CN108310637B - 一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪 - Google Patents

一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，包括拥有多个不同混沌系统的混沌系统模块、用于切换不同混沌系统的电子切换开关、电压放大器、功率放大器以及微处理器，所述的混沌系统模块、电子切换开关、电压放大器和功率放大器依次连接，所述的微处理器分别与所述的电子切换开关、功率放大器连接，所述功率放大器的输出端连接有电极，所述电极的输出端设有将所述电极的输出电流或电压反馈至所述微处理器以调节所述功率放大器的检测保护电路。本发明针对不同的治疗对象，通过电子切换开关切换不同混沌系统工作，能产生多种不同的连续频谱信号，经放大后对病人进行治疗，能有效降低病人抗耐受性和提高治疗效果。

Description

一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪
技术领域
本发明涉及电针治疗技术领域，更具体地说，它涉及一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪。
背景技术
目前临床使用的电刺激治疗仪都是使用振荡电路产生单一频率的正弦波、锯齿波、方波或三角波信号，经过放大后，利用功率放大器或者升压变压器升压得到足够的电压实现电刺激。传统电针治疗仪中的振荡电路采用了RC振荡器或者是LC振荡器产生电刺激信号，这些信号要么是单频率信号如正弦波，要么是含有谐波成分的电信号如方波，无论是哪一种，它们的频谱都是离散的，实践证明，采用此类电刺激信号进行治疗，病人很快就会对刺激产生抗耐受性，不得不加大剂量，影响治疗效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种能产生连续频谱信号、降低病人抗耐受性和提高治疗效果的基于多混沌系统的宽带电针治疗仪。
本发明的技术方案是这样的：一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，包括拥有多个不同混沌系统的混沌系统模块、用于切换不同混沌系统的电子切换开关、电压放大器、功率放大器以及微处理器，所述的混沌系统模块、电子切换开关、电压放大器和功率放大器依次连接，所述的微处理器分别与所述的电子切换开关、功率放大器连接，所述功率放大器的输出端连接有电极，所述电极的输出端设有将所述电极的输出电流或电压值反馈至所述微处理器以调节所述功率放大器的检测保护电路；所述微处理器用于针对不同的治疗对象控制所述电子切换开关切换至相应的混沌系统进行混沌信号输出，并控制所述功率放大器进行信号幅度调节，以及设定治疗时间；所述微处理器还用于根据所述检测保护电路反馈的输出电流或电压值实时调节所述功率放大器输出电流或电压的大小，当所述检测保护电路反馈的输出电流或电压值超过了预设置的安全值时，所述微处理器发出警报并及时关断所述功率放大器的输出以起到保护的作用。
作为进一步地改进，所述的混沌系统模块包括与所述电子切换开关连接的Lorenz混沌系统、Lü混沌系统和Rossler混沌系统。
进一步地，所述的电子切换开关包括三片分别与所述Lorenz混沌系统、Lü混沌系统和Rossler混沌系统相对应且相互并联的CD4066芯片。
进一步地，所述的电压放大器为型号为NE5532的集成运算放大器。
进一步地，所述的功率放大器由场效应管放大器和升压变压器串联后与型号为TDA7294的功率放大器并联组成。
进一步地，所述的微处理器为型号为STM32的微处理器。
进一步地，还包括与所述微处理器连接的显示屏和键盘。
有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、通过设置多个不同的混沌系统，并设置微处理器和电子切换开关针对不同的治疗对象切换不同的混沌系统工作，能产生多种不同的连续频谱信号，经放大后对病人进行治疗，能有效降低病人抗耐受性和提高治疗效果；
2、微处理器根据检测保护电路反馈的输出电流或电压值实时调节功率放大器输出电流或电压的大小，提高治疗效果，当输出电流或电压超过了预设置的安全值时，微处理器发出警报信号并及时关断功率放大器的输出，起到保护的作用，提高治疗的安全性；
3、电子切换开关能根据治疗需要切换不同的混沌系统，切换速度快，稳定性高；
4、电压放大器能有效放大混沌系统产生的连续频谱信号；
5、功率放大器的带宽达到50KHz，能满足多种治疗需要，适用范围广；
6、显示屏能实时显示治疗过程的电流或电压信号，直观方便，键盘能方便对治疗过程进行设置。
附图说明
图1为本发明的方框图；
图2为本发明中Lorenz混沌系统的电路图；
图3为本发明中Lorenz混沌系统的频谱图；
图4为本发明中电压放大器的电路图。
其中：1-混沌系统模块、2-电子切换开关、3-电压放大器、4-功率放大器、5-微处理器、6-电极、7-检测保护电路、8-Lorenz混沌系统、9-Lü混沌系统、10-Rossler混沌系统、11-显示屏、12-键盘。
具体实施方式
下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
参阅图1，一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，包括拥有多个不同混沌系统的混沌系统模块1、用于切换不同混沌系统的电子切换开关2、电压放大器3、功率放大器4以及微处理器5，混沌系统模块1、电子切换开关2、电压放大器3和功率放大器4依次连接，微处理器5分别与电子切换开关2、功率放大器4连接，功率放大器4的输出端连接有电极6，混沌系统模块1中的不同混沌系统的输出信号一般只有0.8Vpp，要达到对人体产生明显的生理刺激电压一般需要30～80Vpp，电压放大器3能有效将混沌系统模块1输出的微弱信号放大到2Vpp，再将信号输入到功率放大器4进一步放大，然后通过电极6将电信号作用到人体，电极6的输出端设有将电极6的输出电流或电压值反馈至微处理器5以调节功率放大器4的检测保护电路7；混沌系统模块1能产生多种不同连续频谱的混沌信号，性能优良，这些混沌信号包含有丰富的频率成分，微处理器5用于针对不同的治疗对象控制电子切换开关2切换至相应的混沌系统进行混沌信号输出，并控制功率放大器4进行信号幅度调节，以及设定治疗时间；微处理器5还用于根据检测保护电路7反馈的输出电流或电压值实时调节功率放大器4输出电流或电压的大小，提高治疗效果，当检测保护电路7反馈的输出电流或电压值超过了预设置的安全值时，微处理器5发出警报并及时关断功率放大器4的输出以起到保护的作用，提高治疗的安全性；通过设置多个不同的混沌系统，并设置微处理器5和电子切换开关2针对不同的治疗对象切换不同的混沌系统工作，能产生多种不同的连续频谱信号，经放大后对病人进行治疗，能有效降低病人抗耐受性和提高治疗效果。
