CN205235167U - 一种基于智能手机的针灸仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计了一种基于智能手机的针灸仪，耳机接口输入端与智能手机连接，输出端与FSK通信模块导通，所述FSK通信模块与MSP430微控制器相互连接，MSP430微控制器与脉冲发生器及电极接口串行连接，MSP430微控制器通过PWM定时器控制高压电源，高压电源调节脉冲发生器工作状态，电极接口连接电极贴片A与电极贴片B，锂电池和Mini？USB充电接口与MSP430微控制器构成回路。在传统针灸学和现代生物电技术相结合的基础上，通过低频脉冲的刺激将药物透过皮肤带入人体组织内，达到无创伤、无感染注射治疗的目的。独特的耳机FSK调制和解调通信，触摸操作灵活方便。软件记录注射时间和时长，按时提醒，医生和患者对治疗情况了如指掌。

Description

一种基于智能手机的针灸仪

技术领域：

本实用新型涉及针灸仪，尤其涉及一种基于智能手机的针灸仪。

背景技术：

中医针灸经络学是中医药学的重要支柱，中医针灸学的整体观、辨证论治及针灸经络腧穴等有悠久的历史。中医针灸是一种“内病外治”的医术，通过经络、腧穴的传导作用，按照一定的“扎针”操作法来治疗全身疾病。在治疗疼痛性疾病、慢性病、功能障碍性疾病、去病延年等方面有突出的功效。

现代科技利用低周波原理产生脉冲替代扎针在医学上已经得到广泛的应用，市场上已有多种类型的脉冲针灸装置。但现有的这类脉冲针灸仪，一般将两个电极贴片，贴在人体表面或者某些穴位，和人体形成电回路。通过一定的低频脉冲电路刺激，达到促进局部血液循环，兴奋肌肉粗纤维的目的。

这类脉冲针灸仪是通用类设备，电极贴在平滑的人体表面，患者一般不具备人体穴位知识，无法精确对准病灶治疗部位，治疗效果一般且有限。这类脉冲针灸仪通常功能比较单一，仅有针灸、按摩和敲打等模式，没有注射模式，不能和治疗骨骼类疾病如风湿等的缓释渗透类药物配合使用。

这类脉冲针灸仪仅有一个单片机或者微控制器作为中央处理器，控制用户按键、段式液晶屏和脉冲产生电路协调工作。单片机或者微控制器处理功能相对较弱，无法实现较复杂的人机交互功能的应用，例如触屏操作、穴位提示、定时提醒、诊疗记录和电子病历等高级应用。

实用新型内容：

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种结合智能手机手指操作，多点触摸和桌面式因特网通信的特点，针对现有脉冲针灸仪的缺陷，用智能手机操控的针灸仪，对一些需要长期用药而用药期间并不需要住院或者医生参与的慢性疾病的治疗有重要的现实意义的技术方案：

一种基于智能手机的针灸仪，包括耳机接口、FSK通信模块、MSP430微控制器、PWM定时器、高压电源、脉冲发生器、电极接口、电极贴片A、电极贴片B以及锂电池和MiniUSB充电接口，所述耳机接口输入端与智能手机连接，输出端与FSK通信模块导通，所述FSK通信模块与MSP430微控制器相互连接，所述MSP430微控制器与脉冲发生器及电极接口串行连接，MSP430微控制器通过PWM定时器控制高压电源，高压电源调节脉冲发生器工作状态，所述电极接口连接电极贴片A与电极贴片B，锂电池和MiniUSB充电接口与MSP430微控制器构成回路。

