CN108744281A - 一种防治高血压的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治高血压的设备，包括：主处理器、显示模块、按键模块、电源模块、USB接口模块、电流输出接口模块、存储器、电刺激检测模块、表面电极以及电流发生器；所述显示模块、所述按键模块、所述电源模块、所述USB接口模块、所述存储器、所述电刺激检测模块的输入端以及所述电流发生器的输入端分别与所述主处理器连接，所述电刺激检测模块的输出端以及所述电流发生器的输出端分别通过所述电流输出接口模块与所述表面电极连接，所述表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激。本发明的防治高血压的设备，可缓解因高血压引起的脉压差，电路结构简单，成本低。

Description

一种防治高血压的设备

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种防治高血压的设备。

背景技术

原发性高血压大多起病缓慢，缺乏特殊的临床表现。常见症状有头晕、头痛、颈项板紧、疲劳、心悸等，也可出现视力模糊、鼻出血等较重症状。同时也会出现受累器官相关症状如胸闷、气短、心绞痛等。高血压可累及多个器官和组织，常累及心脏和血管，长期高血压会引起左心室肥厚和扩大，小动脉壁/腔比值增加，官腔内径缩小造成重要靶器官组织缺血。高血压因其发病因素复杂、病程持续时间长，组织病理改变程度呈渐进性，副作用和耐药性也会随着治疗时间增长而增加。目前尚缺乏一种结构简单、居家使用的、防治高血压的设备。

发明内容

本发明的目的是，提供一种结构简单、居家使用的、防治高血压的设备，该防治高血压的设备能够产生一种极性交替变化且幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电流信号，采用的电刺激参数能够兴奋血管平滑肌细胞产生动作电位促进血管收缩，使外周阻力小动脉壁/腔比值降低增加管壁弹性减少外周血管阻力，从而影响外周压力反射点的位置和反射波强度，缓解因高血压引起的脉压差。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种防治高血压的设备，包括：主处理器、显示模块、按键模块、电源模块、USB接口模块、电流输出接口模块、存储器、电刺激检测模块、表面电极以及电流发生器；所述显示模块、所述按键模块、所述电源模块、所述USB接口模块、所述存储器、所述电刺激检测模块的输入端以及所述电流发生器的输入端分别与所述主处理器连接，所述电刺激检测模块的输出端以及所述电流发生器的输出端分别通过所述电流输出接口模块与所述表面电极连接，所述表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激。

进一步地，所述电流发生器包括：信号发生电路、电流输出控制电路；所述信号发生电路的输出端与所述电流输出控制电路的输入端连接，所述电流输出控制电路的输出端用于与负载电阻连接；

所述信号发生电路，用于周期性输出一幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电压信号；

所述电流输出控制电路，用于将所述锯齿波电压信号转换为极性周期性交替变化的锯齿波电流信号。

优选地，所述信号发生电路包括：第一微处理器和第一模数转换器；所述第一微处理器的信号端与所述第一模数转换器的输入端连接，所述第一模数转换器的输出端与所述信号发生电路的输出端连接。

优选地，所述电流输出控制电路包括：第一极性控制电路、第一电流源、高压电源、滤波电路；所述第一微处理器的电源控制端与所述高压电源的输入端连接，所述高压电源的输出端与所述第一电流源的高压电源端连接；所述第一微处理的极性控制端与所述第一极性控制电路的控制端连接，所述第一极性控制电路的电源端与所述第一电流源的反馈端连接；所述第一模数转换器的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述第一极性控制电路的输入端连接，所述第一极性控制电路的第一输出端与所述第一电流源的第一输入端连接，所述第一极性控制电路的第二输出端与所述第一电流源的第二输入端连接，所述第一电流源的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述第一电流源的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

优选地，所述第一极性控制电路包括：信号放大器、晶体管以及模拟开关；所述信号放大器的正相输入端与所述第一极性控制电路的输入端连接，所述信号放大器的反相输入端、所述模拟开关的使能端与所述晶体管的源极连接，所述晶体管的栅极与所述第一极性控制电路的控制端连接，所述晶体管的漏极与所述第一电流源的反馈端连接，所述信号放大器的输出端与所述模拟开关的输入端连接，所述模拟开关的控制端与所述第一微处理器的开关控制端连接，所述模拟开关的第一输出端与所述第一极性控制电路的第一输出端连接，所述模拟开关的第二输出端与所述第一极性控制电路的第二输出端连接。

优选地，所述电流发生器还包括第一检测电路和第二检测电路，所述第一检测电路、所述第二检测电路的第一输入端均与所述第一电流源的第一输出端连接，所述第一检测电路、所述第二检测电路的第二输入端均与所述第一电流源的第二输出端连接；所述第一检测电路的第一输出端通过所述正电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路的第二输出端通过所述负电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路的检测输出端与所述第一微处理器的第一检测端连接；所述第二检测电路的输出端与所述第一微处理器的第二检测端连接。

