CN109011146A - 一种防治痛风的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防治痛风的设备，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；电刺激检测模块的输出端以及电流发生器的输出端分别通过电流输出接口模块与表面电极连接，表面电极至少为两组，一组所述表面电极用于接触因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极用于接触下肢腓肠肌两侧肌腱处，以将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。本发明的防治痛风的设备，可防治痛风，且电路结构简单，成本低。

Description

一种防治痛风的设备

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种防治痛风的设备。

背景技术

痛风是单钠尿酸盐沉积于骨关节、肾脏、和皮下等部位，引起的急、慢性炎症和组织损伤，与嘌呤代谢紊乱及(或)尿酸排泄减少所致的高尿酸血症直接相关，属于代谢性风湿病的范畴。临床上5％～15％高尿酸血症患者发展为痛风，表现为痛风性关节炎、痛风肾、痛风石等。其具体的发病原因尚不确切，但痛风与生活习惯、饮食结构等原因有关，常在受寒、劳累、饮酒、高蛋白高嘌呤饮食、外伤、手术、感染等原因诱发下发病。迄今为止，尚无结构简单、居家使用的、防治痛风的设备。

发明内容

本发明的目的是，提供一种结构简单、居家使用的、防治痛风的设备，该防治痛风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，通过刺激电极输出仿生物电刺激电流，一组所述表面电极用于接触因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极用于接触下肢腓肠肌两侧肌腱处，间接的锻炼关节周围肌肉和韧带组织，改善因痛风造成的关节活动受限后，功能结构废用情况。

为解决以上技术问题，本发明实施例提供一种防治痛风的设备，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，所述表面电极至少为两组，一组所述表面电极用于接触因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极用于接触下肢腓肠肌两侧肌腱处，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参数为：频率为1-6Hz，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，本发明防治痛风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，通过置于受累关节处的电极输出仿生物理电刺激激达到止痛和(或)缓解疼痛的作用，使骨骼肌收缩，通过骨骼肌收缩压迫血管，通过改变管径促进血流速度，改善静脉泵功能，促进外周血液循环。加速人体代谢废物排出，缓解痛风患者血尿酸水平，从而改善痛风相关症状，该防治痛风的设备结构简单、适合居家使用。

实际上，采取所述表面电极至少为两组，一组所述表面电极用于接触因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极用于接触下肢腓肠肌两侧肌腱处，以使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的方式只是采取的治疗方式之一，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痛风的设备的原理框图，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至少为两组，一组所述表面电极108用于接触腹因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极108用于下肢腓肠肌两侧肌腱处，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的帆型波信号。

例如：所述电流参数范围为：

频率为1～6Hz，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，所述电流具体频率为6Hz，脉宽为6ms，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108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。

所述防治痛风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108传导到人体皮下组织，通过将表面电极108贴合两侧股动脉和/或静脉处及两侧足背静脉网，达到防治痛风效果。

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109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，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109的原理框图，图4是图3所述电流发生器109的电路图。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109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，使痛风的治疗效果更好，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109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109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109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109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109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，使痛风的防治的效果更好，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109的原理框图，图6是图5所述电流发生器109的电路图。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109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，使痛风的治疗效果更好，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27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109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109的输出。

所述电流发生器109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109运行是否正常。所述电流发生器109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，使痛风防治的效果更好，同时电路结构简单，成本低。

设备应用实施例

本发明设备实施例通过应用仿生物电刺激，改变管径促进血流速度，改善静脉泵功能，促进外周血液循环。加速人体代谢废物排出，缓解痛风患者血尿酸水平，从而改善痛风相关症状。骨骼肌的收缩可以间接的锻炼关节周围肌肉和韧带组织，改善因痛风造成的关节活动受限后，功能结构废用情况。同时将1—6HZ低频电刺激置于志愿者受累关节处的电极输出仿生物理电刺激激活导水管周围灰质-延髓头端腹内侧核-脊髓的疼痛下行抑制通路，并释放内源性吗啡样多肽，同时激活皮下直径较小、传导痛觉和温觉的Aδ纤维和C纤维从而达到止痛和(或)缓解疼痛的作用。

