CN115814275A - 无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，包括主电路板，所述主电路板包括U3，所述U3的5脚上分别连接有U5和U5B，所述U5的1脚与5脚之间连接有电感L1，所述L1的一端连接有熔断器F1，所述U5B的1脚与5脚之间连接有电感L1B，所述L1B的一端连接有熔断器F1B，所述F1与F1B连接；本发明具有多个同步的单独控制输出通道，使用不同的输出信号与非常薄和轻的双丝电感线圈相结合，以产生谐振能量场，有助于细胞刺激的连续性，可以更有效地针对特定区域进行治疗，本装置产生低于20高斯/特斯拉的场能，包括作为脉冲输出系统，消除了健康和安全问题，并且使用不同频率的脉冲方波形式，即使用快速变化的脉冲能量对生物细胞产生生物效应。
Description
技术领域
本发明涉及PEMF脉冲电场技术领域，具体为无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置。
背景技术
根据美国著名神经外科医生J.Huang博士对细胞膜电位的前沿研究，越来越清楚的是，PEMF脉冲刺激治疗设备需要更多的分段和方向变化才能更有效地工作。为了优化这些变化，开发人员需要通过技术将当前的研究结果和影响细胞功能和再生的证据整合到他们的PEMF设备中。
目前，许多商用PEMF技术设备具有各种缺点，它们倾向于生产高强度磁场，其功率输出有从几百高斯到几千高斯，这引起了对使用PEMF作为治疗或疗法的健康和安全担忧。研究表明，高功率电磁场并不总是对应于更高的细胞功能或导致细胞再生加速。
制造商可能缺乏对其设备性能的详细科学支持，他们不针对特定的治疗区域，而是覆盖可能影响疗效的大区域。主控制装置可能使用旧技术，尺寸或重量繁琐，许多设备使用的电磁感应线圈也可能是这种情况，并且往往缺乏创新。
因此我们需要提出无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置。
发明内容
本发明的目的在于提供无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，具有多个同步的单独控制输出通道，使用不同的输出信号与非常薄和轻的双丝电感线圈相结合，以产生谐振能量场，有助于细胞刺激的连续性，可以更有效地针对特定区域进行治疗，本装置产生低于20高斯/特斯拉的场能，包括作为脉冲输出系统，消除了健康和安全问题，并且使用不同频率的脉冲方波形式，即使用快速变化的脉冲能量对生物细胞产生生物效应，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，包括主电路板，所述主电路板包括U3，所述U3的5脚上分别连接有U5和U5B，所述U5的1脚与5脚之间连接有电感L1，所述L1的一端连接有熔断器F1，所述U5B的1脚与5脚之间连接有电感L1B，所述L1B的一端连接有熔断器F1B，所述F1与F1B连接；
所述U5的1脚与3脚之间连接有C3和D2，所述D2与C3之间连接有接地的C6和CR1，所述C3上并联有SW1和R1，所述SW1上分别并联有R2、R3和R4，所述R1的一端连接有接地的R13和C2；
所述U5B的1脚与3脚之间连接有C3B和D2B，所述D2B与C3B之间连接有接地的C6B和CR1B，所述C3B上并联有SW1B和R1B，所述SW1B上分别并联有R2B、R3B和R4B，所述R1B的一端连接有接地的R13B和C2B；
所述U3的2脚上分别连接有U2和U2B，所述U3的3脚上分别连接有U1和U1B，所述U1、U1B、U2和U2B均设置为场效应管。
优选的，所述L1与F1之间连接有接地的C1和C4，所述L1B与F1B之间连接有接地的C1B和C4B。
优选的，还包括J4和J6，所述J4的2脚与J6的1脚之间连接有D1，所述F1与F1B的接线端连接在J6的2脚上，所述J4的1脚接地。
优选的，还包括U4、J5和J2，所述J2的1脚连接在U3的4脚上，所述J2的5脚连接在U3的6脚上，所述J2的2脚、U3的1脚以及U4的4脚上连接有接地的C5，所述J2的4脚和U3的7脚上连接有R7，所述R7的一端连接在J5的2脚上，所述J5的1脚接地。
