功能，实现脉冲信号的自动调节，并输出预定的电压，从而保持输出电压在治疗过程中的稳定性，保持了治疗的持续性；可以实现更为平缓的脉冲信号峰值，在患者进行治疗时不会产生针刺般的疼痛感，具有较好的治疗效果；并可以使能量得到更充分的利用，适于吞咽功能障碍的辅助治疗。
附图说明
图1为治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置的工作方框图；
图2为图1中电源模块的原理方框图；
图3为图1中控制模块和人机交互模块的原理方框图；
图4为图3所示的强度调节模块的电路原理图；
图5为图3所示的脉冲产生模块的电路原理图；
图6为脉冲产生模块的脉冲信号波形图；
图7为图1中平缓脉冲产生模块的电路原理图；
图8为治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置的工作原理方框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本实施例提供一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，如图1所示，包括电源模块1、控制模块2、人机交互模块3，以及平缓脉冲产生模块4，电源模块1一端与控制模块2连接，另一端与平缓脉冲产生模块4连接；控制模块2一端与电源模块1连接，另一端与平缓脉冲产生模块4连接，还有一端与人机交互模块3之间相互连接。
如图2所示，所述电源模块1包括电源变压器5、整流稳压器6和保护滤波器7。电源模块1连接至220V60W的交流电源输出线上，电源变压器5采用常规的降压变压器，交流电源经过电源变压器5降压后，再经过整流稳压器6和保护滤波器7，输出3.3V、5V和12V的直流稳压电源，输出的3.3V-5V范围的直流电压提供为控制模块2和人机交互模块3的工作电压，输出的12V直流电压作为工作电压提供给平缓脉冲产生模块4的输入端。
如图3所示，所述控制模块2包括数模转换模块8和脉冲产生模块9。所述人机交互模块3包括微处理器控制单元(Microprocessor Control Unit，MCU)10、薄膜按键11、点阵显示模块12和强度调节模块13，通过薄膜按键11将信号输入到MCU10中，由MCU10指令点阵显示模块12和强度调节模块13并将指令信号输入到控制模块2的数模转换模块8中，并且强度调节模块13为数模转换模块8提供参考电压。
如图4所示，强度调节模块13包括电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C6、电容C7和运算放大器14。在强度调节模块13中先调节输入的脉冲宽度调制(PWM)信号的占空比，然后经过电阻R5、电阻R6的限流和电容C6、电容C7的滤波，再通过运算放大器14将信号转变成电压，最后经过R7进行限流，从而达到输出的电压Uo1的大小可调，进而使数模转换模块8的参考电压大小可调。
如图5所示，脉冲产生模块9包括数模转换器15、功率放大器16、电容C8和电阻R8，数模转换器15采用电压输出型数模转换器，优选数模转换芯片TLV5627。强度调节模块13输出的电压Uo1经过数模转换模块8之后，输入脉冲产生模块9中，利用数模转换器15产生不同占空比的方波，经过功率放大器16将信号放大之后，再经过电阻R8和电容C8后，输出微分电路需要的脉冲信号Vi。该脉冲信号Vi是按照20ms高电平→20ms低电平→20ms高电平→40ms低电平→40ms高电平→20ms低电平→40ms高电平→40ms低电平方式循环的波形，该波形如图6所示。
如图7所示，平缓脉冲产生模块4包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、运算放大器17和隔离输出变压器18。输入的脉冲信号Vi，经过电阻R1的限流和电容C1、电容C2之后，峰值变得更为平缓。脉冲信号Vi的波形经过运算放大器17的微分电路进行处理之后，产生需要的刺激脉冲，即在脉冲信号Vi的波形的每个跳变时刻产生刺激脉冲。利用隔离输出变压器18输出电压Vo，输出的电压Vo在0～25V连续可调。在患者进行治疗时不会产生针刺般的疼痛感，并且可以使能量得到更充分的利用。
治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置的工作原理方框图如图8所示，该脉冲发生装置开始时，先接通电源启动脉冲发生装置；程序进行外围硬件自检和定时器初始化，发现故障时进行报警警告；定时器初始化后，主程序进行循环扫描，实时进行按键检测，检测人机交互模块3的薄膜按键11的输入，并根据薄膜按键11的输入进行点阵显示，从而进行时间波形强度设置，通过调节强度调节模块13的输出电压来控制数模转换模块8的参考电压；数模转换模块8与脉冲产生模块9之间相互作用，脉冲产生模块9输出脉冲产生信号Vi；脉冲信号Vi输入平缓脉冲产生模块4中，该信号在平缓脉冲产生模块4中进行脉冲调理，并输出反馈，然后判断是否脉冲正常(即是否满足治疗目的)，如果脉冲不正常，则重新进行脉冲调理，如果脉冲正常，则脉冲输出，从而提供治疗所需的输出电压Vo；定时结束后，脉冲发生装置关机，并再次自动接通电源，处于等待工作状态，如果不关机，则脉冲发生装置运行结束。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，其特征在于，包括电源模块、控制模块、人机交互模块，以及平缓脉冲产生模块；
所述电源模块包括电源变压器、整流稳压器和保护滤波器；
所述控制模块包括数模转换模块、脉冲产生模块；
所述人机交互模块包括MCU、薄膜按键、点阵显示模块和强度调节模块；
电源模块一端与控制模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接；控制模块一端与电源模块连接，另一端与平缓脉冲产生模块连接，还有一端与人机交互模块之间相互连接；
所述平缓脉冲产生模块的输入脉冲信号，经过电阻、电容和运算放大器的微分电路之后，利用隔离输出变压器输出电压。
2.根据权利要求1所述的治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，其特征在于，所述人机交互模块的强度调节模块输出的电压大小可调。
3.根据权利要求2所述的治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，其特征在于，所述脉冲产生模块输出的脉冲信号是按照20ms高电平→20ms低电平→20ms高电平→40ms低电平→40ms高电平→20ms低电平→40ms高电平→40ms低电平方式循环的波形。
4.根据权利要求3所述的治疗吞咽功能障碍的脉冲发生装置，其特征在于，所述平缓脉冲产生模块输出的电压在0～25V连续可调。
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