优选地，所述信号发生电路包括第二微处理器和第一数模转换器；所述第二微处理器的信号端与所述第一数模转换器的输入端连接，所述第一数模转换器的输出端与所述信号发生电路的输出端连接。

优选地，所述电流输出控制电路包括：第二极性控制电路、第二电流源、通道控制电路以及高压逆变电路；所述第二电流源的输入端与所述电流输出控制电路的输入端连接，所述第二电流源的输出端与所述高压逆变电路的输入端连接，所述高压逆变电路的第一输出端与所述第二极性控制电路的第一输入端连接，所述高压逆变电路的第二输出端与所述第二极性控制电路的第二输入端连接；所述第二极性控制电路的两个控制端分别与所述第二微处理器的两个极性控制端连接，所述第二极性控制电路的第一输出端与所述通道控制电路的第一输入端连接，所述第二极性控制电路的第二输出端与所述通道控制电路的第二输入端连接；所述通道控制电路的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述通道控制电路的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

优选地，所述高压逆变电路包括变压器、逆变电路、滤波电容以及整流器；所述变压器的输入抽头与所述第二电流源的输出端连接；所述逆变电路的两个输入端分别与所述第二微处理器的两个逆变控制端连接，所述逆变电路的第一输出端与所述变压器的第一输入端连接，所述逆变电路的第二输出端与所述变压器的第一输入端连接；所述变压器的第一输出端与所述整流器的第一输入端连接，所述变压器的第二输出端与所述整流器的第二输入端连接；所述整流器的第一输出端与所述第二极性控制电路的第一输出端连接，所述整流器的第二输出端与所述第二极性控制电路的第二输出端连接；所述滤波电容的第一极与所述第二极性控制电路的第一输出端连接，所述变压器的输出抽头、所述滤波电容的第二极与所述第二极性控制电路的第二输出端连接。

优选地，所述电流发生器还包括第三检测电路，所述第三检测电路包括隔离放大器、放大电路、第二模数转换器以及第四电阻，所述第四电阻的第一端、所述隔离放大器的正相输入端与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述隔离放大器的反相输入端连接；所述隔离放大器正相输出端与所述放大电路的正相输入端连接，所述隔离放大器反相输出端与所述放大电路的反相输入端连接；所述放大电路的输出端与所述第二模数转换器的输入端连接，所述第二模数转换器的输出端与所述第二微处理器的检测端连接。

进一步地，所述电流发生器的输出电流波形为双向多组帆型波，参数为：频率为1-3,Hz，脉宽为1-6ms，延迟时间0-120s，上升时间为0-10s，平台时间为0-30s，下降时间为0-10s，休息时间为0-30s。

相比于现有技术，本发明防治高血压的设备通过所述的电流发生器产生一种极性交替变化且幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电流信号，采用较低频率电刺激参数既可以兴奋血管平滑肌细胞产生动作电位促进血管收缩，使外周阻力小动脉壁/腔比值降低增加管壁弹性减少外周血管阻力，从而影响外周压力反射点的位置和反射波强度，缓解因高血压引起的脉压差；又可以很好的避免4—10HZ频率范围的电流引起交感神经兴奋，避免神经性高血压的发生，通过规范使用，能够较为有效地防治高血压特别是原发性高血压。本发明防治高血压的设备结构简单、适合居家使用。

实际上，选取所述表面电极接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，只是本发明防治高血压的一种作用位点，医务人员可以选取其他适合低频电刺激的部位，甚至可以调整电刺激的参数，还可以根据不同患者的耐受性，采取不同的参数和疗程。这些不同参数、疗程、作用部位，在不脱离本发明的原理的基础上，都属于本发明的保护范围。

附图说明

图1是本发明的一种原理框图；

图2是本发明实施例一所提供的一种电流发生器的原理框图；

图3是本发明实施例二所提供的一种电流发生器的原理框图；

图4是图3所述电流发生器的电路图；

图5是本发明实施例三所提供的一种电流发生器的原理框图；

图6是图5所述电流发生器的电路图；

图7是图5中通道控制电路的电路图；

图8是图5中第三检测电路的电路图；

图9是本发明实施例所提供的锯齿波电流信号的示意图；

图10是本发明实施例所提供的多组锯齿波电流信号的示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1、图2，其本发明实施例一所提供的防治高血压的设备的原理框图，包括：主处理器100、显示模块101、按键模块102、电源模块103、USB接口模块104、电流输出接口模块105、存储器106、电刺激检测模块107、表面电极108以及电流发生器109；所述显示模块101、所述按键模块102、所述电源模块103、所述USB接口模块104、所述存储器106、所述电刺激检测模块107的输入端以及所述电流发生器109的输入端分别与所述主处理器100连接，所述电刺激检测模块107的输出端以及所述电流发生器108的输出端分别通过所述电流输出接口模块105与所述表面电极108连接，所述表面电极108用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器109输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激。