优选的，还包括J1，所述U1的4脚上分别连接有R6和R12，所述R6的一端以及U2的5脚至8脚均连接在J1的2脚上，所述U2的4脚上分别连接有R10和R11，所述U1的5脚至8脚以及R10的一端均连接在J1的1脚和3脚上。
优选的，所述U1和U2的1脚均接地，所述U1的2脚连接在U3的3脚上，所述U2的2脚连接在U3的2脚上，所述U1的2脚上连接有接地的R8，所述U2的2脚上连接有接地的R9。
优选的，还包括J1B，所述U1B的4脚上分别连接有R6B和R12B，所述R6B的一端以及U2B的5脚至8脚均连接在J1B的2脚上，所述U2B的4脚上分别连接有R10B和R11B，所述U1B的5脚至8脚以及R10B的一端均连接在J1B的1脚和3脚上。
优选的，所述U1B和U2B的1脚均接地，所述U1B的2脚连接在U3的3脚上，所述U2B的2脚连接在U3的2脚上，所述U1B的2脚上连接有接地的R8B，所述U2B的2脚上连接有接地的R9B。
优选的，所述主电路板上还设置有双丝感应线圈，负责将脉冲谐振的能量发射到生物组织和细胞中，所述双丝感应线圈的整体尺寸为：长度是107mm，宽度为60mm，所述双丝感应线圈中圆形线圈部分直径为60mm，腿部长47mm，宽11mm。
优选的，所述脉冲谐振的频率包括2hz、5hz、6.4hz、7hz、10hz、15hz、20hz、25hz，每个频率的模式和定时持续时间各不相同，每个单独的脉冲的持续时间为100-300微秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明具有多个同步的单独控制输出通道，使用不同的输出信号与非常薄和轻的双丝电感线圈相结合，以产生谐振能量场，有助于细胞刺激的连续性，可以更有效地针对特定区域进行治疗，本装置产生低于20高斯/特斯拉的场能，包括作为脉冲输出系统，消除了健康和安全问题，并且使用不同频率的脉冲方波形式，即使用快速变化的脉冲能量对生物细胞产生生物效应。
附图说明
图1为本发明的电路图；
图2为本发明的双线感应线圈原理图；
图3为本发明不同频率脉冲方波的波形图；
图4为本发明双丝感应线圈的3D设计视图；
图5为本发明输出脉冲的示例图；
图6为本发明与电感线圈耦合时的全脉冲输出方波示例图；
图7为本发明器件脉冲全输出方波形式与电感线圈发射的磁梯形三角波形脉冲示意图。
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做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。
请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，包括主电路板，所述主电路板具有适应性，允许与其他主电路板链接同步配置，这将简化需要更多输出通道的替代设备，以帮助治疗更大的区域；所述主电路板尺寸为65.5mmx43mm，本装置的工作电压范围为6.5-12v；
所述主电路板包括U3，U3选用PIC12f1821微控制器，所述U3的5脚上分别连接有U5和U5B，所述U5的1脚与5脚之间连接有电感L1，所述L1的一端连接有熔断器F1，所述U5B的1脚与5脚之间连接有电感L1B，所述L1B的一端连接有熔断器F1B，所述F1与F1B连接；
所述U5的1脚与3脚之间连接有C3和D2，所述D2与C3之间连接有接地的C6和CR1，所述C3上并联有SW1和R1，所述SW1上分别并联有R2、R3和R4，所述R1的一端连接有接地的R13和C2；
所述U5B的1脚与3脚之间连接有C3B和D2B，所述D2B与C3B之间连接有接地的C6B和CR1B，所述C3B上并联有SW1B和R1B，所述SW1B上分别并联有R2B、R3B和R4B，所述R1B的一端连接有接地的R13B和C2B；
所述U3的2脚上分别连接有U2和U2B，所述U3的3脚上分别连接有U1和U1B，所述U1、U1B、U2和U2B均设置为场效应管。上述四个场效应管阵列设置，用于放大开关输出电压，以在双线感应线圈上感应谐振脉冲。
所述L1与F1之间连接有接地的C1和C4，所述L1B与F1B之间连接有接地的C1B和C4B。
PEMF-脉冲电磁场(用作一种疗法)，它使用迈克尔法拉第的电磁电感原理和对细胞膜电位的研究，迈克尔·法拉第的电感原理-电磁定律预测磁场将如何与电路相互作用以产生电动势(emf)-这种现象被称为电磁感应；
