CN210472798U - 神经系统电刺激装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种神经系统电刺激装置。该装置包括输入装置、控制器、升压装置、恒流装置和输出装置，输入装置、升压装置、恒流装置和输出装置均连接控制器，升压装置连接恒流装置，恒流装置连接输出装置。上述神经系统电刺激装置，由于升压装置是通过恒流装置连接到输出装置的，恒流装置输出恒定大小的电流，电流经过输出装置作用到接收对象时变化平缓，尖脉冲减少，换算到升压装置的电压峰值减小，减小了升压装置的工作电压，延长了升压装置中各器件的寿命，提高了神经系统电刺激装置的工作可靠性。

Description

神经系统电刺激装置

技术领域

本实用新型涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种神经系统电刺激装置。

背景技术

经皮的神经电刺激疗法是通过皮肤将特定的低频脉冲电流输入人体以治疗疼痛的电疗方法。这是70年代兴起的一种电疗法，在止痛方面收到较好的效果，因而在临床上得到了广泛的应用。国内市面上的经皮神经电刺激装置一般都是升压之后直接经过换向电路给负载供电，通过调整控制升压装置的参数在标准负载上获得一个想要的电压值，获得当前电压值对应的升压装置的参数并在后续使用该设备时继续调用该参数。

传统的经皮神经电刺激装置通过升压装置升压后直接给负载供电，负载上的波形会类似电容的放电曲线，即一般只能得到一些尖脉冲，行业内一般采用电流的有效值描述输出参数，在这种情况下，由有效值换算得到的尖脉冲的峰值将变得非常高，即升压装置必须工作在很高的电压下，升压装置中的元器件工作在高压下容易被损坏，从而使寿命缩短，降低了经皮神经电刺激装置的工作可靠性。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统的经皮神经电刺激装置可靠性低的问题，提供一种神经系统电刺激装置。

一种神经系统电刺激装置，包括输入装置、控制器、升压装置、恒流装置和输出装置，所述输入装置、所述升压装置、所述恒流装置和所述输出装置均连接所述控制器，所述升压装置连接所述恒流装置，所述恒流装置连接所述输出装置。

上述神经系统电刺激装置，控制器接收输入装置发送过来的输入信号后控制升压装置启动，升压装置将电压升高后发送至恒流装置，恒流装置可以发送恒定大小的电流至输出装置，输出装置将接收到的恒定电流作用到接收对象，实现对接收对象的神经系统电刺激治疗。由于升压装置是通过恒流装置连接到输出装置的，恒流装置输出恒定大小的电流，电流经过输出装置作用到接收对象时变化平缓，尖脉冲减少，换算到升压装置的电压峰值减小，减小了升压装置的工作电压，延长了升压装置中各器件的寿命，提高了神经系统电刺激装置的工作可靠性。

附图说明

图1为一个实施例中神经系统电刺激装置的结构图；

图2为另一个实施例中神经系统电刺激装置的结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型进行更加全面的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在一个实施例中，请参见图1，提供一种神经系统电刺激装置，包括输入装置200、控制器100、升压装置300、恒流装置400和输出装置500，输入装置200、升压装置300、恒流装置400和输出装置500均连接控制器100，升压装置300连接恒流装置400，恒流装置400连接输出装置500。控制器100接收输入装置200发送过来的输入信号后控制升压装置300启动，升压装置300将电压升高后发送至恒流装置400，恒流装置400可以发送恒定大小的电流至输出装置500，输出装置500将接收到的恒定电流作用到接收对象，实现对接收对象的神经系统电刺激治疗。由于升压装置300是通过恒流装置400连接到输出装置500的，恒流装置400输出恒定大小的电流，电流经过输出装置500作用到接收对象时变化平缓，尖脉冲减少，换算到升压装置300的电压峰值减小，减小了升压装置300的工作电压，延长了升压装置300中各器件的寿命，提高了神经系统电刺激装置的工作可靠性。