在本实例中，混沌系统模块1包括与电子切换开关2连接的Lorenz混沌系统8、Lü混沌系统9和Rossler混沌系统10，以上的混沌系统能提供不同连续频谱范围和不同脉宽的混沌信号，混沌信号含有丰富的谐波成分，而且具有很高输出幅度，信号稳定性高，如图2、3所示，Lorenz混沌系统8的电路采用了多个型号为741的集成运算放大器组成，在Lorenz混沌系统8中从1KHZ到100KHZ的信号频谱是连续的，含有丰富的谐波成分，而且从1KHZ到20KHZ的低频信号具有很高输出幅度，实践证明，具有很好的刺激灵敏度和治疗效果，由于采用了混沌系统的信号作为电刺激信号，没有必要再对频率进行调节，当然混沌系统模块1也可以采用其他的混沌系统，只需通过电子切换开关2切换就可以实现不同混沌系统的信号输出，以达到针对不同的治疗对象采用不同的混沌信号进行刺激，保证治疗效果。
电子切换开关2包括三片分别与Lorenz混沌系统8、Lü混沌系统9和Rossler混沌系统10相对应且相互并联的CD4066芯片，通过微处理器5控制每一CD4066芯片工作以实现切换不同的混沌系统进行输出信号，电子切换开关2能根据治疗需要切换不同混沌系统，切换速度快，稳定性高。
如图4所示，电压放大器3为型号为NE5532的集成运算放大器，电压放大器3放大倍数为10倍，能有效放大混沌系统产生的连续频谱信号，具有精度高、线性好的特点。
功率放大器4由场效应管放大器和升压变压器串联后与型号为TDA7294的功率放大器并联组成，功率放大器的带宽达到50KHz，频率低于10KHZ的低频信号部分由TDA7294集成电路来实现放大，频率为10KHZ～50KHz的中高频信号部分由场效应管放大器和升压变压器来实现放大，变压器采用了叠层交叉绕制的技术指标，能有效保证高频信号的放大，功率放大器能满足多种治疗需要，适用范围广。
微处理器5为型号为STM32的微处理器，STM32基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，具有运算速度快、低功耗、存储量大的特点，微处理器STM32自身带有多种信号输入、输出接口以及通信接口，扩展性强，采用STM32能减少设计开发工作量、提高开发效率和降低制造成本。
还包括与微处理器5连接的显示屏11和键盘12，显示屏11能实时显示治疗过程的电流或电压信号，直观方便，键盘12能方便对治疗过程进行设置，配合显示屏11实时显示相关治疗信息，利用键盘12输入操作指令，能实现混沌信号的切换、信号幅度调节、治疗时间的定时等。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，其特征在于：包括拥有多个不同混沌系统的混沌系统模块(1)、用于切换不同混沌系统的电子切换开关(2)、电压放大器(3)、功率放大器(4)以及微处理器(5)，所述的混沌系统模块(1)、电子切换开关(2)、电压放大器(3)和功率放大器(4)依次连接，所述的微处理器(5)分别与所述的电子切换开关(2)、功率放大器(4)连接，所述功率放大器(4)的输出端连接有电极(6)，所述电极(6)的输出端设有将所述电极(6)的输出电流或电压值反馈至所述微处理器(5)以调节所述功率放大器(4)的检测保护电路(7)；所述微处理器(5)用于针对不同的治疗对象控制所述电子切换开关(2)切换至相应的混沌系统进行混沌信号输出，并控制所述功率放大器(4)进行信号幅度调节，以及设定治疗时间；所述微处理器(5)还用于根据所述检测保护电路(7)反馈的输出电流或电压值实时调节所述功率放大器(4)输出电流或电压的大小，当所述检测保护电路(7)反馈的输出电流或电压值超过了预设置的安全值时，所述微处理器(5)发出警报并及时关断所述功率放大器(4)的输出以起到保护的作用；
所述的混沌系统模块(1)包括与所述电子切换开关(2)连接的Lorenz混沌系统(8)、Lü混沌系统(9)和Rossler混沌系统(10)；
所述的电子切换开关(2)包括三片分别与所述Lorenz混沌系统(8)、Lü混沌系统(9)和Rossler混沌系统(10)相对应且相互并联的CD4066芯片；
所述的功率放大器(4)由场效应管放大器和升压变压器串联后与型号为TDA7294的功率放大器并联组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，其特征在于：所述的电压放大器(3)为型号为NE5532的集成运算放大器。
3.根据权利要求1所述的一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，其特征在于：所述的微处理器(5)为型号为STM32的微处理器。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的一种基于多混沌系统的宽带电针治疗仪，其特征在于：还包括与所述微处理器(5)连接的显示屏(11)和键盘(12)。
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Assignee: Yulin Landaxun Electronic Technology Co.,Ltd.

Assignor: Yulin Normal University

Contract record no.: X2022450000503

Denomination of invention: A broadband electroacupuncture therapeutic instrument based on multi chaotic system

Granted publication date: 20210827

License type: Common License

Record date: 20221229