其中，所述电流发生器109可输出不同参数的双相多组的帆型波信号。

例如：所述电流参数范围为：

频率为1～3Hz，脉宽为1～6ms，延迟时间0-120s，上升时间为0～10s，平台时间为0～30s，下降时间为0～10s，休息时间为0-30s，电流波形为双相多组帆型波。

优选地，电流的频率为2Hz，脉宽为2ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

其中，所述电流发生器109控制在指定工作时长内，例如1～60分钟内输出所述的双相的帆型波信号。

所述表面电极108，包括与所述电流输出接口模块105一一对应连接的连接端、无纺布、导电凝胶层、导电纤维层。其中，所述导电纤维层为导电纤维或导电薄膜。所述表面电极108形状可为圆形、正方形和长方形，尺寸范围为(30～300)mm×(30～300)mm。优选的，所述表面电极108的形状为圆形，尺寸具体为50mm×50mm

所述电流输出接口模块105与所述表面电极108的连接端相连，以向所述表面电极输出相应的双相的帆型波信号，即仿生物电刺激电流。

所述电刺激检测模块107，可监测所述表面电极108与所述电流输出接口模块105、人体的连接状态，若检测到连接通路断开，将自动关闭电流输出。

所述防治高血压的设备用于所述电流发生器109产生的正负周期对称的双相的帆型波信号通过表面电极传导到人体皮下组织，通过将表面电极贴合腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，达到防治高血压效果。

其中，本发明实施例提供的电流发生器109，包括：信号发生电路1、电流输出控制电路2；所述信号发生电路1的输出端与所述电流输出控制电路2的输入端连接，所述电流输出控制电路2的输出端用于与负载电阻连接；

所述信号发生电路1，用于周期性输出一幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电压信号；

所述电流输出控制电路2，用于将所述锯齿波电压信号转换为极性周期性交替变化的锯齿波电流信号。

如图9所示，所述锯齿波电流信号为帆型波信号，具体可以通过如下帆型波函数式表示：

其中t为时间，y为t时刻的幅度，a为幅度峰值，b为曲线初始切线斜率，0～T1为上升区间，T1～T2为衰减区间，可通过改变参数b可改变波形形状。

令T1＝T2＝5b＝T

如图10所示，锯齿波电流信号为正负周期对称的双相帆型波，所述电流发生器通过产生一种极性周期性交替变化且幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电流信号，使高血压的治疗效果更好，同时电路结构简单，成本低。

实施例二

请参阅图3、图4，图2是本发明实施例二所提供的一种电流发生器的原理框图，图4是图3所述电流发生器的电路图。本发明实施例提供的电流发生器，包括信号发生电路1、电流输出控制电路2；所述信号发生电路1的输出端与所述电流输出控制电路2的输入端连接，所述电流输出控制电路2的输出端用于与负载电阻连接；

所述信号发生电路1，用于周期性输出一幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电压信号；

所述电流输出控制电路2，用于将所述锯齿波电压信号转换为极性周期性交替变化的锯齿波电流信号。

如图9所示，所述锯齿波电流信号为帆型波信号，具体可以通过如下帆型波函数式表示：

其中t为时间，y为t时刻的幅度，a为幅度峰值，b为曲线初始切线斜率，0～T1为上升区间，T1～T2为衰减区间，可通过改变参数b可改变波形形状。

令T1＝T2＝5b＝T

如图10所示，锯齿波电流信号为正负周期对称的双相帆型波，所述电流发生器通过产生一种极性交替变化且幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电流信号，使高血压治疗效果更好，同时电路结构简单，成本低。

所述信号发生电路1包括：第一微处理器11和第一模数转换器12；所述第一微处理器11的信号端与所述第一模数转换器12的输入端连接，所述第一模数转换器11的输出端与所述信号发生电路1的输出端连接。

所述电流输出控制电路2包括：第一极性控制电路21、第一电流源22、高压电源23、滤波电路24；所述第一微处理器11的电源控制端与所述高压电源23的输入端连接，所述高压电源23的输出端与所述第一电流源22的高压电源端连接；所述第一微处理11的极性控制端与所述第一极性控制电路21的控制端连接，所述第一极性控制电路21的电源端与所述第一电流源22的反馈端连接；所述第一模数转换器12的输出端与所述滤波电路24的输入端连接，所述滤波电路24的输出端与所述第一极性控制电路21的输入端连接，所述第一极性控制电路21的第一输出端与所述第一电流源22的第一输入端连接，所述第一极性控制电路21的第二输出端与所述第一电流源22的第二输入端连接，所述第一电流源22的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述第一电流源22的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

