CN117388927A - 一种刺激仪电极脱落检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种刺激仪电极脱落检测方法，采集刺激仪变压器初级侧电路电流变化数据，根据获取的电流变化数据判断电极是否处于脱落状态；当电流变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。所述方法还包括：当电流变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。所述方法还包括：当判断电极处于脱落状态时，向用户发出警报信息。本发明提供的检测方法能够有效的避开通过变压器次级侧电流监测所带来的输出波形失真、实现困难、成本过高、电路板空间开销大等缺点。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种刺激仪电极脱落检测方法及系统。
背景技术
医疗器械中，存在一种神经肌肉刺激仪设备。该设备工作时使用小功率中频交流电、或者低频包络的中频交流电对人体的肌肉、神经组织进行适度刺激，从而改善人体局部的健康状态。
在使用时，用于刺激的交流电从仪器一端出发，经过导线从一处电极片进入人体，然后经过人体从另一处电极片通过导线返回到仪器另一端。仪器、导线、电极片及人体上位于两电极片之间的区域，共同构成了一个完整的电回路。
如果在使用过程中，因为意外，某处电极片脱落，会导致上述的完整电回路遭到破坏，电流将无法在中断的回路中流动，刺激电无法作用于人体，设备的治疗功能也将不复存在。所以仪器需要有监测电极是否从人体表面脱落的功能，并在电极从人体表面脱落后，及时通过视觉或者听觉信号提醒患者或者操作者，以促使患者或操作者及时检查电极状态，恢复电极片与人体之间的正确连接。
该类设备为了防止患者受到非治疗电流以外的来自设备端异常电击侵害，往往会通过隔离变压器进行交流电输出到患者一端。目前已有的电极脱落检测技术，均是建立在此种经过隔离输出的电路结构中。通常的技术是，在变压器次级电路侧，也就是通过电极片直接与患者相连的电路中，串接电阻或者二极管。当电极片未脱落时，由于电回路完整，输出的电流会在电阻或者二极管上产生一定程度的电压。反之，当电极脱落，由于电回路破坏，因此没有电流流过，在电阻或二极管上也将不存在电压。通过判别上述电压存在与否，来检测电极片是否从人体上脱落。
具体而言，实现的方式分为2种：
一种是通过在患者回路中串接二极管，通过监测二极管的管压降来识别电极是否处于脱落状态。电极脱落时，二极管无管压降；电极未脱落时，二极管存在管压降。
另一种是通过在患者回路中串接小阻值的电阻，通过监测电阻上的电压来识别电极是否处于脱落状态。电极脱落时，电阻两端电压为0V；电极未脱落时，电阻两端电压不为0V。
在上述的检测方式中，都存在一定程度的缺点：在通过串接二极管检测电压的方式中，二极管本身会有约0.7V的导通压降，因此，在最终输出给患者的交流电中，小于±0.7V的电压将无法输出，最终会在连续输出的正弦波形中产生交越失真现象，无法达成预期的电刺激波形。而对于串接电阻的监测方式，由于在变压器次级端施加给患者的交流电流往往很小，因此在电阻上产生的电压也很小，需要通过运算放大器等对监测信号进行放大处理。输送给患者的刺激交流电压幅值在某些场合需要达到100Vpp甚至更高的水平，而通常的运算放大器放芯片往往只有±16V的共模电压范围，这意味着要想监测更大共模电压的信号，需要相当复杂的电路以及更加高昂的成本。此外，上述两种方式还拥有一个共同的缺点，就是所监测的电极脱落信号，需要通过另外的隔离手段再次传递回变压器初级侧的控制电路端进行处理，这都为电路的实现增加了难度、成本开销以及电路板的空间开销。
发明内容
(一)要解决的技术问题
针对现有存在的技术问题，本发明提供了一种刺激仪电极脱落检测方法及系统，用于解决现有监测实现中的缺陷。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
一种刺激仪电极脱落检测方法，
采集刺激仪变压器初级侧电路电流变化数据，根据获取的电流变化数据判断电极是否处于脱落状态；
当电流变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
优选地，所述方法还包括：当电流变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
优选地，所述方法还包括：当判断电极处于脱落状态时，向用户发出警报信息。
优选地，所述方法还包括：对采集的电路数据进行电流-电压转换，获得电流变化数据对应的电压变化数据；
当电压变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
优选地，所述方法还包括：当电压变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
优选地，所述方法还包括：对获得的电压变化数据进行适当倍数的放大、滤波处理。
一种刺激仪电极脱落检测系统，包括：刺激输出单元、电流-电压采集转换单元、放大滤波单元、处理单元、变压器单元和电极片单元；
所述刺激输出单元与所述变压器单元的初级侧电连接；
所述电极片单元与所述变压器单元的次级侧电连接；
所述电流-电压采集转换单元设置在所述刺激输出单元与所述变压器单元间的初级侧电路上，用以采集变压器初级侧电路电流变化数据；
所述放大滤波单元与所述电流-电压采集转换单元连接；
所述处理单元与所述放大滤波单元连接。
优选地，所述电极片单元包括第一电极片和第二电极片；
所述第一电极片和第二电极片能够设置在人体上，并与人体形成回路。
优选地，还包括：报警单元；
所述处理单元与所述报警单元控制连接。
(三)有益效果
本申请提供的一种刺激仪电极脱落检测方法通过对变压器初级侧监测电流变化的方法，能够有效的避开通过变压器次级侧电流监测所带来的输出波形失真、实现困难、成本过高、电路板空间开销大等缺点。
相对而言，通过对初级端电流的监测，以及对监测电流波形的有效处理，均可以有效的、低成本的实现对变压器次级侧电极脱落状态的准确判断及监控。
附图说明
图1为本发明提供的一种刺激仪电极脱落检测系统的结构示意图。
【附图标记说明】
1：刺激输出单元；2：电流-电压采集转换单元；3：变压器单元；4：第一电极片；5：第二电极片；6：人体；7：放大滤波单元；8：处理单元；9：报警单元。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