在本应用实施例中，4位志愿者患者均存在因代谢循环障碍而出现痛风体征，在应用仿生物电刺激进行了一段时间的康复治疗后疼痛评分降低，相应的临床检查数据趋于正常，并帮助患者缓解了关节活动受限等相关症状。同时对于痛风的间歇性发作的预防作用也是十分有效的。

4例患者均获得血尿酸值降低、痛风相关临床症状减轻，具体描述如下：

病因：

1、1例患者年龄在24岁(王某-男)。引起痛风的病因：生活习惯、代谢循环障碍、饮食结构有关。

2、1例患者年龄在69岁(何某-男)。引起痛风的病因：存在外伤，代谢循环功能低下、且在高嘌呤及饮酒后出现。

3、1例患者年龄在35岁(谢某某-男)。引起痛风的病因：血液循环功能较差，饮食结构、饮酒及高蛋白高嘌呤饮食后出现。

4、1例患者年龄在42岁(周某某-男)。引起痛风的病因：存在血液循环功能障碍、及代谢循环功能障碍。

诊断结果：

1、1例(王某)无明显痛风体征仅血尿酸长期偏高。

2、1例(何某)血尿酸值比正常值高，但痛风体征明显。右脚第一跎跖关节疼痛感明显，活动受限，并出现痛风石。

3、1例(谢某某)血尿酸值波动性增高，痛风体征明显。踝关节处红肿热痛，功能障碍。

4、1例(周某某)急性期血尿酸持续性升高，并有尿酸性肾结石(手术摘除史)。受累关节急性期功能受限。

治疗：

王某

药物治疗：

药物类型：秋水仙碱、芬布斯他汀、护肝片。

治疗过程：药物治疗343天，药物量遵医嘱(2～3次/天)。血尿酸值605umol/l～521umol/l(无饮酒、抽烟史且治疗期间调整饮食结构，无高嘌呤及高蛋白饮食，适量运动不熬夜)

低频电刺激治疗：

相关参数：频率为6Hz，脉宽为6ms，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82天，2次/天，40min/次。结果血尿酸值521umol/l～254umol/l，治疗期间无饮酒、抽烟史且治疗期间调整饮食结构，无高嘌呤及高蛋白饮食，适量运动不熬夜，停药治疗。

何某：

药物治疗：

急性发作期：布洛芬(止疼药)、吲哚美辛

治疗过程：药物治疗7～9天，药量遵医嘱。血尿酸值480～540umol/l——410～420umol/l

(禁酒禁高嘌呤食物)

低频电刺激治疗：

方案一：

相关参数：频率10HZ，脉宽240ms，延迟10秒，上升0，平台时间20秒，下降时间10秒，电流波形为矩形单向脉冲。

治疗过程：低频治疗7～9天，2～3次/天。40～60min/次。血尿酸值无变化，痛感减弱。

方案二：

频率为6Hz，脉宽为6ms，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3～7天(连续治疗)。2次/天，40～60min/次。血尿酸值可稳定降至420umol/l或以下，治疗期间停药，控制饮食，不饮酒。

谢某某

无服药，仅在痛风急性发作期(急性发做期血尿酸值：450umol/l，进行低频电刺激治疗：

相关参数：频率为6Hz，脉宽为6ms，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：急性发作期每天1～2次，20～30min/次。血尿酸值波动在397～409umol/l区间，主诉痛感减轻，由完全性关节活动受限缓解为可进行少量活动。

4、周某某

无服药，出现结石体征(手术摘除)。饮酒或高嘌呤饮食后出现急性关节受累进行低频电刺激治疗

相关参数：频率为6Hz，脉宽为6ms，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：急性发作期每天1次，1次30～60min。未监测血尿酸值，主诉坚持30天每天连续治疗，饮酒等诱发因素出现时，痛风发生的概率降低。

通过上述多名患者的使用，结果表明，因代谢循环障碍而出现痛风体征，在

应用仿生物电刺激进行了一段时间的康复治疗后疼痛评分降低，相应的临床检查数据趋于正常，并帮助患者缓解了关节活动受限等相关症状。

本发明作为防治痛风的设备，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)

1.一种防治痛风的设备，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，所述表面电极至少为两组，一组所述表面电极用于接触因痛风受累的关节附近，另一组所述表面电极用于接触下肢腓肠肌两侧肌腱处，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，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所述的防治痛风的设备，其特征在于，所述电流发生器的输出电流参数为：频率为1-6Hz，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。