具体地，输入装置200与控制器100连接，用于发送信号至控制器100，输入装置200输出至控制器100的信号类型并不是唯一的，例如输入装置200可以接收到用户实时输入的指令，然后将指令信息转化成控制器100可以识别的信号发送至控制器100，输入装置200还能存储用户预先设置的指令，需要时，调用存储的对应指令，然后将指令信息转化成控制器100可以识别的信号发送至控制器100。控制器100接收到输入装置200传输过来的信号后识别该信号，然后根据该信号对升压装置300进行控制，控制器100可以通过控制升压装置300的参数如PWM(Pulse-Width Modulation，脉冲宽度调制)等的参数实现对升压电路输出电压的控制。

升压装置300可以将输入端接收的较低的直流电压(例如2.5-5.5V)转换成较高的电压(例如70-150V)输出，高电压经过恒流装置400和输出装置500的处理后可以作用到接收对象，起到对接收对象的镇痛的作用，且升压装置300的输出电压幅度仅在小范围内波动，不会对接收对象造成影响。升压装置300的结构并不是唯一的，例如可采用升压芯片，升压芯片除了升压的功能外，还具有可编程输入欠压锁定和过温保护等功能，使用寿命长，有利于提高神经系统电刺激装置的可靠性。

恒流装置400可以输出恒定大小的电流至输出装置500，恒流装置400的结构并不是唯一的，例如可包括信号源和电压控制电流源，信号源采用直接数字频率合成技术，即以一定频率连续获取正弦采样数据，经数字模拟转换器转换并滤波后产生正弦信号并发送至电压控制电流源，电压控制电流源根据接收的信号输出不同大小的恒定电流至输出装置500。在本实施例中，恒流装置400输出的电流可以为0-100mA，具体可根据接收对象的具体需求，例如需要缓解的疼痛等级，或者接收对象的自身阻抗决定。恒流装置400可以使接受对象获得恒定的电流，且输出电流可均匀的变化，降低了增量控制的难度，减小了增量误差。输出装置500将恒流装置400输出的电流作用到被接收对象，起到连接神经系统电刺激装置与被接收对象的作用。

在一个实施例中，请参见图2，神经系统电刺激装置还包括电流调节控制装置600，电流调节控制装置600连接控制器100，电流调节控制装置600连接恒流装置400。电流调节控制装置600可以用于调节恒流装置400输出电流的大小，使用便捷。

具体地，电流调节装置连接于控制器100与恒流装置400之间，可以根据控制器100发送的控制信号控制恒流装置400输出电流的大小，控制器100连接输入装置200，可以根据输入装置200传输的指令控制恒流装置400输出电流的大小，进一步地，控制器100还能发送其他类型的信号控制恒流装置400的工作，例如可以发送时间信号至恒流装置400，控制恒流装置400工作的时长或者工作间隔的时长等。可扩展地，电流调节控制装置600还可以实时采集恒流装置400的工作参数然后反馈给控制器100，控制器100根据接收到的反馈信号控制恒流装置400的工作。例如，当电流调节控制装置600采集到恒流装置400输出的电流过高时，控制器100可以控制恒流装置400调整工作状态及降低输出电流的大小，当电流调节控制装置600采集到恒流装置400输出的电流不稳定时，控制器100可以控制恒流装置400待机，避免恒流装置400输出不稳定的电流从而对接收对象产生不利影响。

在一个实施例中，电流调节控制装置600为R-2R形电阻电路或数字模拟转换器。R-2R形电阻电路是单纯的电阻网络，不需要运放的辅助，一个n位的R-2R电阻电路需要n-1个R电阻和n+1个2R电阻，只需要两种阻值，可以直接使用电阻搭建，方便制作，成本低。R-2R形电阻电路的输入端连接控制器100，R-2R形电阻电路的输出端连接恒流装置400，通过控制R-2R形电阻电路的电路结构可以输出可调电压，用于调节恒流装置400的输出电流。数字模拟装换器是计算机采集控制系统与模拟量控制对象之间紧密联系的桥梁，在本实施例中，控制器100相当于计算机采集控制系统，恒流装置400相当于模拟量控制对象。一般来说，数字模拟转换器的主要部件是电阻开关网络，通常是由输入的二进制数的各位控制一些开关，通过电阻网络，在运算放大器的输入端产生与二进制数各位的权成比例的电流，这些电流经过运算放大器相加和转换而成为与二进制数成比例的模拟电压，这些模拟电压传输至恒流装置400，可以调节恒流装置400的输出电流，数字模拟转换器作为电流调节控制装置600转换精度高，线性误差小，具有较好的工作性能。电流调节控制装置600采用R-2R形电阻电路或数字模拟转换器都可以实现对恒流装置400输出电压的控制，控制准确，工作性能好。可以理解，在其他实施例中，电流调节控制装置600也可以采用其他结构的电路等，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

