CN210844975U - 具备实时保护功能的生物刺激器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具备实时保护功能的生物刺激器，包括控制器MCU1、保护模块MCU2、信号采集模块MCU3和电源充电模块，控制器MCU1连接有通信模块、报警自检模块、输出模块、用户输入/输出模块和存储模块；所述信号采集模块MCU3与控制器MCU1相连，所述保护模块MCU2与输出模块相连，输出模块还连接有升压模块。本实用新型具备三个同时运行的MCU，通过几个模块的交互作用，达到多重保护的效果，避免刺激器出现故障，其刺激电信号输出紊乱而产生过度刺激。

Description

具备实时保护功能的生物刺激器

技术领域

本实用新型涉及生物刺激器领域，具体涉及具备实时保护功能的生物刺激器。

背景技术

现有的生物刺激器的工作由设定的程序进行控制，刺激方式常采用恒定电压的电刺激信号完成生物刺激，少量的刺激器采用恒定电流的电信号完成生物刺激。此类刺激器当其发生故障的时候，其刺激电信号输出可能紊乱，出现过度刺激的危险情况，过度刺激如果发生在失去意识的生物体上，危害将是不可逆转的。对此，亟待一种具备保护功能的刺激器来解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有的生物刺激器发生故障的时候，其刺激电信号输出可能紊乱，出现过度刺激的危险情况的问题，目的在于提供具备实时保护功能的生物刺激器，解决上述问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：

具备实时保护功能的生物刺激器，包括控制器MCU1、保护模块MCU2、信号采集模块MCU3和电源充电模块，控制器MCU1连接有通信模块、报警自检模块、输出模块、用户输入/输出模块和存储模块；

所述信号采集模块MCU3与控制器MCU1相连，所述保护模块MCU2与输出模块相连，输出模块还连接有升压模块；

控制器MCU1用于控制刺激器的工作流程；

保护模块MCU2用于检测输出电压、输出电流及输出刺激时间，并反馈状态信息，根据规定参数来判定是否符合控制器MCU1设定的数值，是否继续输出；

信号采集模块MCU3用于监控刺激器附属电路的电路运行状态，并反馈回控制器MCU1 进行比较；

电源充电模块用于供电；

通信模块用于实时上传设备的工作状态；

报警自检模块用于进行自我检查报警；

输出模块和升压模块用于对外输出电压；

用户输入/输出模块用于人工操作；

存储模块用于记录设备的工作日志和信号采集模块检测到的信息。

本刺激器具备三个同时运行的MCU，控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3，一旦保护模块MCU2检测到的输出电压、输出电流及输出刺激时间中任何一项参数超出设定值，MCU2将停止电压和电流输出，防止刺激器过负荷运行。只有在以上参数符合设定数值时，刺激器才能正常工作。

信号采集模块MCU3监控刺激器附属电路的电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态等电路运行状态，并反馈回控制器MCU1进行比较，只有在附属电路参数在正常范围内，控制器MCU1才能正常进行刺激流程的工作。

控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系，如果发现控制器MCU1出现故障或者不在设定范围内工作的时候，则令设备停止工作，并由报警自检模块进行自我检查报警。

通过几个模块的交互作用，达到多重保护的效果，避免刺激器出现故障，其刺激电信号输出紊乱而产生过度刺激。

进一步地，所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系。

进一步地，所述通信模块采用蓝牙或射频或WIFI通信传输方式，连接上位主机，但不仅限于上述通信传输方式。

进一步地，所述保护模块MCU2用于分析被刺激物体的电压、电流、阻抗信息，但不仅限于上述信息。

进一步地，所述信号采集模块MCU3用于采集EEG、ECG、EMG、温度、湿度、压力和移位、电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态的信号，但不仅限于上述信号。

