一种电晕式放电治疗仪
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域。
背景技术
据统计患有下肢血管和神经功能障碍(例如:静脉曲张、糖尿病引起的神经和周围血管病变等)的患者非常普遍,药物治疗效果不明显且周期漫长。器械治疗和人工物理治疗主要有:电和磁刺激、光波照射、按摩和功能穿戴等。
现在器械治疗通常采用低频治疗仪、高频治疗仪等,但是现有治疗仪存在:
1、刺激电极数量少,一般是2到4个,刺激部位单一;
2、刺激形式少,主要刺激电流和频率模式有限;
3、基本都是电极敷贴方式,使用不方便,容易出现皮肤不良反应;
4、长时间容易产生疲劳感等。
发明内容
针对现有治疗下肢血管和神经功能障碍的仪器存在电极个数少、刺激面积小的问题,本发明提出了一种电晕式放电治疗仪。
本发明所述的一种电晕式放电治疗仪,该治疗仪包括触控屏1、嵌入式控制电路2、多个刺激驱动电路3、继电器组4和电极阵列5;
电极阵列5为多个电极等间隔排列成的矩形阵列;继电器组4中的每个继电器对应控制电极阵列5中一个电极的开启或关闭,所述继电器组4中每个继电器的开关均由嵌入式控制电路2控制;
嵌入式控制电路2用于存储多种电极阵列5放电控制模式,每种电极阵列5放电控制模式对应一种治疗模式,所述治疗模式由使用人员通过触控屏1选择触发;
触控屏1用于提供治疗模式界面供选择,触控屏1将选择的治疗模式信号发送至嵌入式控制电路2,嵌入式控制电路2搜索对应的电极阵列5放电控制模式,根据电极阵列5放电控制模式向1个或多个刺激驱动电路3发送驱动控制信号;同时根据电极阵列5的放电控制模式控制继电器组4中对应的继电器闭合;通过控制不同电极的放电电压极性、频率和幅值模拟不同强度的电晕式放电;
电极阵列5的所有电极均与刺激驱动电路3连接,刺激驱动电路3的个数小于电极阵列5中电极的个数,每个刺激驱动电路3至少连接一个电极。
进一步地,刺激驱动电路3的个数为2至8个。
进一步地,刺激驱动电路3的状态信号输出端连接嵌入式控制电路2的电流反馈信号输入端,所述刺激驱动电路3将输出的总电流信号发送至嵌入式控制电路2,嵌入式控制电路2根据刺激驱动电路3所驱动电极的个数和该刺激电路输出的总电流判断刺激电路输出是否过流,若该刺激电路输出过流,控制继电器组4中与该刺激驱动电路3连接的继电器断开。
进一步地,每种电极阵列5的控制模式包括:驱动电极的个数、每个电极的开启时间、刺激时间、放电电压极性、频率和幅值。
进一步地,嵌入式控制电路2包括嵌入式控制板及外围电路201和DAC输出电路202;
嵌入式控制板及外围电路201内存储有多种电极阵列5的放电控制模式,用于接收触控屏1发送的治疗模式信号,将所述治疗模式信号与放电控制模式进行对应后向DAC输出电路202发送数字形式的电极驱动控制信号和数字形式的继电器组4开关控制信号;
DAC输出电路202用于对数字形式的驱动控制信号进行数模转换,将转换后的模拟形式的驱动控制信号发送至刺激驱动电路3,同时将数字形式的继电器组4开关控制信号转换为模拟形式后控制继电器开关。
进一步地,还包括电源电路6,所述电源电路6用于对嵌入式控制板及外围电路201、DAC输出电路202和刺激驱动电路3供电。
进一步地,还包括电源电路6,所述电源电路6用于对嵌入式控制板及外围电路201、DAC输出电路202和刺激驱动电路3供电。
进一步地,刺激驱动电路3包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、运算放大器AU1、运算放大器AU2、运算放大器AU3、运算放大器AU4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、光耦隔离器OA1和光耦隔离器OA2;
嵌入式控制电路2的驱动控制信号输出端连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接运算放大器AU1的正向信号输入端,运算放大器AU1的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R25,运算放大器AU1的反向信号输入端通过电阻R2接地;运算放大器AU1的信号输出端通过电阻R7连接电阻R9的一端;
