CN111097102A - 一种无线控制多路治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种无线控制多路治疗仪，包括主机和多个子机，主机包括人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块和第一电源模块，子机包括第二无线通信模块、第二主控模块、治疗输出模块和第二电源模块；人机交互模块用于录入治疗仪工作参数，显示治疗仪工作状态；第一主控模块用于生成主机指令；第一无线通信模块用于将主机指令转换成无线信号传输到第二无线通信模块；第二无线通信模块用于将无线信号转换为数字信号传输到第二主控模块；第二主控模块用于生成治疗指令；治疗输出模块用于根据治疗指令输出不同波形的治疗电流。本发明治疗仪采用无线通信，主机和子机之间不需要连线，解决了现有多路治疗仪接线数量受限、接线影响使用的问题。

Description

一种无线控制多路治疗仪

技术领域

本发明涉及一种基于无线通信技术的多路治疗仪，属于医疗设备技术领域。

背景技术

神经和肌肉刺激治疗是临床常用的物理治疗方法，相关的各种低频、中频治疗仪设备发展迅速。这类物理治疗为了保证治疗效果，其结构有从单路输出向多路输出(多通道)治疗发展的趋势，即一台治疗仪具备多路输出的治疗功能。多路输出治疗仪的好处有：1、多路输出治疗仪可以对同一病人的多个部位同时进行治疗，满足多穴位、多部位同时施治的需要；2、多路输出治疗仪可以同时治疗多个病人，临床治疗效率较高：3、多路输出治疗仪可实现多路电流波形同步输出和干扰电治疗功能，可满足特殊治疗需求；4、多路输出治疗仪相比多台单路输出治疗仪具有更高的性价比。

现有的多路治疗仪大多采用有线连接输出，存在着部分缺陷：1、随着输出通道增加，输出导线越来越多，容易造成使用环境混乱，现场治疗导线纵横交错，操作不方便，易发生操作失误降低工作效率，影响治疗效果；2、多路治疗仪消耗功率更多，只能采用市电直接供电，有线连接方式可能造成输出端漏电现象，造成治疗安全的风险；3、有线连接的治疗仪自身结构的空间有限，临床应用中常以4路输出为主，也有少数达到8路或16路，但是很难容纳更多通道的电路板。

随着技术发展，通过因特网和分布式终端建立联系的多路治疗仪出现了，因为互联网的架构中存在通信节点，节点的通信能力会出现阻塞，所以这类治疗仪不可避免的存在连接信号时延等现象，只适合对时效不敏感的较大数据量的传输，无法实现对多路终端的精准实时控制。

发明内容

针对多路治疗仪接线数量受限、接线影响使用等问题，本发明提出了一种无线控制多路治疗仪，主机与子机之间利用无线通信模块进行数据信号传输，子机根据主机的指令输出治疗电流，实现治疗效果，主机与子机之间不需要连接电线，不受接线数量的限制，操作使用更方便，子机通过电池进行直流供电，不依赖市电，供电安全性更好。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：

一种无线控制多路治疗仪，包括主机和多个子机，其特征在于，所述主机包括人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块和第一电源模块，所述子机包括第二无线通信模块、第二主控模块、治疗输出模块和第二电源模块。

所述人机交互模块，用于录入治疗仪工作参数，显示治疗仪工作状态；所述第一主控模块，用于接收并处理治疗仪工作参数，生成主机指令；所述第一无线通信模块，用于接收并分析主机指令，将主机指令转换成无线信号传输到第二无线通信模块；所述第二无线通信模块，用于接收第一无线通信模块的无线信号，将无线信号转换为数字信号传输到第二主控模块；所述第二主控模块，用于接收并分析第二无线通信模块的数字信号，生成治疗指令；所述治疗输出模块，用于根据治疗指令输出不同波形的治疗电流；所述第一电源模块分别连接人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块，用于给主机供电；所述第二电源模块分别连接第二无线通信模块、第二主控模块治疗输出模块，用于给子机供电。