优选地，所述滤波电路24为低通滤波电路。

所述第一极性控制电路21包括：信号放大器211、晶体管M以及模拟开关212；所述信号放大器211的正相输入端与所述第一极性控制电路21的输入端连接，所述信号放大器211的反相输入端、所述模拟开关212的使能端EN与所述晶体管M的源极连接，所述晶体管M的栅极与所述第一极性控制电路21的控制端连接，所述晶体管M的漏极与所述第一电流源22的反馈端连接，所述信号放大器211的输出端与所述模拟开关212的输入端Z连接，所述模拟开关212的控制端S与所述第一微处理器11的开关控制端连接，所述模拟开关212的第一输出端Y₀与所述第一极性控制电路21的第一输出端连接，所述模拟开关212的第二输出端Y₁与所述第一极性控制电路21的第二输出端连接。

优选地，所述信号放大器211为运算放大器。所述第一极性控制电路21还包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，所述第一电阻R1的两端分别与所述信号放大器211的正相输入端、输出端连接；所述信号放大器211的输出端通过所述第二电阻R2与所述模拟开关212的输入端Z连接；所述模拟开关212的使能端EN通过所述第三电阻R3与工作电源端VDD连接。

所述电流发生器还包括第一检测电路3和第二检测电路4，所述第一检测电路3、所述第二检测电路4的第一输入端均与所述第一电流源22的第一输出端连接，所述第一检测电路3、所述第二检测电路4的第二输入端均与所述第一电流源22的第二输出端连接；所述第一检测电路3的第一输出端通过所述正电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路3的第二输出端通过所述负电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路3的检测输出端与所述第一微处理器11的第一检测端连接；所述第二检测电路4的输出端与所述第一微处理器11的第二检测端连接。

所述第一模数转换器12的作用是产生帆型波信号；所述滤波电路24的作用是对帆型波信号进行滤波；晶体管M的作用是控制所述信号放大器211的反相输入端与所述第一电流源22是否连接，以及所述模拟开关212是否使能；所述信号放大器211的作用是控制所述第一电流源输出；所述模拟开关212的作用是控制所述第一电流源22输出电流的正负极性；所述高压电源23的作用是为所述第一电流源22提供高压电源；所述第一电流源22的作用是产生帆型波电流；第一检测电路3的作用是检测负载电阻与所述第一电流源22连接是否良好；第二检测电路4的作用是检测所述第一电流源22运行是否正常。

所述电流发生器的工作原理如下：

第一微处理器11根据帆型波函数式，按固定时间间隔Δt编程输出y[n]的值，具体如下：

其中n＝1,2,3……；

然后由第一数模转换器12将y[n]的值转换为数字信号，输出阶梯状的近似帆型波信号，最后由滤波电路24进行滤波平滑处理后得到帆型波信号。

当晶体管M处于截止状态，模拟开关212的使能输入端EN无效。输入端Z与第一输出端Y₀、第二输出端Y₁内部断开。第一电流源22的第一输入端和第二输入端无输入，故第一电流源22的第一输出端、第二输出端无任何输出。

当晶体管M处于导通状态，模拟开关212的使能输入端EN有效，信号放大器211的反相输入端与第一电流源22的反馈端连接。滤波电路24输出的帆型波信号经过信号放大器211的放大处理后，输出至模拟开关212的输入端Z。

假如模拟开关212的输入端Z与第二输出端Y₁内部连通，那么帆型波信号经过模拟开关212输出至第一电流源第二输入端。在帆型波信号的作用下，第一电流源22从第一输出端201，通过第一检测电路，向负载电阻输出帆型波电流，然后从第二输出端返回第一电流源22。由此，电流发生器完成一个正帆型波电流的输出。

假如模拟开关212的输入端Z与第二输出端Y₀内部连通，那么滤波电路24输出的帆型波信号经过模拟开关212输出至第一电流源22第二输入端。在帆型波信号的作用下，第一电流源22从第二输出端，通过第一检测电路，向负载电阻输出帆型波电流，然后从第二输出端返回第一电流源22。由此，电流发生器完成一个负帆型波电流的输出。

重复上述步骤，按时间间隔ΔT，周期重复地输出正帆型波和负帆型波电流，形成双相多组帆型波电流。其电流幅值与帆型波函数式的参数a成正比，并比值固定；脉冲宽度由帆型波函数式的参数b和T确定；脉冲频率则为1/ΔT；可通过第一微处理器11编程控制上述全部参数。所述电流发生器依据上述原理上产生一种正负周期对称的双相帆型波信号，使多种疾病包括高血压的防治的效果更好，同时电路结构简单，成本低。

实施例三

请参阅图5、图6，图5是本发明实施例三所提供的一种电流发生器的原理框图，图6是图5所述电流发生器的电路图。本发明实施例提供的电流发生器，包括信号发生电路1、电流输出控制电路2；所述信号发生电路1的输出端与所述电流输出控制电路2的输入端连接，所述电流输出控制电路2的输出端用于与负载电阻连接；