电阻R5的一端连接+5V电源,电阻R5的另一端连接运算放大器AU2的反向信号输入端,运算放大器AU2的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R6,运算放大器AU2的信号输出端通过电阻R8连接电阻R9的一端;运算放大器AU2的正向信号输入端通过电阻R4接地;
电阻R9的另一端连接运算放大器AU3的正向信号输入端,运算放大器AU3的反向信号输入端通过电阻R10接地;运算放大器AU3的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R11;运算放大器AU3的信号输出端连接运算放大器AU4的反向信号输入端;
运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R12接地,运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R20连接三极管Q1的基极,所述三极管Q1的基极通过电阻R13连接运算放大器AU4的信号输出端;
运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R21连接三极管Q2的基极,所述三极管Q2的基极通过电阻R14连接运算放大器AU4的信号输出端;
运算放大器AU4的正向信号输入端连接二极管D2的正极,二极管D2的负极连接正向电源+V;
运算放大器AU4的正向信号输入端还连接二极管D1的负极,二极管D1的正极连接负向电源-V;
三极管Q2的基极通过电阻R18连接负向电源-V,三极管Q2的发射极通过电阻R17连接负向电源-V,三极管Q2的集电极同时连接三极管Q4的基极和二极管D4的负极;二极管D4的正极通过电阻R19接地;
三极管Q4的集电极连接负向电源-V;三极管Q4的发射极依次通过电阻R23和电阻R22连接三极管Q3的发射极;
三极管Q3的集电极连接正向电源+V;三极管Q3的基极与三极管Q1的集电极连接;三极管Q1的集电极连接二极管D3的正极,二极管D3负极通过电阻R19接地;
三极管Q1的发射极通过电阻R15连接正向电源+V;三极管Q1的基极通过电阻R16连接正向电源+V;
光耦隔离器OA1和光耦隔离器OA2反向并联后信号输出端连接嵌入式控制电路2的电流反馈信号输入端;光耦隔离器OA1的信号输入端与光耦隔离器OA2的信号输入端之间并联有电阻R24;所述电阻R24的一端连接运算放大器AU4的正向信号输入端;电阻R24的一端连接继电器组4中的一个或多个继电器;
电阻R24的另一端连接在电阻R22和电阻R23之间
进一步地,电极阵列5中的电极片采用金属电极,所述金属电极的表面贴设导电膜。
本发明采用触控屏进行人机交互,所述触控屏上设置有多个治疗模式的选择端口,每个治疗模式对应嵌入式控制电路内一种电极阵列放电控制模式,所述嵌入式控制电路内存储有多种放电控制模式,所述放电控制模式控制排列成矩形阵列的电极放电电流方向、电流强度、放电时间和电流频率,实现电晕式放电,实现了产生电晕式刺激,同时由于电极采用阵列式排列进行刺激,有效的扩大了刺激面积,且电晕式放电有效的提高了刺激面积和刺激效果。
附图说明
图1是本发明所述电晕式放电治疗仪的原理框图;
图2是本发明所述嵌入式控制电路2的连接框图;
图3是刺激驱动电路3的连接框图;
图4是刺激驱动电路3的电路图;
图5是电晕式放电电极极性图,图中位于中间的大箭头代表正极性,小箭头代表负极性。
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的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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
具体实施方式一:下面结合图1至图4说明本实施方式,本实施方式所述电晕式放电治疗仪,该治疗仪包括触控屏1、嵌入式控制电路2、多个刺激驱动电路3、继电器组4和电极阵列5;
电极阵列5为多个电极等间隔排列成的矩形阵列;继电器组4中的每个继电器对应控制电极阵列5中一个电极的开启或关闭,所述继电器组4中每个继电器的开关均由嵌入式控制电路2控制;