进一步的，所述第一无线通信模块包括无线通信芯片、第一电容、第二电容、第一电感、第三电容、第二电感、第四电容、第五电容和无线通信接口，所述无线通信芯片的第一、第二I/O接口分别连接第一主控模块，无线通信芯片的第三I/O接口连接所述第一电容的一端，第一电容的另一端分别连接所述第二电容的一端和第一电感的一端，第一电感的另一端接地，无线通信芯片的第四I/O接口连接所述第三电容的一端，第三电容的另一端分别连接所述第二电感的一端和第四电容的一端，第四电容的另一端接地，第二电容的另一端和第二电感的另一端分别连接所述第五电容的一端，第五电容的另一端连接无线通信接口；所述第二无线通信模块与第一无线通信的电路结构相同。

进一步的，所述治疗仪工作参数包括治疗输出时间、频率、一个或多个波形、每个波形的时长、波形幅度、波形重复次数、多个波形的组合方式。

进一步的，所述治疗输出模块包括数模转换芯片、功率放大器、中频输出模块和电极片，所述数模转换芯片的一端连接所述第二主控模块，数模转换芯片的另一端连接所述功率放大器的输入端，功率放大器的输出端连接所述中频输出模块的输入端，中频输出模块的输出端连接所述电极片。

进一步的，所述第一电源模块采用AC-DC隔离电源，用于将220V电压转换为5V电压。

进一步的，所述第二电源模块采用可拆卸的一次性电池。

进一步的，所述第二电源模块包括充电电池、充电口和线性充电器，所述线性充电器用于连接市电和充电口，为充电电池充电。

进一步的，所述第二电源模块采用无线充电装置，所述无线充电装置包括充电电池、电力发送器和电力接收器。

进一步的，所述治疗仪还包括存储模块，所述存储模块连接第一主控模块，用于存储第一主控模块的数据信号。

进一步的，所述无线通信接口采用蓝牙、Zigbee、工业2.4G或其他无线电通信模式。

采用以上技术手段后可以获得以下优势：

本发明提出了一种无线控制多路治疗仪，该治疗仪包括主机和子机，主机与子机均设置有无线通信模块，主机将用户输入的治疗仪工作参数转换成无线信号，通过无线网络传输到不同的子机，不同的子机分析自身接收到的无线信号并输出相应的治疗电流，实现多路治疗功能。本发明主机和子机之间通过无线网络进行数据信号传输，不需要连接数据线，一方面可以有效避免治疗现场多根导线纵横排列造成的杂乱无序，简化连接和操作，提高工作效率，另一方面可以突破传统多路治疗仪的输出通道上限，满足不同治疗需求。此外，主机可以同时控制多部子机的工作，主机通过发送同步指令使多个子机协同工作，实现各种复杂干扰电治疗，或使得多路输出之间按波形、时序和强度有序配合达到特定治疗效果。本发明治疗仪的主机采用市电供电，子机采用电池进行直流供电，或采用无线充电方式供电，子机与市电在电气上完全隔离，彻底消除了因设备电介质强度下降、设备漏电形成的治疗风险，极大的提高了治疗安全性，同时蓄电池和无线充电方式可以减少子机上连接的充电线，进一步避免了过多接线影响治疗仪的实际使用。

附图说明

图1为本发明一种无线控制多路治疗仪的结构示意图。

图2为本发明治疗仪的工作示意图。

图3为本发明治疗仪中主机的电路结构示意图。

图4为本发明治疗仪中第一无线通信模块的电路原理图。

图5为本发明治疗仪中子机的电路结构示意图。

图6为本发明治疗仪中治疗输出模块的输出信号波形示意图。

图7为本发明实施例4中子机的结构示意图。

图中，1是主机，101是第一主控模块，102是第一无线通信模块，103是第一电源模块，2是子机，201是第二无线通信模块，202是第二主控模块，203是治疗输出模块204是第二电源模块，3是无线通信接口，4是电极片，2031是数模转换芯片，2032是功率放大器，2033是中频输出模块，2041是电池，2042是充电器，2043是直流升压模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明：

实施例1：

一种无线控制多路治疗仪，如图1所示，包括主机和多个子机，主机通过无线网络分别连接多个子机，主机发送同步指令到子机，使多个子机协同工作，实现各种不同形式的干扰电治疗，或使得多路输出之间按波形、时序和强度有序配合达到特定治疗效果，主机也可以接收不同子机反馈回来的信号，方便观察治疗情况、调整治疗策略。如图2所示，在使用本发明治疗仪时，主机可以放置在通信范围内的任意位置，不需要放置在人体旁边，子机敷贴在需要治疗的部位，可以同时使用一个主机和多个子机为一个人治疗，也可以使用一个主机和多个子机为多个人分别治疗。