在一个实施例中，请参见图2，神经系统电刺激装置还包括电压采样装置700，电压采样装置700连接升压装置300，电压采样装置700连接控制器100。电压采样装置700可以采集升压装置300的电压信息发送至控制器100，便于控制器100对升压装置300实现更准确的控制。

具体地，电压采样装置700连接于控制器100与升压装置300之间，可以根据控制器100发送的控制信号对升压装置300输出的高电压进行合理分压，控制器100连接输入装置200，可以根据输入装置200传输的指令控制升压装置300输出电压的大小，进一步地，控制器100还能发送其他类型的信号控制升压装置300的工作，例如可以发送时间信号至升压装置300，控制升压装置300工作的时长或者工作间隔的时长等。电压采样装置700还可以实时采集升压装置300的工作参数然后通过控制器100的模数转化接口反馈给控制器100，控制器100根据接收到的反馈信号控制升压装置300的工作。例如，当电压采样装置700采集到升压装置300输出的电压过高时，控制器100可以控制升压装置300调整工作状态及降低输出电压的大小，当电压采样装置700采集到升压装置300输出的电压不稳定时，控制器100可以控制升压装置300待机，避免升压装置300输出不稳定的电压从而对接收对象产生不利影响。可扩展地，当升压装置300为升压芯片时，电压采样装置700还可以连接升压芯片的反馈输入引脚，电压采集装置将采集到的升压芯片的电压信号输出至升压芯片的反馈输入引脚，升压芯片根据接收到的反馈信号实现输出电压的调整，使升压芯片可以边输出边调整，有利于提高升压芯片的输出精度。

在一个实施例中，输入装置200包括连接控制器100的按键和/或通信装置。输入装置200的结构并不是唯一的，例如当输入装置200为按键时，按键连接控制器100，当按下不同的按键或者对同一按键执行不同的操作时，控制器100可以根据接收到的按键信息实现对于控制器100连接的各个装置的控制，采用按键作为输入装置200制作成本低，使用起来也比较简单，提高了神经系统电刺激装置的使用便捷性。当输入装置200为通信装置时，用户可以建立与神经系统电刺激装置的连接，在连接好的设备上发送命令，控制器100根据接收到的用户发送的命令对与控制器100连接的各个器件进行控制，采用通信装置作为输入装置200时，用户还能远程发送命令，实现对神经系统电刺激装置的远程控制。可扩展地，通信装置还可以将控制器100中的信息发送至用户，便于用户了解神经系统电刺激装置中与控制器100连接的各个器件的工作参数，实现对神经系统电刺激装置的监测，当发现异常时可以及早处理，有利于提高神经系统电刺激装置的工作可靠性。

在一个实施例中，通信装置包括连接控制器100的蓝牙装置和/或WIFI装置。当通信装置包括蓝牙装置时，用户和神经系统电刺激装置之间通过2.4—2.485GHz的ISM(Industrial Scientific Medical，工业的、科学的和医学的)波段的UHF(Ultra HighFrequency，特高频)无线电波进行数据传输，其功耗低，且蓝牙装置既使在没有网络的情况下也能实现数据传输，应用场合较多。当通信装置包括WIFI装置时，用户和神经系统电刺激装置之间通过WIFI信号进行数据传输，其传输速度快，传输数据丰富，使用便捷。或者，通信装置也可以既包括蓝牙装置又包括WIFI装置，用户可以根据场合或需求的不同选择适合与自己连接的通信装置进行连接，应用范围广，使用方便。可以理解，在其他实施例中，通信装置也可以包括其他类型的装置，只要本领域技术人员认为可以实现通信的功能即可，在此不做限定。