所述信号发生电路1，用于周期性输出一幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电压信号；

所述电流输出控制电路2，用于将所述锯齿波电压信号转换为极性周期性交替变化的锯齿波电流信号。

如图9所示，所述锯齿波电流信号为帆型波信号，具体可以通过如下帆型波函数式表示：

其中t为时间，y为t时刻的幅度，a为幅度峰值，b为曲线初始切线斜率，0～T1为上升区间，T1～T2为衰减区间，可通过改变参数b可改变波形形状。

令T1＝T2＝5b＝T

如图10所示，锯齿波电流信号为正负周期对称的双相帆型波，所述电流发生器通过产生一种极性周期性交替变化且幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电流信号，使高血压的治疗效果更好，同时电路结构简单，成本低。

所述信号发生电路1包括第二微处理器13和第一数模转换器14；所述第二微处理器13的信号端与所述第一数模转换器14的输入端(14a)连接，所述第一数模转换器14的输出端与所述信号发生电路1的输出端连接。

所述电流输出控制电路2包括：第二极性控制电路25、第二电流源26、通道控制电路27以及高压逆变电路28；所述第二电流源26的输入端与所述电流输出控制电路2的输入端连接，所述第二电流源26的输出端与所述高压逆变电路28的输入端连接，所述高压逆变电路28的第一输出端与所述第二极性控制电路25的第一输入端连接，所述高压逆变电路28的第二输出端与所述第二极性控制电路25的第二输入端连接；所述第二极性控制电路25的两个控制端分别与所述第二微处理器13的两个极性控制端连接，所述第二极性控制电路25的第一输出端与所述通道控制电路27的第一输入端连接，所述第二极性控制电路25的第二输出端与所述通道控制电路27的第二输入端连接；所述通道控制电路27的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述通道控制电路27的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

所述高压逆变电路28包括变压器T、逆变电路281、滤波电容C以及整流器282；所述变压器T的输入抽头与所述第二电流源26的输出端连接；所述逆变电路281的两个输入端(281a、281b)分别与所述第二微处理器13的两个逆变控制端连接，所述逆变电路281的第一输出端与所述变压器T的第一输入端连接，所述逆变电路281的第二输出端与所述变压器T的第一输入端连接；所述变压器T的第一输出端与所述整流器282的第一输入端连接，所述变压器T的第二输出端与所述整流器282的第二输入端连接；所述整流器282的第一输出端与所述第二极性控制电路25的第一输出端连接，所述整流器282的第二输出端与所述第二极性控制电路25的第二输出端连接；所述滤波电容C的第一极与所述第二极性控制电路25的第一输出端(25a)连接，所述变压器T的输出抽头、所述滤波电容C的第二极与所述第二极性控制电路25的第二输出端(25b)连接。

优选地，所述变压器T包括2个初级绕组和2个次级绕组。2个初级绕组的一端共线并与所述第二电流源26的输出端连接，2个初级绕组的另一端分别与所述逆变电路281的第一输出端、第二输出端连接；2个次级绕组的一端共线并与所述滤波电容C的第二极连接，2个次级绕组的另一端分别与所述整流器282的第一输入端、第二输出端连接。

优选地，所述第二极性控制电路25包括第一光电耦合器251和第二光电耦合器252。所述第一光电耦合器251和所述第二光电耦合器252的控制端(251a、252a)与所述第二微处理器13连接。所述第一光电耦合器251的输入端与整流器282的第一输出端连接；所述第二光电耦合器252的输入端与整流器282的第二输出端连接；所述第一光电耦合器251和所述第二光电耦合器252的输出端均与滤波电容C的第一极连接。

请参阅图7，其是所述通道控制电路的电路图。所述通道控制电路27包括第三光电耦合器271、第四光电耦合器272、第五光电耦合器273、第六光电耦合器274；所述第三光电耦合器271和所述第四光电耦合器272组成第一通道；所述第五光电耦合器273和所述第六光电耦合器274组成第二通道。其中，在第一通道中，第三光电耦合器271的输入端与滤波电容C的第一极连接，第三光电耦合器271的输出端通过正电极与负载电阻连接；第四光电耦合器272的输入端通过负电极与负载电阻连接，第四光电耦合器272的输出端(272a)通过第四电阻R4与所述滤波电容C的第二极连接。在第二通道中，第五光电耦合器273的输入端与滤波电容C的第一极连接，第五光电耦合器273的输出端通过正电极与负载电阻连接；第六光电耦合器274的输入端通过负电极与负载电阻连接，第六光电耦合器274的输出端通过所述电阻R与所述滤波电容C的第二极连接。