嵌入式控制电路2用于存储多种电极阵列5放电控制模式,每种电极阵列5放电控制模式对应一种治疗模式,所述治疗模式由使用人员通过触控屏1选择触发;
触控屏1用于提供治疗模式界面供选择,触控屏1将选择的治疗模式信号发送至嵌入式控制电路2,嵌入式控制电路2搜索对应的电极阵列5放电控制模式,根据电极阵列5放电控制模式向1个或多个刺激驱动电路3发送驱动控制信号;同时根据电极阵列5的放电控制模式控制继电器组4中对应的继电器闭合;通过控制不同电极的放电电压极性、频率和幅值模拟不同强度的电晕式放电;
电极阵列5的所有电极均与刺激驱动电路3连接,刺激驱动电路3的个数小于电极阵列5中电极的个数,每个刺激驱动电路3至少连接一个电极。
进一步地,刺激驱动电路3的个数为2至8个。
本实施方式中的刺激驱动电路3最少2个同时工作,当两个刺激电路同时工作时,为了模拟电晕式放电,两个驱动电路输出的电压极性相反,且在进行刺激时,多片电极排列成的阵列中位于中间的电极的极性为正,周围的电极的极性为负。
进一步地,刺激驱动电路3的状态信号输出端连接嵌入式控制电路2的电流反馈信号输入端,所述刺激驱动电路3将输出的总电流信号发送至嵌入式控制电路2,嵌入式控制电路2根据刺激驱动电路3所驱动电极的个数和该刺激电路输出的总电流判断刺激电路输出是否过流,若该刺激电路输出过流,控制继电器组4中与该刺激驱动电路3连接的继电器断开。
进一步地,每种电极阵列5的控制模式包括:驱动电极的个数、每个电极的开启时间、刺激时间、放电电压极性、频率和幅值。
本实施方式所述的电极阵列5控制模式包括控制电极放电电压极性,当电极放电呈中间电极为正向电压,周围为负向电压时,如图5所示,就会出现正电极输出电流的几何分布与电晕放电的几何分布相似;电流输出强度按函数I*e-kt(式中t为时间,K为常数,I为电流)波形输出,实现电源放电,所述电流的波形有嵌入式控制电路控制电流的频率幅值实现。
进一步地,结合图2说明本实施方式,嵌入式控制电路2包括嵌入式控制板及外围电路201和DAC输出电路202;
嵌入式控制板及外围电路201内存储有多种电极阵列5的放电控制模式,用于接收触控屏1发送的治疗模式信号,将所述治疗模式信号与放电控制模式进行对应后向DAC输出电路202发送数字形式的电极驱动控制信号和数字形式的继电器组4开关控制信号;
DAC输出电路202用于对数字形式的驱动控制信号进行数模转换,将转换后的模拟形式的驱动控制信号发送至刺激驱动电路3,同时将数字形式的继电器组4开关控制信号转换为模拟形式后控制继电器开关。
本发明利用嵌入式控制电路通过控制电极放电电压的方向模拟电晕式放电,通过电极在人体局部产生电晕式微电流对毛细血管和末梢神经进行微弱刺激,来增强毛细血管和末梢神经功能的活动机能,嵌入式控制电路是整个治疗仪的核心;一方面负责通过触控屏和使用者进行人机交互;另一方面控制治疗电流的产生;另外,其内部存储器中还针对治疗需求存储多套治疗程序(电极阵列放电控制模式),可以根据需要随时调取相应的控制模式产生对应的治疗电流。
进一步地,还包括电源电路6,所述电源电路6用于对嵌入式控制板及外围电路201、DAC输出电路202和刺激驱动电路3供电。
进一步地,刺激驱动电路3包括电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R23、电阻R24、电阻R25、三极管Q1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、运算放大器AU1、运算放大器AU2、运算放大器AU3、运算放大器AU4、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、光耦隔离器OA1和光耦隔离器OA2;
嵌入式控制电路2的驱动控制信号输出端连接电阻R1的一端,电阻R1的另一端连接运算放大器AU1的正向信号输入端,运算放大器AU1的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R25,运算放大器AU1的反向信号输入端通过电阻R2接地;运算放大器AU1的信号输出端通过电阻R7连接电阻R9的一端;