作为优选，MSP430微控制器采用内部20MHz高速时钟驱动，MSP430微控制器通过口线IO1和口线IO2定时驱动脉冲发生器。

作为优选，电极接口为2.5mm的双声道耳机接口，通过线缆连接电极贴片A和电极贴片B。

作为优选，电极贴片A和电极贴片B端部均设置有硅胶。

本实用新型的有益效果在于：

（1）本实用新型在传统针灸学和现代生物电技术相结合的基础上，通过低频脉冲的刺激将药物透过皮肤带入人体组织内，达到无创伤、无感染注射治疗的目的。

（2）本实用新型所设计的针灸仪体积小、携带方便等特点帮患者突破了时间和地点的限制，使其能随时随地使用，免于遭受困于医院之苦，真正口袋里的个人护理专家。

（3）在实用新型中独特的耳机FSK调制和解调通信，触摸操作灵活方便。软件记录注射时间和时长，按时提醒，医生和患者对治疗情况了如指掌。

（4）实用新型中针灸仪控制器采用低功耗高速芯片，通过植入精确的刺激注射程序，确保程序发出的波形稳定、精准，提高药物注射功效。

（5）在本实用新型中的双通道输出孔配置，一次可以同时注射二个人体部位，方便省时，药物扩散效果更好。20级力度选择，10-60分钟6档时间可自由调节。适合不同药物注射机理和各个年龄阶层的需要，无年龄和身体限制。

附图说明：

图1为本实用新型的结构框图；

图2为脉冲发生器实现原理示意图；

图3为20s激励周期示意图；

图4为一次激励波形示意图；

图5为FSK解调过程示意图；

图6为FSK调制过程示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的实用新型目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型设计了一种基于智能手机的针灸仪，包括耳机接口1、FSK通信模块2、MSP430微控制器3、PWM定时器4、高压电源5、脉冲发生器6、电极接口7、电极贴片A8、电极贴片B9以及锂电池10和MiniUSB充电接口11，耳机接口1输入端与智能手机12连接，输出端与FSK通信模块2导通，FSK通信模块1与MSP430微控制器3相互连接，MSP430微控制器3与脉冲发生器6及电极接口7串行连接，MSP430微控制器3通过PWM定时器4控制高压电源5，高压电源5调节脉冲发生器6工作状态，电极接口7连接电极贴片A8与电极贴片B9，锂电池10和MiniUSB充电接口11与MSP430微控制器3构成回路。其中的MSP430微控制器3采用内部20MHz高速时钟驱动，MSP430微控制器3通过口线IO113和口线IO214定时驱动脉冲发生器6。同时电极接口7为2.5mm的双声道耳机接口，通过线缆连接电极贴片A8和电极贴片B9。电极贴片A8及电极贴片B9端部设置有硅胶15。

本实用新型在传统针灸学和现代生物电技术相结合的基础上，通过低频脉冲的刺激将药物透过皮肤带入人体组织内，达到无创伤、无感染注射治疗的目的。所设计的针灸仪体积小、携带方便等特点帮患者突破了时间和地点的限制，使其能随时随地使用，免于遭受困于医院之苦，真正口袋里的个人护理专家。

MSP430微控制器3接收智能手机12的App发送的命令和参数，控制针灸仪的各个模块的协调工作。首先利用PWM定时器4产生PWM时序激励高压电源，从低电压3.3V电源Boost出高压电源，通过调节PWM时序的占空比，实现给高压电源5电感充电时间不同，从而得到不同档位的高压输出。针灸仪设置20个档位的高压输出，从10V到110V范围5V一个调节档位。MSP430微控制器3通过两个口线IO113和IO214定时驱动脉冲发生器6，脉冲发生器6实现原理如图2所示。当IO113输出高电平，IO214输出低电平时，三极管Q5、Q1和Q4导通，高压电源从电极贴片A8、人体和电极贴片B9形成回路；当IO113输出低电平，IO214输出高电平时，三极管Q6、Q2和Q3导通，高压电源从电极贴片B9、人体和电极贴片A8形成回路。IO113和IO214循环轮换输出高电平从而在人体产生高压脉冲激励。

针灸仪支持注射、按摩、敲打、拔罐、捶打和放松共6种理疗模式。6种理疗模式下，脉冲发生器驱动信号IO1和IO2时序不同，产生6种不同时序的高压脉冲，激励加载到人体，人体肌肉会有不同的反射，从而得到不同的理疗效果。

注射模式下按照20s一个激励周期循环工作，按照设定的定时时间例如10min或者20min，持续激励，直到定时时间到，停止激励关闭高压电源。一个20s激励周期如图3所示，包括前导1s、连续激励18s和后导1s。