细胞膜电位-电磁场在细胞的外部和内部感应电场，感应出以增加的速率在细胞膜内和周围移动离子的电流；
细胞的习惯化–是指原先是新抑的刺激重复多次地给与时行为反应的逐步减弱过程；电磁感应线圈-在这种情况下，形成空气线圈的绕线，当电荷通过它时会产生磁场；
双丝线圈–是用两根导线并在一起绕制而成的线圈；
本装置在治疗炎症，缓解疼痛和细胞再生方面具有功效，并解决细胞膜电位问题。
J.Huang博士对细胞膜电位和PEMF作为一种有效治疗方法的先进研究表明，要使其有效工作，PEMF设备产生的能量场需要迅速改变，以通过诱导皮米到微米的微电流电量，以对生物细胞产生有益的生物学效应。
为了最大限度地提高感应场脉冲的效果，需要尖锐的能量转换率＝高dB/dt以产生高能量脉冲进入体内，从而激发组织细胞内和周围的离子。
目前许多PEMF设备不遵循这一原理，而是依赖于高功率磁场能量输出水平，低能量转换率＝低dB/dt，在体内产生低能量场，例如使用具有固定频率输出的连续正弦波形式，导致生物细胞处于习惯状态，这阻止了PEMF对生物细胞的任何有益作用。
总之包括JHuang博士在内的新科学研究论文令人信服地证明，产生连续磁波形式的PEMF器件对细胞几乎没有生物效应，推断PEMF器件需要使用快速变化的脉冲能量才能对生物细胞产生生物效应。
还包括J4和J6，所述J4的2脚与J6的1脚之间连接有D1，所述F1与F1B的接线端连接在J6的2脚上，所述J4的1脚接地。
还包括U4、J5和J2，所述J2的1脚连接在U3的4脚上，所述J2的5脚连接在U3的6脚上，所述J2的2脚、U3的1脚以及U4的4脚上连接有接地的C5，所述J2的4脚和U3的7脚上连接有R7，所述R7的一端连接在J5的2脚上，所述J5的1脚接地。
还包括J1，所述U1的4脚上分别连接有R6和R12，所述R6的一端以及U2的5脚至8脚均连接在J1的2脚上，所述U2的4脚上分别连接有R10和R11，所述U1的5脚至8脚以及R10的一端均连接在J1的1脚和3脚上。
所述U1和U2的1脚均接地，所述U1的2脚连接在U3的3脚上，所述U2的2脚连接在U3的2脚上，所述U1的2脚上连接有接地的R8，所述U2的2脚上连接有接地的R9。
还包括J1B，所述U1B的4脚上分别连接有R6B和R12B，所述R6B的一端以及U2B的5脚至8脚均连接在J1B的2脚上，所述U2B的4脚上分别连接有R10B和R11B，所述U1B的5脚至8脚以及R10B的一端均连接在J1B的1脚和3脚上。
所述U1B和U2B的1脚均接地，所述U1B的2脚连接在U3的3脚上，所述U2B的2脚连接在U3的2脚上，所述U1B的2脚上连接有接地的R8B，所述U2B的2脚上连接有接地的R9B。
所述主电路板上还设置有双丝感应线圈，负责将脉冲谐振的能量发射到生物组织和细胞中，所述双丝感应线圈的整体尺寸为：长度是107mm，宽度为60mm，所述双丝感应线圈中圆形线圈部分直径为60mm，腿部长47mm，宽11mm。
主电路板的厚度为0.2mm，双丝感应线圈有22匝20oz铜，铜螺旋在每侧螺旋，在中心连接，形成一个连续顺时针旋转的铜螺旋线圈，共44圈。
主电路板包含存储在PIC控制器上的固件，该固件经过编程以最大限度地提高有效性并消除细胞习惯化，固件控制脉冲谐振频率/每秒脉冲数和脉冲形状，已被选中的共振频率是因为它们在刺激不同细胞类型和细胞功能方面的有效性得到了证明。
所述脉冲谐振的频率包括2hz、5hz、6.4hz、7hz、10hz、15hz、20hz、25hz，每个频率的模式和定时持续时间各不相同，每个单独的脉冲的持续时间为100-300微秒。固件在耦合到双丝电感线圈时直接影响所需的输出谐振脉冲，类似于梯形脉冲，具有正确的谐振感应特性以刺激生物组织和细胞。
该电路设计用于为两个输出通道中的每个通道上的两个双线电感线圈供电，两个可调强度功率开关，通过机械类型开关与特定尺寸的电阻器相结合，分别控制两个通道中每个通道的输出，分别为15v，20V，25V，30V，包括每个通道一个470uF电容用于突发电位，外部LED端口显示电源和脉冲状态，电路内置保护元件，1A熔断器，SS24二极管，LPS4018-472MRC，MIC5213，LM2733YMF元件用于电压调节和电压升压。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：包括主电路板，所述主电路板包括U3，所述U3的5脚上分别连接有U5和U5B，所述U5的1脚与5脚之间连接有电感L1，所述L1的一端连接有熔断器F1，所述U5B的1脚与5脚之间连接有电感L1B，所述L1B的一端连接有熔断器F1B，所述F1与F1B连接；