图3是本实施例中主机的电路结构示意图，主机包括人机交互模块104、第一主控模块101、第一无线通信模块102、第一电源模块103和存储模块，人机交互模块包括显示端和输入端，显示端采用LCD、LED方式，主要用于显示操作界面、治疗仪工作状态等内容，输入端可以采用按键、触摸屏或键盘等方式，用于录入治疗仪工作参数等信息，显示端和输入端可以是独立的两个设备，也可以是集成在一起的一个设备，比如安装有相关软件的电脑或者手机。治疗仪工作参数包括治疗输出时间、频率、一个或多个波形、每个波形的时长、波形幅度、波形重复次数、多个波形的组合方式等内容，由用户根据需求自行设置。在本发明实施例中，人机交互模块选用LED显示屏、外接键盘和LED驱动芯片U6，LED驱动芯片U6的具体型号为TM1618。

第一主控模块用于接收并处理治疗仪工作参数，第一主控模块对治疗仪工作参数进行编码处理，生成主机指令，在本实施例中，第一主控模块采用STC15F2K60S2芯片(U1)。第一无线通信模块主要用于接收并分析主机指令，将主机指令转换成无线信号传输到子机中。第一电源模块分别连接人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块和存储模块，用于给主机供电，第一电源模块采用AC-DC隔离电源(U3)，AC-DC隔离电源的输入端连接220V市电，AC-DC隔离电源的输出端输出5V直流电，同时在AC-DC隔离电源的输出端并联有2个电容，对电路起到保护作用。存储模块连接第一主控模块，存储模块从第一主控模块获取用户输入的工作参数、主机指令、子机传回的数据信号灯，并将这些信息存储起来，方便用户查找、分析。

第一无线通信模块的电路原理图如图4所示，第一无线通信模块包括无线通信芯片U2、第一电容C6、第二电容C7、第一电感L1、第三电容C8、第二电感L2、第四电容C9、第五电容C10和无线通信接口3，其中，无线通信芯片U2采用CC2530芯片，无线通信芯片U2的第一、第二I/O接口分别连接第一主控模块的RX端和TX端，无线通信芯片U2的第三I/O接口连接第一电容C6的一端，第一电容C6的另一端分别连接第二电容C7的一端和第一电感L1的一端，第一电感L1的另一端接地，无线通信芯片U2的第四I/O接口连接第三电容C8的一端，第三电容C8的另一端分别连接第二电感L2的一端和第四电容C9的一端，第四电容C9的另一端接地，第二电容C7的另一端和第二电感L2的另一端分别连接第五电容C10的一端，第五电容C10的另一端连接无线通信接口3。无线通信接口采用蓝牙、Zigbee、工业2.4G或其他无线电通信模式，此类通信方式广泛应用于工控领域，具有通信实时性可靠性好、可实现即时指令控制操作、硬件软件相对简单、成本较低等特点，比较适合无线控制多路治疗系统。

本发明治疗仪中的每个子机都包括第二无线通信模块201、第二主控模块202、治疗输出模块203和第二电源模块204，如图5所示，第二电源模块分别连接第二无线通信模块、第二主控模块治疗输出模块，用于给子机供电，第二无线通信模块一端通过无线信号连接第一无线通信模块，第二无线通信模块的另一端连接第二主控模块的一端，第二主控模块的另一端连接治疗输出模块。第二无线通信模块用于接收来自第一无线通信模块的无线信号，将无线信号转换为数字信号传输到第二主控模块，第二无线通信模块和第一无线通信模块的电路结构相同，第一无线通信模块和第二无线通信模块共同实现本发明治疗仪的主机与子机之间的无线通信功能。第二主控模块用于接收并分析第二无线通信模块的数字信号，生成治疗指令，本实施例中，第二主控模块U5采用STC15W408AS芯片。

