CN109731221A - 一种多功能神经肌肉电刺激装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗器械技术领域，其实施例公开了一种多功能神经肌肉电刺激装置，包括设置于壳体内的微控制器、显示模块、人机交互模块、数据存储模块、RS232通信模块、电源管理模块、脉冲刺激模块、自动检测模块；壳体上有电源开关、用于响应人机交互模块并与刺激电极连接的电连接口和与外部计算机进行通信的RS232串行通信接口；脉冲刺激模块包括脉冲输出通道和电极；可以产生多种脉冲波形，可以一种或多种波形组合的单相或双相的方式输出，各个通道可同时或单独工作，具有精度高、工作安全可靠、使用方便的优点；用户可通过人机交互模块设置不同的处方参数，如脉冲波形、幅值、时长，参数调节范围广，波形畸变小，能够满足不同用户的需要。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，更具体地，涉及一种多功能神经肌肉电刺激装置。
背景技术
神经肌肉电刺激装置可以减少和防止肌肉萎缩，协助肌肉进行运动，从而提升肌肉质量，保持关节活动度。基于神经肌肉电刺激装置的治疗仪在临床中得到广泛应用，取得了很好的疗效，并被广大患者认可。
研究表明，单相脉冲诱发动作电位的效果较好，而双相脉冲可以达到电荷平衡，减少电刺激对组织的伤害，因此，在实际应用中需要能产生单相或双向的刺激脉冲的神经肌肉电刺激装置。
现有产品刺激脉冲的输出频率、幅值、脉宽、时间等参数固定不变，输出仅为双向的脉冲，刺激精度低，不能产生单相的、脉宽、频率、幅值均可调的刺激脉冲，功能不全面。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种多功能神经肌肉电刺激装置，其目的在于实现参数可调设置。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种多功能神经肌肉电刺激装置，包括微控制器，以及与微控制器具有通信连接的人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块；
其中，人机交互模块用于供用户进行参数设置；
显示模块在上电后用于显示自检状态；并用于在自检通过后显示设置的处方参数，以及当前电池电量、剩余刺激时长；
数据存储模块用于存储预设的处方参数，包括处方的脉冲宽度、频率以及通断比；
通信模块用于将外部上位机下发的信息更新到设备的微控制器；
脉冲刺激模块用于输出与设置的参数对应的脉冲波形；
微控制器模块用于与人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块进行信息交互，根据人机交互模块的设置向脉冲刺激模块发出控制指令，并将设置的参数及状态信息反馈到显示模块。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，脉冲刺激模块包括脉冲变压器、与脉冲变压器具有电连接的若干个脉冲输出通道以及与各通道对应连接的电极。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，还包括与微控制器具有电连接的自动检测模块；自动检测模块在微控制器的控制下，发出上电自检指令，对脉冲变压器的原边电流和电压进行检测，实现装置自检。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，还包括与微控制器具有电连接的电源管理模块；该电源管理模块用于接入外部电源为显示模块、数据存储模块、通信模块、微控制器、脉冲刺激模块的脉冲变压器的供电。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，还包括壳体，微控制器，人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块以及自动检测模块均设置于壳体内；壳体上设置有用于控制供电的电源开关、用于响应人机交互模块并与脉冲刺激模块连接的电连接口，用于与外部上位机通信的串行通信接口。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，脉冲刺激模块的各脉冲输出通道通过颜色和数字进行区分，每组输出通道分别连接两个电极。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，由微处理器根据人机交互模块的设置向数据存储模块写入不同的波形参数，产生多种不同的脉冲波形；通过人机交互模块的设置调用存储在数据存储模块的处方，在选择不同的处方后，处方以一种或多种波形组合的单相或双相的方式输出。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，通过控制通道输出电路，使得各输出通道同时工作或各输出通道单独工作。