如图1所示：本实施例中公开了一种刺激仪电极脱落检测方法，采集刺激仪变压器初级侧电路电流变化数据，根据获取的电流变化数据判断电极是否处于脱落状态；当电流变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
需要说明的是：该检测方法的原理为：当变压器次级电路通过电极、人体形成回路时，变压器次级电流作用于人体，这会导致输出功耗增加。在输出电压幅值不变的情况下，增加的功耗会导致变压器初级侧的电流增加。由于输出的是交流电信号，实际的表现是输出电流峰值增加。反之，当电极脱落后，由于变压器次级回路被破坏，输出功耗为0，整体输出功耗会降低，这会导致变压器初级输出电流减小，输出电流峰值降低。通过在初级端监测这种电流的变化，特别是是交流电输出的电流峰值变化差异，或者输出波形面积区域改变，均可以有效的识别出电极是否处于脱落状态。
本实施例中所述方法还包括：当电流变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
本实施例中所述方法还包括：当判断电极处于脱落状态时，向用户发出警报信息。
本实施例中所述方法还包括：对采集的电路数据进行电流-电压转换，获得电流变化数据对应的电压变化数据；当电压变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
本实施例中所述方法还包括：当电压变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
本实施例中所述方法还包括：对获得的电压变化数据进行适当倍数的放大、滤波处理。
本实施例中还提供一种刺激仪电极脱落检测系统，包括：刺激输出单元1、电流-电压采集转换单元2、放大滤波单元7、处理单元8、变压器单元3和电极片单元。
该刺激输出单元1与所述变压器单元3的初级侧电连接；所述电极片单元与所述变压器单元3的次级侧电连接；所述电流-电压采集转换单元2设置在所述刺激输出单元1与所述变压器单元3间的初级侧电路上，用以采集变压器初级侧电路电流变化数据；所述放大滤波单元7与所述电流-电压采集转换单元2连接；所述处理单元8与所述放大滤波单元7连接。
本实施例中所述电极片单元包括第一电极片4和第二电极片5；所述第一电极片4和第二电极片5能够设置在人体6上，并与人体6形成回路。
本实施例中提供的刺激仪电极脱落检测系统还包括：报警单元9；所述处理单元8与所述报警单元9控制连接。
本实施例中的刺激电输出单元1能够输出幅值较低的交流电，通过变压器单元3输送给后端患者。该电流-电压采集转换单元2具体表现为电阻，交流电作用于其上，产生交流电压，该交流电压峰值会因为第一电极片4和第二电极片5是否从人体上脱落，而有改变。通常表现为电极片脱落后的峰值较电极片连接在人体时的峰值更低。
该变压器单元3起到2个作用：一是隔离，用于将患者人体6部分与刺激输出单元1工作电路部分隔离开来，以增强患者防异常电击的安全性。二是变换电压，将变压器初级端的低幅度电压变换为患者侧的高幅度的刺激电压。
该第一电极片4与第二电极片5、人体6一起构成了刺激电流回路，实际使用时可能会有更多且更复杂的电极片及其构成回路。该第二电极片5与第一电极片4、人体6一起构成了刺激电流回路，实际使用时可能会有更多且更复杂的电极片及其构成回路。在本实施例中人体6与第一电极片4、第二电极片5一起构成刺激电流回路。放大滤波单元7对电流-电压采集转换单元2中由电流转化得到的电压进行适当倍数的放大、滤波处理。该处理单元8能够将得到的信号进行ADC模数转化，并对得到的数字信号通过处理器进行处理，识别出电极脱落和连接下电流峰值的变化，或者电流波形中因峰值变化而带来的波形面积的改变，从而判定出电极是否处于脱落状态。
当电极脱落时，由处理单元8通过警报单元9向患者或者使用者发出警报信息，以提醒患者或者使用者对电极脱落状态进行处理和恢复。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种刺激仪电极脱落检测方法，其特征在于，
采集刺激仪变压器初级侧电路电流变化数据，根据获取的电流变化数据判断电极是否处于脱落状态；
当电流变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述方法还包括：当电流变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
3.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述方法还包括：当判断电极处于脱落状态时，向用户发出警报信息。
4.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，
所述方法还包括：对采集的电路数据进行电流-电压转换，获得电流变化数据对应的电压变化数据；
当电压变化数据呈现峰值降低时，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
5.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，
所述方法还包括：当电压变化数据呈现输出波形面积区域改变，则判断刺激仪变压器次级侧电路电极处于脱落状态。
6.根据权利要求4所述的检测方法，其特征在于，
所述方法还包括：对获得的电压变化数据进行适当倍数的放大、滤波处理。
7.一种刺激仪电极脱落检测系统，其特征在于，
包括：刺激输出单元、电流-电压采集转换单元、放大滤波单元、处理单元、变压器单元和电极片单元；
所述刺激输出单元与所述变压器单元的初级侧电连接；
所述电极片单元与所述变压器单元的次级侧电连接；
所述电流-电压采集转换单元设置在所述刺激输出单元与所述变压器单元间的初级侧电路上，用以采集变压器初级侧电路电流变化数据；
所述放大滤波单元与所述电流-电压采集转换单元连接；
所述处理单元与所述放大滤波单元连接。
8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，
所述电极片单元包括第一电极片和第二电极片；
所述第一电极片和第二电极片能够设置在人体上，并与人体形成回路。
9.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，
还包括：报警单元；
所述处理单元与所述报警单元控制连接。
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