进一步地，所述升压模块对外提供输出的电压为12-350V。

进一步地，所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3采用CPLD复杂可编程逻辑电路，其作用是基于其强大的可编程逻辑功能，利用CPLD单次触发、端口互锁、分析报警信息并自动关闭或打开设备输出信号的特点，再次增加一重保护。

进一步地，所述CPLD复杂可编程逻辑电路包括电刺激单元、刺激反馈单元和显示键盘单元；

所述控制器MCU1与电刺激单元连通，保护模块MCU2与刺激反馈单元连通，信号采集模块MCU3与显示键盘单元连通；

所述电刺激单元连接有电脉冲电路，且通过高压电极接口1连接电极H，通过低压电极接口2连接电极L，电极接口1和电极接口2均连接到监测电路上，监测电路与刺激反馈单元连通；

所述显示键盘单元连接有键盘电路、显示电路和监测电路。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，信号采集模块MCU3监控刺激器附属电路的电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态等电路运行状态，并反馈回控制器MCU1进行比较，只有在附属电路参数在正常范围内，控制器MCU1才能正常进行刺激流程的工作。

2、本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，信号采集模块MCU3监控刺激器附属电路的电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态等电路运行状态，并反馈回控制器MCU1进行比较，只有在附属电路参数在正常范围内，控制器MCU1才能正常进行刺激流程的工作。

3、本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系，如果发现控制器MCU1出现故障或者不在设定范围内工作的时候，则令设备停止工作，并由报警自检模块进行自我检查报警。

4、本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，通过几个模块的交互作用，达到多重保护的效果，避免刺激器出现故障，其刺激电信号输出紊乱而产生过度刺激。

5、本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，可采用CPLD复杂可编程逻辑电路，其作用是基于其强大的可编程逻辑功能，利用CPLD单次触发、端口互锁、分析报警信息并自动关闭或打开设备输出信号的特点，再次增加一重保护。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型CPLD可编程逻辑电路图；

图3为本实用新型控制流程图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，包括控制器MCU1、保护模块MCU2、信号采集模块MCU3和电源充电模块，控制器MCU1连接有通信模块、报警自检模块、输出模块、用户输入/输出模块和存储模块；

所述信号采集模块MCU3与控制器MCU1相连，所述保护模块MCU2与输出模块相连，输出模块还连接有升压模块；

控制器MCU1用于控制刺激器的工作流程；

保护模块MCU2用于检测输出电压、输出电流及输出刺激时间，并反馈状态信息，根据规定参数来判定是否符合控制器MCU1设定的数值，是否继续输出；

信号采集模块MCU3用于监控刺激器附属电路的电路运行状态，并反馈回控制器MCU1 进行比较；

电源充电模块用于供电；

通信模块用于实时上传设备的工作状态；

报警自检模块用于进行自我检查报警；

输出模块和升压模块用于对外输出电压；

用户输入/输出模块用于人工操作；

存储模块用于记录设备的工作日志和信号采集模块检测到的信息。

本刺激器具备三个同时运行的MCU，控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3，一旦保护模块MCU2检测到的输出电压、输出电流及输出刺激时间中任何一项参数超出设定值，MCU2将停止电压和电流输出，防止刺激器过负荷运行。只有在以上参数符合设定数值时，刺激器才能正常工作。

信号采集模块MCU3监控刺激器附属电路的电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态等电路运行状态，并反馈回控制器MCU1进行比较，只有在附属电路参数在正常范围内，控制器MCU1才能正常进行刺激流程的工作。

控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系，如果发现控制器MCU1出现故障或者不在设定范围内工作的时候，则令设备停止工作，并由报警自检模块进行自我检查报警。

通过几个模块的交互作用，达到多重保护的效果，避免刺激器出现故障，其刺激电信号输出紊乱而产生过度刺激。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上，对本实用新型作出的进一步改进。

如图1所示，本实用新型具备实时保护功能的生物刺激器，所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系。

