CN115814267A - 一种低频信号调制中频信号的电疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种低频信号调制中频信号的电疗设备，包括主机外壳、位于主机外壳内的供电模块、微控制单元、升压电路、刺激电路、脉冲输出控制电路、电流反馈电路及位于主机外壳外的电极部，其中，微控制单元用于控制电刺激脉冲输出的时序，升压电路用于将供电模块的输出电压升压到满足电疗所需电压并输出至刺激电路，脉冲输出控制电路用于将微控制单元输出的低压控制信号转换为高压控制信号并输出至刺激电路；刺激电路用于输出低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列。本发明的电疗设备输出的电刺激信号同时具备低频信号(模拟人体正常肌肉收缩)和中频信号(穿透力强)的特点，相比于普通低频电疗，电刺激的穿透能力更强，能够更加有效的实施电疗。

Description

一种低频信号调制中频信号的电疗设备

技术领域

本发明属于物理治疗器械中的电疗设备领域，尤其是低中频治疗设备领域，涉及一种低频信号调制中频信号的电疗设备。

背景技术

根据《医疗器械分类目录》(国家食品药品监督管理总局公告2017年第104号)：使用频率为1kHz以下的低频电流，通过电流流经人体组织，使人体发生电化学和/或电生理反应的设备，为低频电疗设备；使用频率1kHz-100kHz的电流治疗疾病的设备，为中频电疗设备。

由于低频信号频率与人体运动时肌肉固有的收缩频率接近，低频信号的电刺激更加能够触发肌肉运动，因此可采用低频信号电刺激人体下肢神经和肌肉组织，比如，采用1Hz脉冲频率的电刺激，可以模拟人体在正常行走状态下的肌肉收缩，而1Hz的低频信号正是与人体正常行走的步伐频率接近。

然而，由于人体皮肤及皮下组织在一定程度上呈现容性，低频信号达到的皮下深度有限，所达到的电疗效果有限。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种低频信号调制中频信号的电疗设备，用于解决现有技术中低频电疗设备的低频信号达到的皮下深度有限，电疗效果不理想的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种低频信号调制中频信号的电疗设备，包括主机外壳、位于所述主机外壳内的供电模块、微控制单元、升压电路、刺激电路、脉冲输出控制电路、电流反馈电路及位于所述主机外壳外的电极部，其中：

所述供电模块用于所述主机外壳内电路的供电；

所述微控制单元的输出端连接所述升压电路的输入端及所述脉冲输出控制电路的输入端，所述微控制单元用于控制电刺激脉冲输出的时序，所述升压电路用于将所述供电模块的输出电压升压到满足电疗所需电压并输出至所述刺激电路，所述脉冲输出控制电路用于将所述微控制单元输出的低压控制信号转换为高压控制信号并输出至所述刺激电路；所述刺激电路用于输出低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列；

所述电流反馈电路的输入端连接所述刺激电路以获取电刺激电流，输出端连接所述升压电路及所述微控制单元以输出反馈信号；

所述电极部连接所述刺激电路以释放电刺激脉冲。

可选地，所述低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列由低频信号和中频信号结合而成，所述低频信号的频率范围是0.1Hz～10Hz，所述中频信号的频率范围是1kHz～10kHz。

可选地，所述低频信号的频率选用0.5Hz～2Hz，所述中频信号的频率选用3kHz～5kHz。

可选地，所述低频信号的脉冲宽度范围是250μs～20000μs。

可选地，所述中频信号采用1：1占空比。

可选地，所述低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列呈单极性脉冲形态、双极性对称脉冲形态及双极性非对称脉冲形态中的一种。

可选地，在恒流输出模式下，通过调节所述低频信号的脉宽来调节电刺激强度的档位；在恒压输出模式下，通过调节脉冲信号的电压来调节电刺激强度的档位。

可选地，所述电疗所需电压的最大值介于80V～120V之间。

可选地，所述供电模块包括电池。

可选地，所述电极部包括片型电极或针型电极。

如上所述，本发明的低频信号调制中频信号的电疗设备包括主机外壳、位于所述主机外壳内的供电模块、微控制单元、升压电路、刺激电路、脉冲输出控制电路及电流反馈电路及位于所述主机外壳外的电极部，其中所述刺激电路可输出低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列。本发明的电疗设备输出的电刺激信号同时具备低频信号(电刺激模拟人体正常行走时下肢肌肉收缩)和中频信号(穿透力强)的特点，相比于普通低频电疗，电刺激的穿透能力更强，能够更加有效的实施电疗。