治疗输出模块用于根据治疗指令输出不同波形的治疗电流，治疗输出模块包括数模转换芯片2031、功率放大器2032、中频输出模块2033和电极片4，数模转换芯片2031的一端连接第二主控模块U5，数模转换芯片2031的另一端连接功率放大器2032的输入端，功率放大器2032的输出端连接中频输出模块2033的输入端，中频输出模块2033的输出端连接2个电极片4，其中，数模转换芯片2031的具体型号为MAX517。图6是本发明治疗仪中治疗输出模块的输出信号波形示意图，数模转换芯片接收第二主控模块输出的数字信号，将数字信号转换为低频的模拟信号后传输到功率放大器，信号经功率放大后传输到中频输出模块，中频输出模块是由分立元件组成的开关电路，中频输出模块接收第二主控模块发出的中频信号后，将前级送來的低频功率信号转换为受低频调制的中频功率信号输出，其载频为中频，由第二主控模块的中频信号控制，幅度调制为正弦波，符合功率放大后的低频信号特征。2个电极片用导线从子机中引出，电极片在中频功率信号作用下输出具有一定波形的治疗电流，实现治疗作用。

本发明实施例中，第二电源模块包括电池2041、充电器2042和直流升压模块2043，具体的，在子机上设置有电池安装槽和充电口，电池安装在电池安装槽内，电池选用充电电池，充电口与电池安装槽内的电池线性连接，充电口为电器插孔式或磁吸式，充电器选用线性充电器，具体型号为TC4056A，充电器连接市电和充电口，用于给电池充电，当存在多个子机时，也可以通过一个充电器给多个子机中的电池充电。直流升压模块与电池电连接，将电池输出的电压升压后传输到功率放大器。不使用治疗仪时，可以使用充电器为电池充满电，使用治疗仪时直接拔掉充电器，使用电池中的电能进行治疗，这样可以减少治疗仪的接线数量，方便用户操作治疗仪，同时减少治疗中漏电的风险。

在本发明治疗仪中，子机为盒状一体化设备，子机的所有模块都固定安装在子机外壳内，使用时，用户只需要将子机的电极片直接敷贴在需要治疗的位置，打开子机的电源，然后利用主机控制治疗。根据用户的具体需求，子机上也可以安装人机交互界面，用户可以在主机的人机交互模块输入整个治疗仪的工作参数，同时在子机的人机交互界面上输入子机相关的工作参数，子机的第二主控模块接收主机指令后，可以将主机指令与子机人机交互界面输入的参数进行分析匹配，然后生成治疗输出信号，这样可以避免信号误差，增加治疗仪的治疗准确度。

当子机具有人机交互界面后，治疗仪中主机就不是必须的了，在无主机的情况下，子机也可以和其他子机建立无线信号连接，互相传递数据并协同工作，实现各种不同形式的干扰电治疗，或使得多路输出之间按波形、时序和强度有序配合达到特定治疗效果。此外，子机的第二无线通信模块没有主机或其他子机的信号输入时，每个子机可以自行分析子机人机交互界面输入的参数，输出治疗电流，独立实现治疗功能。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于，第二电源模块采用可拆卸的一次性电池，此时不需要使用充电器，只需要将一次性电池安装到子机的电池安装槽内，子机就可以正常工作，在一定程度上简化了子机的结构，并且可以做到无线连接。

实施例3：

本实施例与实施例1或2的区别在于，第二电源模块采用无线充电装置，无线充电装置包括充电电池、电力发送器和电力接收器，充电电池安装在子机的电池安装槽内，电力发送器通过接线连接市电，电力接收器安装在子机内并与充电电池电连接，电力接收器接收来自电力发送器的电磁信号，并将电磁信号转化为电信号从而给充电电池充电。无线充电装置的电力发送端和电力接收端之间不需要线连接，在减少子机接线的基础上，也可以实现子机与市电的隔离，增加子机安全性。采用无线供电方式时，子机内部无需大容量储能电池，可以由无线供电方式持续提供工作能量。

实施例4：

本实施例与实施例1～3的区别在于，子机设计成两个体积较小的盒体，如图7中虚线所示，其中一个盒体中安装有子机电池，盒体表面固定连接有一个电极片，另一个盒体中安装有除电池以外的其他电子元件，另一个盒体的表面也固定连接有一个电极片，两个盒体的外形类似两片加厚的电极片，两个盒体中间通过1根电缆线连接，该电缆线中包括3根芯线，分别为2根电源芯线和1根电极芯线。由于电极片直接附着在2个盒体上，在使用时，可以直接将2个盒体分开贴在病人皮肤上进行治疗，一个子机治疗一个部位，更加方便快捷。