请参阅图8，其是所述第三检测电路的电路图。所述电流发生器还包括第三检测电路5，所述第三检测电路5包括隔离放大器51、放大电路52、第二模数转换器53以及第四电阻R4，所述第四电阻R4的第一端、所述隔离放大器51的正相输入端与所述第四光电耦合器272的输出端(272a)连接，所述电阻R的第二端与所述隔离放大器51的反相输入端连接；所述隔离放大器51正相输出端与所述放大电路52的正相输入端连接，所述隔离放大器51反相输出端与所述放大电路52的反相输入端连接；所述放大电路52的输出端与所述第二模数转换器53的输入端连接，所述第二模数转换器53的输出端(53a)与所述第二微处理器13的检测端连接。

第一模数转换器14的作用是在第二微处理器13的编程控制下，产生帆型波电压信号。所述第二电流源26的作用是将帆型波电压信号转换为帆型波电流信号。变压器T的作用是隔离、升压。逆变电路281的作用是将帆型波电流信号逆变成高频交流信号。整流器282的作用是对变压器T次级输出进行整流。第二极性控制电路25的作用是选择输出电流的正、负极性。滤波电容C作用是滤波。通道控制电路27的作用是选择输出通道。第三检测电路5的作用是监测电流发生器的输出。

所述电流发生器的工作原理如下：

第二微处理器13根据帆型波函数式，按固定时间间隔Δt编程输出y[n]的值，具体如下：

其中n＝1,2,3……；

然后由第一模数转换器14将y[n]的值转换为模拟信号，输出阶梯状的近似帆型波信号，所述近似帆型波信号经过第二电流源26输出帆型波电流信号。

第二微处理器13编程产生2组相位相反的高频开关信号，输出至所述逆变电路281的第一输入端、第二输入端，将帆型波电流信号逆变成高频交流信号，然后通过变压器T隔离升压，再经过整流器282整流，滤波电容C滤波输出帆型波电流。当第二极性控制电路25的第一光电耦合器251打开时，输出的是正高压帆型波电流；当第二光电耦合器252打开时，输出的是负高压帆型波电流。按时间间隔ΔT，周期重复地输出正、负高压帆型波电流，实现所述双相多组帆型波电流。

当所述通道控制电路27的第一通道的第三光电耦合器271、第四光电耦合器272打开，并且第二通道的第五光电耦合器273、第六光电耦合器274关闭时，双相多组帆型波电流向第一通道输出，反之亦然。所述双相多组帆型波电流最终经过电阻R返回滤波电容C第二极，形成回路。

所述第三检测电路5通过监测电阻R的两端电压信号，然后进行隔离放大、模数转换等处理，最后输出至第二微处理器13。第二微处理器13通过分析监测数据，以判断电流发生器运行是否正常。所述电流发生器依据上述原理上产生一种正负周期对称的双相帆型波信号，使高血压的防治的效果更好，同时电路结构简单，成本低。

设备应用实施例

高血压是一类发病因素复杂、病程持续时间长且会引起脉管系统功能障碍的慢性代谢性疾病。原发性高血压尚无根治方法，治疗的最终目的是减少高血压患者心、脑血管疾病的发病率和死亡率。现常用小剂量优先选择长效制剂、联合用药及个体化的药物进行治疗。而因为药物的毒副作用及高血压患者临床耐药性增高。临床急需一种安全有效，可调控的治疗方法。

以下设备应用实施例通过用仿生物电刺激康复方法，对相关案例进行血压调控及相关并发症临床症状缓解。在以下5个应用实施例中，高血压病因不同，但几位患者均存在血液循环功能障碍及血管生理特性紊乱的情况。其中2例高血压患者，长期进行药物控制，但因没有进行生活习惯干预，血压波动较大。在康复治疗期间，继续服用同等剂量的药物再加上应用本发明的设备的方式，收缩压及舒张压均有降低且出现平缓下降趋势。其他3例，在康复治疗前未服药或间断性服药，不具备临床参考价值。故在康复治疗期，全部停药并加用本发明的防治高血压设备治疗，经过周期性随访观察发现，血压波动趋于平稳。因此，我们认为采用本发明治疗对于原发性高血压的康复结果正相关，电刺激可以兴奋血管平滑肌细胞产生动作电位促进血管收缩，使外周阻力小动脉壁/腔比值降低增加管壁弹性减少外周血管阻力，从而影响外周压力反射点的位置和反射波强度，缓解因高血压引起的脉压差。

典型案例1：李某女37岁。

病因：引起高血压的病因：有高血压家族史，存在末梢循环障碍(血液循环不良)。

诊断结果：TSH多年，无药物史仅进行饮食控制(低盐低脂)，但控制不严格。血压波动在收缩压145～150mmHg和(或)舒张压75～85mmHg

相关参数：采用本发明的防治高血压的设备，其表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激，具体频率为3Hz，脉宽为3ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