所述U5的1脚与3脚之间连接有C3和D2，所述D2与C3之间连接有接地的C6和CR1，所述C3上并联有SW1和R1，所述SW1上分别并联有R2、R3和R4，所述R1的一端连接有接地的R13和C2；
所述U5B的1脚与3脚之间连接有C3B和D2B，所述D2B与C3B之间连接有接地的C6B和CR1B，所述C3B上并联有SW1B和R1B，所述SW1B上分别并联有R2B、R3B和R4B，所述R1B的一端连接有接地的R13B和C2B；
所述U3的2脚上分别连接有U2和U2B，所述U3的3脚上分别连接有U1和U1B，所述U1、U1B、U2和U2B均设置为场效应管。
2.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：所述L1与F1之间连接有接地的C1和C4，所述L1B与F1B之间连接有接地的C1B和C4B。
3.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：还包括J4和J6，所述J4的2脚与J6的1脚之间连接有D1，所述F1与F1B的接线端连接在J6的2脚上，所述J4的1脚接地。
4.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：还包括U4、J5和J2，所述J2的1脚连接在U3的4脚上，所述J2的5脚连接在U3的6脚上，所述J2的2脚、U3的1脚以及U4的4脚上连接有接地的C5，所述J2的4脚和U3的7脚上连接有R7，所述R7的一端连接在J5的2脚上，所述J5的1脚接地。
5.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：还包括J1，所述U1的4脚上分别连接有R6和R12，所述R6的一端以及U2的5脚至8脚均连接在J1的2脚上，所述U2的4脚上分别连接有R10和R11，所述U1的5脚至8脚以及R10的一端均连接在J1的1脚和3脚上。
6.根据权利要求5所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：所述U1和U2的1脚均接地，所述U1的2脚连接在U3的3脚上，所述U2的2脚连接在U3的2脚上，所述U1的2脚上连接有接地的R8，所述U2的2脚上连接有接地的R9。
7.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：还包括J1B，所述U1B的4脚上分别连接有R6B和R12B，所述R6B的一端以及U2B的5脚至8脚均连接在J1B的2脚上，所述U2B的4脚上分别连接有R10B和R11B，所述U1B的5脚至8脚以及R10B的一端均连接在J1B的1脚和3脚上。
8.根据权利要求7所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：所述U1B和U2B的1脚均接地，所述U1B的2脚连接在U3的3脚上，所述U2B的2脚连接在U3的2脚上，所述U1B的2脚上连接有接地的R8B，所述U2B的2脚上连接有接地的R9B。
9.根据权利要求1所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：所述主电路板上还设置有双丝感应线圈，负责将脉冲谐振的能量发射到生物组织和细胞中，所述双丝感应线圈的整体尺寸为：长度是107mm，宽度为60mm，所述双丝感应线圈中圆形线圈部分直径为60mm，腿部长47mm，宽11mm。
10.根据权利要求9所述的无创脉冲细胞刺激技术引导组织再生装置，其特征在于：所述脉冲谐振的频率包括2hz、5hz、6.4hz、7hz、10hz、15hz、20hz、25hz，每个频率的模式和定时持续时间各不相同，每个单独的脉冲的持续时间为100-300微秒。
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