在一个实施例中，输出装置500为H桥波形换向电路。输出装置500连接恒流装置400与接收对象，将恒流装置400输出的电流作用到接收对象，为了使恒流装置400输出的电流能够更好地作用于输出对象，输出装置500先对恒流装置400输出的电流进行处理，根据输出装置500结构的不同，对恒流装置400输出的电流的处理方式也不一样。例如，当输出装置500为H桥波形换向电路时，H桥波形换向电路是一个直流电机控制电路，从恒流装置400接入电流后，经过H桥波形换向电路可使输出的电流与输入的电流实现波形换向，获得稳定的近似正弦输出波形的电流，更容易被接收对象所接受。

在一个实施例中，请参见图2，神经系统电刺激装置还包括报警装置800，报警装置800连接控制器100。报警装置800可以根据控制器100发送的报警信号进行报警，以提醒工作人员及时处理，提高神经系统电刺激装置的可靠性。

具体地，报警装置800的结构并不是唯一的，例如可以包括提示灯和蜂鸣器，提示灯和蜂鸣器根据控制器100发送的报警信号进行信息提示，根据报警装置800结构的不同提示的信息类型也不一样，当报警装置800包括提示灯时，提示灯可以通过灯的颜色或闪烁状态等实现信息提示的功能，当报警装置800包括蜂鸣器时，蜂鸣器可以通过警报声实现报警的功能，以提醒工作人员及时处理，提高神经系统电刺激装置的可靠性。例如，在接收到的电压采样装置700采集的信息超出正常范围时，控制器100可以发送报警信号给报警装置800进行报警，便于及时对神经系统电刺激装置的异常情况进行处理。

在一个实施例中，请参见图2，神经系统电刺激装置还包括显示装置900，显示装置900连接控制器100。显示装置900可以将控制器100发送的信号进行显示，便于操作人员实时了解神经系统电刺激装置中各个器件的工作参数。

显示装置900的结构并不是唯一的，例如可以为显示屏，显示屏可以将控制器100发送过来的信息以数值或图表等方式显示，用户可以通过触摸屏直观获取信息。触摸屏还可包括显示屏与触控屏，显示屏用于显示信息，触控屏可以实现人机交互，工作人员可以通过触控屏发送指令，触控屏将接收到的指令发送给控制器100，控制器100根据接收到的指令信息对连接的器件进行控制，使神经系统电刺激装置更便于操作。

在一个实施例中，控制器100为单片机。控制器100的类型并不是唯一的，例如可以为单片机。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统。将单片机作为控制器100时，控制器100把各功能部件集成在一个芯片上，内部采用总线结构，减少了各芯片之间的连线，大大提高了控制器100的可靠性与抗干扰能力，因而具有体积小、结构简单、可靠性高的优点。可以理解，在其他实施例中，控制器100也可以采用其他类型的器件，只要本领域技术人员认为可以实现即可。

上述神经系统电刺激装置，控制器100接收输入装置200发送过来的输入信号后控制升压装置300启动，升压装置300将电压升高后发送至恒流装置400，恒流装置400可以发送恒定大小的电流至输出装置500，输出装置500将接收到的恒定电流作用到接收对象，实现对接收对象的神经系统电刺激治疗。由于升压装置300是通过恒流装置400连接到输出装置500的，恒流装置400输出恒定大小的电流，电流经过输出装置500作用到接收对象时变化平缓，尖脉冲减少，换算到升压装置300的电压峰值减小，减小了升压装置300的工作电压，延长了升压装置300中各器件的寿命，提高了神经系统电刺激装置的工作可靠性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种神经系统电刺激装置，其特征在于，包括输入装置、控制器、升压装置、恒流装置和输出装置，所述输入装置、所述升压装置、所述恒流装置和所述输出装置均连接所述控制器，所述升压装置连接所述恒流装置，所述恒流装置连接所述输出装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电流调节控制装置，所述电流调节控制装置连接所述控制器，所述电流调节控制装置连接所述恒流装置。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述电流调节控制装置为R-2R形电阻电路或数字模拟转换器。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括电压采样装置，所述电压采样装置连接所述升压装置，所述电压采样装置连接所述控制器。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输入装置包括连接所述控制器的按键和/或通信装置。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述通信装置包括连接所述控制器的蓝牙装置和/或WIFI装置。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出装置为H桥波形换向电路。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置连接所述控制器。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置连接所述控制器。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的装置，其特征在于，所述控制器为单片机。

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