电阻R5的一端连接+5V电源,电阻R5的另一端连接运算放大器AU2的反向信号输入端,运算放大器AU2的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R6,运算放大器AU2的信号输出端通过电阻R8连接电阻R9的一端;运算放大器AU2的正向信号输入端通过电阻R4接地;
电阻R9的另一端连接运算放大器AU3的正向信号输入端,运算放大器AU3的反向信号输入端通过电阻R10接地;运算放大器AU3的反向信号输入端与信号输出端之间连接有电阻R11;运算放大器AU3的信号输出端连接运算放大器AU4的反向信号输入端;
运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R12接地,运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R20连接三极管Q1的基极,所述三极管Q1的基极通过电阻R13连接运算放大器AU4的信号输出端;
运算放大器AU4的正向信号输入端通过电阻R21连接三极管Q2的基极,所述三极管Q2的基极通过电阻R14连接运算放大器AU4的信号输出端;
运算放大器AU4的正向信号输入端连接二极管D2的正极,二极管D2的负极连接正向电源+V;
运算放大器AU4的正向信号输入端还连接二极管D1的负极,二极管D1的正极连接负向电源-V;
三极管Q2的基极通过电阻R18连接负向电源-V,三极管Q2的发射极通过电阻R17连接负向电源-V,三极管Q2的集电极同时连接三极管Q4的基极和二极管D4的负极;二极管D4的正极通过电阻R19接地;
三极管Q4的集电极连接负向电源-V;三极管Q4的发射极依次通过电阻R23和电阻R22连接三极管Q3的发射极;
三极管Q3的集电极连接正向电源+V;三极管Q3的基极与三极管Q1的集电极连接;三极管Q1的集电极连接二极管D3的正极,二极管D3负极通过电阻R19接地;
三极管Q1的发射极通过电阻R15连接正向电源+V;三极管Q1的基极通过电阻R16连接正向电源+V;
光耦隔离器OA1和光耦隔离器OA2反向并联后信号输出端连接嵌入式控制电路2的电流反馈信号输入端;光耦隔离器OA1的信号输入端与光耦隔离器OA2的信号输入端之间并联有电阻R24;所述电阻R24的一端连接运算放大器AU4的正向信号输入端;电阻R24的一端连接继电器组4中的一个或多个继电器;
电阻R24的另一端连接在电阻R22和电阻R23之间。
本实施方式中,嵌入式控制电路向刺激驱动电路3传输0到2.5V的电压信号,电压信号经过运算放大器AU1、运算放大器AU2和运算放大器AU3实现对电压的调整,将电压调整为-5V或+5V电压。
进一步地,电极阵列5中的电极片采用金属电极,所述金属电极的表面贴设导电膜。
本实施方式所述的导电膜为无害导电膜,可以直接贴设在使用人员的皮肤上,不会刺激皮肤,也无需采用胶布等进行固定。
本发明的使用过程:上电进行仪器初始化→提示用户选择治疗模式→开始治疗→治疗仪根据用户选择的治疗模式提取治疗数据(治疗数据中包含有每个电极的开启时间、刺激时间以及产生的放电方向、电压幅值和频率等)→根据治疗数据中要求的按时序开启相对应的继电器接通治疗电极同时按照放电模式产生对应DAC(数模转换器)数据输出→治疗数据按顺序执行完成后结束治疗→通过触摸屏提示用户治疗结束或开启新的治疗。
且本发明可根据不同的刺激穴位选择开启不同个数的电极接入,使用时安装在人体治疗部位,通过专用导线连接刺激驱动电路,在人体治疗部位产生类似电晕放电产生的电流,对治疗部位的微毛细血管形成刺激促进局部微循环。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明,但是应该理解的是,这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是,可以对示例性的实施例进行许多修改,并且可以设计出其他的布置,只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是,可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是,结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。