优选的，上述多功能神经肌肉电刺激装置，各脉冲通道输出电路输出脉冲的频率范围在0.25Hz-150Hz之间，脉宽在50us-500us之间。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明提供的多功能神经肌肉电刺激装置，可通过人机交互模块设置不同的处方参数来控制输出脉冲处方、通道、幅值、时间等参数，这些参数均可在线实时调节，从而改善刺激效果；通过人机交互模块对处方参数进行设置，可以输出矩形、三角形、正弦、锯齿、指数等波形，波形的幅值、脉宽、频率、单相或双相等参数均可调。多个通道可同时或单独工作，处方可以按一种波形或多种波形组合的单相或双相的方式输出，各处方参数调节范围广，波形畸变小，能够满足不同用户的需要。由于肌肉刺激模块的脉冲输出回路采用脉冲变压器隔离，可以有效地隔离直流信号，即使在晶体管失效或控制电路失效导致D/A转换器输出最大值的情况下，也可避免用户在使用过程中受到直流电击，安全性高。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多功能神经肌肉电刺激装置结构示意图；
图2为实施例中功能神经肌肉电刺激装置的工作流程示意图。
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，以下结合附图及实施例，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1，实施例提供的多功能神经肌肉电刺激装置，包括设置于壳体内的微控制器、以及与微控制器具有通信连接的显示模块、人机交互模块、数据存储模块、通信模块、电源管理模块、脉冲刺激模块以及自动检测模块；装置通过电池供电；壳体上有控制供电的电源开关、用于响应人机交互模块并与脉冲刺激模块连接的电连接口，与外部上位机进行通信的串行通信接口；实施例中，通信模块采用RS232通信模块；
脉冲刺激模块包括若干个脉冲输出通道和与各通道对应连接的电极；使用时，电极扣在粘贴于人体皮肤表面的电极片上,电极片通过导联线与刺激装置的电连接口连接。
在一个优选实施例中，脉冲生及成模块包括4组脉冲输出通道，通过颜色和数字加以区分，每组输出通道分别连接两个电极。当用户通过人机交互模块设置刺激处方、通道、幅值、脉宽、时间等参数，在微控制器的控制下输出预设的刺激脉冲，通过连接导联线的电极片作用于人体形成回路，有规律地刺激神经或肌肉。
实施例中的人机交互模块包括“处方”、“通道”、“+”、“-”、“启/停”5个设置按键，其中“处方”按钮：长按(2S以上)，进入通信模式，用于进行自检信息上传和处方信息下载；短按，则在多种预设处方中循环切换，选择需要的处方；
“通道”按钮：用于对电刺激脉冲的输出通道进行选择，可选择一个或多个通道同时输出；
“+”按钮：增加所选的参数值；
“-”按钮：减小所选的参数值；
“启/停”按钮：按下后启动电刺激，再次按下后停止电刺激。
实施例提供的肌肉电刺激装置可产生5种不同的刺激波形，5种波形可以一种或多种波形组合的单相或双相的方式输出，4个通道可同时或单独工作，频率范围在0.25Hz-150Hz之间变化，脉宽在50us-500us之间变化，实际应用中可根据需要选择不同的处方输出。
参照图2，示出了实施例提供的神经肌肉电刺激装置的工作流程，开机后先进行自检，自检完成后响应人机交互模块的按键指令，进入刺激模式或通信模式。自检时，通过显示模块提示自检状态，需要时可通过RS232通信模块以及RS232串行通信接口将自检数据上传至外部上位机，并提示上传状态。
在刺激模式下，根据人机交互接口模块所接收的按键指令控制输出预设处方对应的刺激电流脉冲，并通过显示模块以中文显示工作状态和相关参数。需要更新处方时，在通信模式下，通过RS232接口从外部上位机下载新的处方，并通过显示模块提示处方下载状态。
使用时，将电极、RS232通信电缆分别通过电连接口和RS232通信接口与设备相连，再将4组电极片粘贴在相应的部位；待装置上电后，显示模块显示电池电量，系统开始初始化，当初始化完毕且自检成功后，在显示模块上显示自检合格信息，跳转到参数显示界面，此时即可通过人机交互模块的按钮进行参数设置以输出刺激处方对应的脉冲信号。
通过长按“处方”按钮(2S以上)进入通信模式，从外部上位机下载指定的处方；