治疗过程：低频治疗60天，1～2次/天，30～60min/次。收缩压110～135mmHg和(或)舒张压80～85mmHg

低频治疗期间未服用药物，饮食控制及相关生活习惯与以前一样。且在治疗期末梢循环障碍缓解。

案例2：胡某男55岁

病因：循环系统功能障碍，饮食结构不稳定及不良生活习惯。

诊断结果：高血压多年，长期药物控制。血压波动在收缩压160～169mmHg和(或)舒张压100～110mmHg

治疗：相关参数：采用本发明的防治高血压的设备，其表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激，具体频率为2Hz，脉宽为3ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

治疗过程：低频治疗145天，1～2次/天，30～60min/次。收缩压130～150mmHg和(或)舒张压85～95mmHg

低频治疗期间服用药物，调整饮食结构(但未稳定坚持)。血压趋于平稳，且遵医嘱减少高血压药物。

案例3：张某男29岁

病因：循环系统功能障碍合并过度肥胖

诊断结果：肥胖合并三高(高血压、高血脂、高血糖)，未服用药物，未进行血压控制。血压波动在收缩压143～151mmHg和(或)舒张压92～100mmHg

治疗：相关参数：采用本发明的防治高血压的设备，其表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激，具体频率为1Hz，脉宽为3ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

治疗过程：低频治疗216天，1～2次/天，30～60min/次。收缩压127～134mmHg和(或)舒张压82～90mmHg

低频治疗期间未服用药物。血压值减低并趋于平稳。

案例4：赵某女71岁

病因：血液循环障碍，血管生理特性下降，激素水平不稳定

诊断结果：确诊为高血压后持续服药(服用药物例举如下：氯沙坦钾片)。血压波动在收缩压150～165mmHg和(或)舒张压110～123mmHg

治疗：相关参数：采用本发明的防治高血压的设备，其表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激，具体频率为1Hz，脉宽为3ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

治疗过程：低频治疗342天，1～2次/天，30～60min/次。收缩压137～142mmHg和(或)舒张压90～97mmHg

低频治疗期间服用药物。未进行其他方面的调整，血压有所下降并趋于平稳。

案例5：王某女59岁

病因：引起高血压的病因：循环系统功能障碍，精神压力过高，饮食结构，生活习惯等有关。

诊断结果：在未使用降压药物的情况下收缩压150～160mmHg和(或)舒张压95～110mmHg

治疗：低频电刺激治疗：相关参数：采用本发明的防治高血压的设备，其表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激，具体频率为3Hz，脉宽为3ms，平台时间为20s，其余时间为0s，电流波形为双相多组帆型波。

治疗过程：低频治疗120天，1～2次/天，50min/次。收缩压120～132mmHg和(或)舒张压70～85mmHg

低频治疗期间未服用药物，在此之前服用药物控制血压(但血压波动较大且收缩压一直处于正常高值或轻度高值范围内)。

通过上述多名患者的使用，结果表明，采用本发明的防治高血压的设备低频率电刺激治疗高血压，经过一段时间的规范治疗，多数患者能够较显著地降低舒张压和收缩压，并调整到正常的血压水平，较患者之前通过抗高血压药物的治疗效果更佳。

作为防治高血压的设备，医务人员可以选取其他适合低频电刺激的部位，甚至可以调整电刺激的参数，还可以根据不同患者的耐受性，采取不同的参数和疗程。这些不同参数、疗程、作用部位，在不脱离本发明的原理的基础上，都属于本发明的保护范围。

以上所述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来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种防治高血压的设备，其特征在于，包括：主处理器、显示模块、按键模块、电源模块、USB接口模块、电流输出接口模块、存储器、电刺激检测模块、表面电极以及电流发生器；所述显示模块、所述按键模块、所述电源模块、所述USB接口模块、所述存储器、所述电刺激检测模块的输入端以及所述电流发生器的输入端分别与所述主处理器连接，所述电刺激检测模块的输出端以及所述电流发生器的输出端分别通过所述电流输出接口模块与所述表面电极连接，所述表面电极用于接触腹主动脉体表投影点、足背动脉网走行附近皮肤，以将所述电流发生器输出的极性交替变化的锯齿波电流信号传导至皮下神经进行电刺激。

2.如权利要求1所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流发生器包括：信号发生电路、电流输出控制电路；所述信号发生电路的输出端与所述电流输出控制电路的输入端连接，所述电流输出控制电路的输出端用于与负载电阻连接；

所述信号发生电路，用于周期性输出一幅值由指数递增到指数递减变化的锯齿波电压信号；

所述电流输出控制电路，用于将所述锯齿波电压信号转换为极性周期性交替变化的锯齿波电流信号。

3.如权利要求2所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述信号发生电路包括：第一微处理器和第一模数转换器；所述第一微处理器的信号端与所述第一模数转换器的输入端连接，所述第一模数转换器的输出端与所述信号发生电路的输出端连接。