附图说明

图1显示为本发明的低频信号调制中频信号的电疗设备的结构框图。

图2a显示为1Hz频率，1000μs脉宽的低频信号的波形图。

图2b显示为4kHz频率，125μs脉宽的中频信号的波形图。

图3显示为由图2a所示低频信号和图2b所示中频信号构建的低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列的波形图。

图4显示为一种单极性方波的波形图。

图5显示为一种对称双极性方波的波形图。

图6显示为一种非对称双极性脉冲的波形图。

元件标号说明

100 主机外壳

101 供电模块

102 微控制单元

103 升压电路

104 刺激电路

105 脉冲输出控制电路

106 电流反馈电路

107 电极部

200 人体

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1至图6，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实施例中提供一种低频信号调制中频信号的电疗设备，请参阅图1，显示为该电疗设备的结构框图，包括主机外壳100、位于所述主机外壳100内部的供电模块101、微控制单元102、升压电路103、刺激电路104、脉冲输出控制电路105、电流反馈电路106及位于所述主机外壳100外部的电极部107，所述电疗设备通过所述电极部107对人体200施加电刺激。

具体的，所述供电模块101用于为电刺激输出提供能源，为主机及各个控制模块提供能源。所述供电模块101可包括电池以实现自供电。需要注意的是，所述供电模块101与其它各单元之间均有电气连接，但为了避免连线过多导致混乱，图中未示出相应连线。

具体的，所述微控制单元102电连接所述升压电路103、所述脉冲输出控制电路105及所述电流反馈电路106，用于控制电刺激脉冲输出的时序，协调其他各个功能模块工作。

具体的，所述升压电路103电连接所述微控制单元102、所述电流反馈电路106及所述刺激电路104，用于将所述供电模块1的较低电压升压到满足电疗所需电压，一般最大电压在80V～120V之间。需要指出的是，本说明书中所述低压与高压为相对概念，低压的电压小于高压的电压。

具体的，所述刺激电路104电连接所述升压电路103、所述脉冲输出控制电路105、所述电流反馈电路106及所述电极部107，用于在所述脉冲控制电路105的控制下通过所述电极部107释放电刺激脉冲。所述刺激电路104可包括输出电容、H桥、分流电阻、限流、限时等组件。

具体的，所述脉冲输出控制电路105电连接所述微控制单元102及所述刺激电路104，用于将所述微控制单元102输出的低压控制信号转换为高压控制信号以控制所述刺激电路的输出电容，将其能量输出多个瞬时脉冲，其中，所述多个瞬时脉冲由低频信号和中频信号结合而成，以构建低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列。

具体的，所述电流反馈电路106电连接所述微控制单元102、所述升压电路103及所述刺激电路104，用于获取电刺激电流，避免电流太低使其未达到电疗效果，或者避免电流太高对人体造成危害，能起到恒流作用。

具体的，所述电极部107可采用片型电极或针型电极。

具体的，所述刺激电路104输出的低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列中，所述低频信号采用0.1Hz～10Hz频率信号，优先采用0.5Hz～2Hz，特别是1Hz，以模拟人体行走时的肌肉收缩状态；脉冲宽度在250μs～20000μs之间，典型脉宽为1000μs；所述中频信号采用1kHz～10kHz频率信号，优先采用3kHz～5kHz，特别是4kHz，且优先采用1:1占空比(125μs脉宽)。其中，4kHz是为了兼顾穿透力(频率越高越好)和设备功耗(频率越小越好)。