通过人机交互模块的“通道”按钮设置各通道输出脉冲的刺激时间和刺激电流的幅值。实施例中，每按一次，向下反显一行，到最后一行后切至第一行，通过对该行的参数进行操作，其中第一行为时间行，第二到五行为四通道的处方幅值信息；
通过短按“处方”按钮设置各通道的刺激处方。当反显位于通道处时，每按一次，更改通道处方至下一个；
通过操作“+”按钮，调节各通道输出脉冲的刺激幅值和刺激时间。当反显位于通道处时，每按一次，该通道幅值加2，至80不变，当反显位于时间处，输出脉冲前每按键一次，时间加1，脉冲输出过程中对按键无响应；
通过操作“-”按钮，调节各通道输出脉冲的刺激幅值和刺激时间。当反显位于通道处时，每按一次，该通道幅值减2，至0不变，当反显位于时间处，输出脉冲前，每按一次，时间减1，脉冲输出过程中对按键无响应；通过操作启/停按钮，控制该装置的脉冲输出开始与暂停；
微控制器根据按键输入的指令控制脉冲刺激模块产生相应的脉冲；使用时，通过导联线连接的电极片刺激指定的人体部位，同时将设置参数在显示模块上实时显示；到达设置的刺激时长后，停止脉冲输出；在脉冲输出过程中，显示模块实时显示电池电量的变化情况。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，包括微控制器，以及与微控制器具有通信连接的人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块；
所述人机交互模块供用户进行参数设置；显示模块用于显示自检状态，并用于在自检通过后显示设置的处方参数，以及当前电量、剩余刺激时长；
数据存储模块用于存储预设的处方参数，包括处方的脉冲宽度、频率以及通断比；
通信模块用于将外部上位机下发的信息更新到设备的微控制器；
脉冲刺激模块用于输出与设置的处方参数对应的脉冲波形；
微控制器模块用于与人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块进行信息交互，根据人机交互模块的设置向脉冲刺激模块发出控制指令，并将设置的参数及状态信息反馈到显示模块。
2.如权利要求1所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，所述脉冲刺激模块包括脉冲变压器、与脉冲变压器具有电连接的若干个脉冲输出通道以及与各通道对应连接的电极。
3.如权利要求2所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，还包括与微控制器具有电连接的自动检测模块；自动检测模块在微控制器的控制下，发出上电自检指令，对脉冲变压器的原边电流和电压进行检测，实现装置自检。
4.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，还包括与微控制器具有电连接的电源管理模块；该电源管理模块用于接入外部电源为显示模块、数据存储模块、通信模块、微控制器、脉冲刺激模块的脉冲变压器的供电。
5.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，还包括壳体；微控制器、人机交互模块、显示模块、数据存储模块、通信模块和脉冲刺激模块以及自动检测模块均设置于壳体内；所述壳体上设置有用于控制供电的电源开关、用于响应人机交互模块并与脉冲刺激模块连接的电连接口，用于与外部上位机通信的串行通信接口。
6.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，所述脉冲刺激模块的各输出通道通过颜色和/或数字进行区分，每组输出通道分别连接两个电极。
7.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，由微处理器根据人机交互模块的设置向数据存储模块写入不同的波形参数，以产生多种不同的脉冲波形；由微处理器根据人机交互模块的设置调用存储在数据存储模块的处方，根据处方以一种或多种波形组合的单相或双相的方式输出脉冲波形。
8.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，通过微处理器控制通道输出电路，使各输出通道同时工作或各输出通道单独工作。
9.如权利要求1～3任一项所述的多功能神经肌肉电刺激装置，其特征在于，各脉冲通道输出电路输出脉冲的频率范围在0.25Hz-150Hz之间，脉宽在50us-500us之间。
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