4.如权利要求3所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流输出控制电路包括：第一极性控制电路、第一电流源、高压电源、滤波电路；所述第一微处理器的电源控制端与所述高压电源的输入端连接，所述高压电源的输出端与所述第一电流源的高压电源端连接；所述第一微处理的极性控制端与所述第一极性控制电路的控制端连接，所述第一极性控制电路的电源端与所述第一电流源的反馈端连接；所述第一模数转换器的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端与所述第一极性控制电路的输入端连接，所述第一极性控制电路的第一输出端与所述第一电流源的第一输入端连接，所述第一极性控制电路的第二输出端与所述第一电流源的第二输入端连接，所述第一电流源的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述第一电流源的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

5.如权利要求4所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述第一极性控制电路包括：信号放大器、晶体管以及模拟开关；所述信号放大器的正相输入端与所述第一极性控制电路的输入端连接，所述信号放大器的反相输入端、所述模拟开关的使能端与所述晶体管的源极连接，所述晶体管的栅极与所述第一极性控制电路的控制端连接，所述晶体管的漏极与所述第一电流源的反馈端连接，所述信号放大器的输出端与所述模拟开关的输入端连接，所述模拟开关的控制端与所述第一微处理器的开关控制端连接，所述模拟开关的第一输出端与所述第一极性控制电路的第一输出端连接，所述模拟开关的第二输出端与所述第一极性控制电路的第二输出端连接。

6.如权利要求4所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流发生器还包括第一检测电路和第二检测电路，所述第一检测电路、所述第二检测电路的第一输入端均与所述第一电流源的第一输出端连接，所述第一检测电路、所述第二检测电路的第二输入端均与所述第一电流源的第二输出端连接；所述第一检测电路的第一输出端通过所述正电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路的第二输出端通过所述负电极与所述负载电阻连接，所述第一检测电路的检测输出端与所述第一微处理器的第一检测端连接；所述第二检测电路的输出端与所述第一微处理器的第二检测端连接。

7.如权利要求2所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述信号发生电路包括第二微处理器和第一数模转换器；所述第二微处理器的信号端与所述第一数模转换器的输入端连接，所述第一数模转换器的输出端与所述信号发生电路的输出端连接。

8.如权利要求7所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流输出控制电路包括：第二极性控制电路、第二电流源、通道控制电路以及高压逆变电路；所述第二电流源的输入端与所述电流输出控制电路的输入端连接，所述第二电流源的输出端与所述高压逆变电路的输入端连接，所述高压逆变电路的第一输出端与所述第二极性控制电路的第一输入端连接，所述高压逆变电路的第二输出端与所述第二极性控制电路的第二输入端连接；所述第二极性控制电路的两个控制端分别与所述第二微处理器的两个极性控制端连接，所述第二极性控制电路的第一输出端与所述通道控制电路的第一输入端连接，所述第二极性控制电路的第二输出端与所述通道控制电路的第二输入端连接；所述通道控制电路的第一输出端通过正电极与所述负载电阻连接，所述通道控制电路的第二输出端通过负电极与所述负载电阻连接。

9.如权利要求8所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述高压逆变电路包括变压器、逆变电路、滤波电容以及整流器；所述变压器的输入抽头与所述第二电流源的输出端连接；所述逆变电路的两个输入端分别与所述第二微处理器的两个逆变控制端连接，所述逆变电路的第一输出端与所述变压器的第一输入端连接，所述逆变电路的第二输出端与所述变压器的第一输入端连接；所述变压器的第一输出端与所述整流器的第一输入端连接，所述变压器的第二输出端与所述整流器的第二输入端连接；所述整流器的第一输出端与所述第二极性控制电路的第一输出端连接，所述整流器的第二输出端与所述第二极性控制电路的第二输出端连接；所述滤波电容的第一极与所述第二极性控制电路的第一输出端连接，所述变压器的输出抽头、所述滤波电容的第二极与所述第二极性控制电路的第二输出端连接。

10.如权利要求8所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流发生器还包括第三检测电路，所述第三检测电路包括隔离放大器、放大电路、第二模数转换器以及第四电阻，所述第四电阻的第一端、所述隔离放大器的正相输入端与所述第四光电耦合器的输出端连接，所述第四电阻的第二端与所述隔离放大器的反相输入端连接；所述隔离放大器正相输出端与所述放大电路的正相输入端连接，所述隔离放大器反相输出端与所述放大电路的反相输入端连接；所述放大电路的输出端与所述第二模数转换器的输入端连接，所述第二模数转换器的输出端与所述第二微处理器的检测端连接。

11.如权利要求2所述的防治高血压的设备，其特征在于，所述电流发生器的输出电流波形为双向多组帆型波，参数频率为1-3Hz，脉宽为1-6ms，延迟时间0-120s，上升时间为0-10s，平台时间为0-30s，下降时间为0-10s，休息时间为0-30s。