本发明多路治疗仪的工作原理如下：用户在主机的人机交互模块输入治疗仪工作参数，第一主控模块对参数进行编码处理，生成主机指令，第一无线通信模块将主机指令转换为无线信号，从无线通信接口传输到对应的子机的第二无线通信模块，第二主控模块接收第二无线通信模块的信号，分析数据后生产治疗指令，治疗输出模块在治疗指令的控制下输出特定波形的治疗电流，治疗电流经敷贴于人体上的电极片实现治疗过程。

本发明多路治疗仪采用无线通信模式，主机和子机之间不需要连接数据线，一方面可以有效避免治疗现场多根导线纵横排列造成的杂乱无序，简化连接和操作，提高工作效率，另一方面可以突破传统多路治疗仪的输出通道上限，满足不同治疗需求。此外，主机可以同时控制多部子机的工作，主机通过发送同步指令使多个子机协同工作，实现各种复杂干扰电治疗，或使得多路输出之间按波形、时序和强度有序配合达到特定治疗效果。本发明治疗仪子机采用电池进行直流供电，或采用无线充电方式供电，子机与市电在电气上完全隔离，彻底消除了因设备电介质强度下降、设备漏电形成的治疗风险，极大的提高了治疗安全性，同时蓄电池和无线充电方式可以减少子机上连接的充电线，进一步避免了过多接线影响治疗仪的实际使用。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细地说明，但是本发明并不局限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种无线控制多路治疗仪，包括主机和多个子机，其特征在于，所述主机包括人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块和第一电源模块，所述子机包括第二无线通信模块、第二主控模块、治疗输出模块和第二电源模块；

所述人机交互模块，用于录入治疗仪工作参数，显示治疗仪工作状态；

所述第一主控模块，用于接收并处理治疗仪工作参数，生成主机指令；

所述第一无线通信模块，用于接收并分析主机指令，将主机指令转换成无线信号传输到第二无线通信模块；

所述第二无线通信模块，用于接收第一无线通信模块的无线信号，将无线信号转换为数字信号传输到第二主控模块；

所述第二主控模块，用于接收并分析第二无线通信模块的数字信号，生成治疗指令；

所述治疗输出模块，用于根据治疗指令输出不同波形的治疗电流；

所述第一电源模块分别连接人机交互模块、第一主控模块、第一无线通信模块，用于给主机供电；

所述第二电源模块分别连接第二无线通信模块、第二主控模块治疗输出模块，用于给子机供电。

2.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述第一无线通信模块包括无线通信芯片、第一电容、第二电容、第一电感、第三电容、第二电感、第四电容、第五电容和无线通信接口，所述无线通信芯片的第一、第二I/O接口分别连接第一主控模块，无线通信芯片的第三I/O接口连接所述第一电容的一端，第一电容的另一端分别连接所述第二电容的一端和第一电感的一端，第一电感的另一端接地，无线通信芯片的第四I/O接口连接所述第三电容的一端，第三电容的另一端分别连接所述第二电感的一端和第四电容的一端，第四电容的另一端接地，第二电容的另一端和第二电感的另一端分别连接所述第五电容的一端，第五电容的另一端连接无线通信接口；

所述第二无线通信模块与第一无线通信的电路结构相同。

3.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述治疗仪工作参数包括治疗输出时间、频率、一个或多个波形、每个波形的时长、波形幅度、波形重复次数、多个波形的组合方式。

4.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述治疗输出模块包括数模转换芯片、功率放大器、中频输出模块和电极片，所述数模转换芯片的一端连接所述第二主控模块，数模转换芯片的另一端连接所述功率放大器的输入端，功率放大器的输出端连接所述中频输出模块的输入端，中频输出模块的输出端连接所述电极片。

5.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述第一电源模块采用AC-DC隔离电源，用于将220V电压转换为5V电压。

6.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述第二电源模块采用可拆卸的一次性电池。

7.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述第二电源模块包括充电电池、充电口和线性充电器，所述线性充电器用于连接市电和充电口，为充电电池充电。

8.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述第二电源模块采用无线充电装置，所述无线充电装置包括充电电池、电力发送器和电力接收器。

9.根据权利要求1所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述治疗仪还包括存储模块，所述存储模块连接第一主控模块，用于存储第一主控模块的数据信号。

10.根据权利要求2所述的一种无线控制多路治疗仪，其特征在于，所述无线通信接口采用蓝牙、Zigbee、工业2.4G或其他无线电通信模式。

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