前导1s时间包括100ms激励时间，整个前导过程仅产生高压激励一次，前导主要作用是让患者有所准备，后面开始连续激励。

连续激励18s，首先MSP430微处理器输出32个PWM时序产生高压电源，然后驱动口线IO113高电平，脉冲宽度90us，然后间隔100us释放口线IO113同时驱动口线IO214高电平，脉冲宽度90us，完成两个电极贴片各一次激励。激励波形如图4所示。通过不断缩短连续激励间隔，能得到激励强度从弱到强的效果。

后导1s主要作用是释放高压电源电感和电容等储能元件上存储的电能，为下个激励周期做准备。

电极接口是一个2.5mm的双声道耳机接口，通过专用线缆连接两个电极贴片。电极贴片设置有硅胶，可以更好的贴合在人体表面。需要用药时，将缓释渗透类药物放在电极贴片下贴在人体病灶部位，通过低频脉冲的刺激将药物透过皮肤带入人体组织内，达到无创伤、无感染注射治疗的目的。

针灸仪通过3.5mm4节对录线连接智能手机12，与智能手机12之间利用FSK调制与解调进行通信。耳机接口1的左声道信号用作智能手机12向MSP430微控制器3传输数据，而麦克风信号用作MSP430微控制器3向智能手机12传输数据。MSP430微控制器3和智能手机12之间是交流耦合，直接传输数字电平是行不通的，所以需要将数字信号调制到一个高频率的载波信号上。

智能手机12控制声卡通过左声道发给MSP430微控制器3的调制信号，由MSP430微控制器3的片上外设解调出来，实现框图如图5所示。左声道传输的调制信号由电阻分压网络将信号抬升至针灸仪供电的中点电平，利用MSP430微控制器3片上的模拟电压比较器，将输入的信号与1/2VCC进行比较，产生过零比较信号，然后把过零比较信号交由定时器进行捕获计数，MSP430微控制器3根据信号周期解调出数字电平“0”或者“1”，通过中断I/O口输出，再进入UART的RXD管脚，按照UART格式得出智能手机12发送的字节。

如图6所示为FSK调制过程。MSP430微控制器3首先将需要发送的数字写入UART，由中断I/O口根据TXD管脚的电平变化产生中断，在中断服务程序中修改定时器周期，进而输出不同频率的连续方波信号，经过RC网络的滤波作用产生接近正弦信号的调制信号。调试信号由麦克风接口传输到智能手机被采集，智能手机12采集FSK信号对信号周期进行计数进而解调出MSP430微控制器3发送的字节信号。

智能手机12的App软件除实现检查针灸仪状态、获取电池容量、设置工作模式及强度、启动和停止等针灸仪的基本控制外。智能手机强大的硬件平台和桌面式因特网通信为开发穴位提示、定时提醒、诊疗记录和电子病历等高级应用提供了有利的基础。

上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于智能手机的针灸仪，其特征在于：包括耳机接口、FSK通信模块、MSP430微控制器、PWM定时器、高压电源、脉冲发生器、电极接口、电极贴片A、电极贴片B以及锂电池和MiniUSB充电接口，所述耳机接口输入端与智能手机连接，输出端与FSK通信模块导通，所述FSK通信模块与MSP430微控制器相互连接，所述MSP430微控制器与脉冲发生器及电极接口串行连接，MSP430微控制器通过PWM定时器控制高压电源，高压电源调节脉冲发生器工作状态，所述电极接口连接电极贴片A与电极贴片B，所述锂电池和MiniUSB充电接口与MSP430微控制器构成回路。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的针灸仪，其特征在于：所述MSP430微控制器采用内部20MHz高速时钟驱动，MSP430微控制器通过口线IO1和口线IO2定时驱动脉冲发生器。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的针灸仪，其特征在于：所述电极接口为2.5mm的双声道耳机接口，通过线缆连接电极贴片A和电极贴片B。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能手机的针灸仪，其特征在于：所述电极贴片A和电极贴片B端部均设置有硅胶。