作为示例，以1Hz频率，1000μs脉宽的低频信号(如图2a所示)，结合以4kHz频率，125μs脉宽的中频信号(如图2b所示)，构建低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列(如图3所示)。其中，在调制的概念中，低频信号称之为基波信号，中频信号称之为载波信号。由图1和图2，可以理解为，电刺激脉冲序列将基波信号作为包络，保留了基波信号以内涵盖的载波信号，去除了基波信号以外的载波信号。

作为示例，请参阅图4、图5及图6，其中，图4显示为一种单极性方波的波形图，图5显示为一种对称双极性方波的波形图，图6显示为一种非对称双极性脉冲的波形图。其中，前述图3所示的电刺激脉冲序列为单极性脉冲形态，在其它实施例中，电刺激脉冲序列也可以为双极性对称脉冲、或者双极性非对称脉冲。

具体的，本发明中可调节电刺激强度档位。其中，在恒流输出的情况下(输出电压随负载而变)，电刺激强度档位调节的是低频(基波)信号的脉宽，该脉宽越小，输出电刺激脉冲的数量越少，意味着输出能量越少；该脉宽越多，输出电刺激脉冲的数量越多，意味着输出能量越多。在其它实施例中，也可采用恒压输出模式，通过调节脉冲信号的电压来调节电刺激强度的档位。

作为示例，下表给出了一种电刺激强度档位设置方式。

强度档位	低频(基波)信号脉宽1Hz	中频(载波)信号个数4kHz
			第1档	250μs	1个
第2档	500μs	2个
			第3档	750μs	3个
第4档	1000μs	4个
			第5档	1250μs	5个
第6档	1500μs	6个
			第7档	1750μs	7个

综上所述，本发明的低频信号调制中频信号的电疗设备包括主机外壳、位于所述主机外壳内的供电模块、微控制单元、升压电路、刺激电路、脉冲输出控制电路及电流反馈电路及位于所述主机外壳外的电极部，其中所述刺激电路可输出低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列。本发明的电疗设备输出的电刺激信号同时具备低频信号(电刺激模拟人体正常行走时下肢肌肉收缩)和中频信号(穿透力强)的特点，相比于普通低频电疗，电刺激的穿透能力更强，能够更加有效的实施电疗。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于，包括主机外壳、位于所述主机外壳内的供电模块、微控制单元、升压电路、刺激电路、脉冲输出控制电路、电流反馈电路及位于所述主机外壳外的电极部，其中：

所述供电模块用于所述主机外壳内电路的供电；

所述微控制单元的输出端连接所述升压电路的输入端及所述脉冲输出控制电路的输入端，所述微控制单元用于控制电刺激脉冲输出的时序，所述升压电路用于将所述供电模块的输出电压升压到满足电疗所需电压并输出至所述刺激电路，所述脉冲输出控制电路用于将所述微控制单元输出的低压控制信号转换为高压控制信号并输出至所述刺激电路；所述刺激电路用于输出低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列；

所述电流反馈电路的输入端连接所述刺激电路以获取电刺激电流，输出端连接所述升压电路及所述微控制单元以输出反馈信号；

所述电极部连接所述刺激电路以释放电刺激脉冲。

2.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列由低频信号和中频信号结合而成，所述低频信号的频率范围是0.1Hz～10Hz，所述中频信号的频率范围是1kHz～10kHz。

3.根据权利要求2所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述低频信号的频率选用0.5Hz～2Hz，所述中频信号的频率选用3kHz～5kHz。

4.根据权利要求2所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述低频信号的脉冲宽度范围是250μs～20000μs。

5.根据权利要求2所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述中频信号采用1：1占空比。

6.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述低频信号调制中频信号的电刺激脉冲序列呈单极性脉冲形态、双极性对称脉冲形态及双极性非对称脉冲形态中的一种。

7.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：在恒流输出模式下，通过调节所述低频信号的脉宽来调节电刺激强度的档位；在恒压输出模式下，通过调节脉冲信号的电压来调节电刺激强度的档位。

8.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述电疗所需电压的最大值介于80V～120V之间。

9.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述供电模块包括电池。

10.根据权利要求1所述的低频信号调制中频信号的电疗设备，其特征在于：所述电极部包括片型电极或针型电极。

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