作为本实施例的优选实施方式，所述通信模块采用蓝牙或射频或WIFI通信传输方式，连接上位主机，但不仅限于上述通信传输方式；所述保护模块MCU2用于分析被刺激物体的电压、电流、阻抗信息，但不仅限于上述信息；所述信号采集模块MCU3用于采集EEG、ECG、EMG、温度、湿度、压力和移位、电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态的信号，但不仅限于上述信号；所述升压模块对外提供输出的电压为12-350V；所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3采用CPLD复杂可编程逻辑电路，其作用是基于其强大的可编程逻辑功能，利用CPLD单次触发、端口互锁、分析报警信息并自动关闭或打开设备输出信号的特点，再次增加一重保护。

如图2所示，所述CPLD复杂可编程逻辑电路包括电刺激单元、刺激反馈单元和显示键盘单元；

所述控制器MCU1与电刺激单元连通，保护模块MCU2与刺激反馈单元连通，信号采集模块MCU3与显示键盘单元连通；

所述电刺激单元连接有电脉冲电路，且通过高压电极接口1连接电极H，通过低压电极接口2连接电极L，电极接口1和电极接口2均连接到监测电路上，监测电路与刺激反馈单元连通；

所述显示键盘单元连接有键盘电路、显示电路和监测电路。

如图3所示，本实用新型刺激器的控制流程如下：

a)刺激器开机，系统自检，若自检合格，则系统运行，若自检不合格，则关机待检；

b)开始按键检测，检测通过则确认刺激，并输入参数，若按键检测不通过，则重新进行按键检测；

c)开始判定设定参数是否合理，若合理，则进行配置参数，若不合理，则回到按键检测步骤；

d)判断自检整定结果是否达标，若达标，则进行刺激，若不达标，则回到按键检测步骤；

e)判断自检刺激过程是否达标，若达标，则判断刺激流程是否结束，结束则停止刺激，并记录各个参数，若不结束，则继续判断自检刺激过程是否达标，若自检刺激过程不达标，则直接停止刺激，并记录各个参数，记录完成之后重新回到按键检测步骤。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，包括控制器MCU1、保护模块MCU2、信号采集模块MCU3和电源充电模块，控制器MCU1连接有通信模块、报警自检模块、输出模块、用户输入/输出模块和存储模块；

所述信号采集模块MCU3与控制器MCU1相连，所述保护模块MCU2与输出模块相连，输出模块还连接有升压模块；

控制器MCU1用于控制刺激器的工作流程；

保护模块MCU2用于检测输出电压、输出电流及输出刺激时间，并反馈状态信息，根据规定参数来判定是否符合控制器MCU1设定的数值，是否继续输出；

信号采集模块MCU3用于监控刺激器附属电路的电路运行状态，并反馈回控制器MCU1进行比较；

电源充电模块用于供电；

通信模块用于实时上传设备的工作状态；

报警自检模块用于进行自我检查报警；

输出模块和升压模块用于对外输出电压；

用户输入/输出模块用于人工操作；

存储模块用于记录设备的工作日志和信号采集模块检测到的信息。

2.根据权利要求1所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3之间采用串口信息相互交换的应答关系。

3.根据权利要求1所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述通信模块采用蓝牙或射频或WIFI通信传输方式，连接上位主机。

4.根据权利要求1所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述保护模块MCU2用于分析被刺激物体的电压、电流、阻抗信息。

5.根据权利要求1～4中任意一项所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述信号采集模块MCU3用于采集EEG、ECG、EMG、温度、湿度、压力和移位、电源逆变器运行参数、升压电路参数、开关状态的信号。

6.根据权利要求1～4中任意一项所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述升压模块对外提供输出的电压为12-350V。

7.根据权利要求1～4中任意一项所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述控制器MCU1、保护模块MCU2和信号采集模块MCU3采用CPLD复杂可编程逻辑电路。

8.根据权利要求7所述的具备实时保护功能的生物刺激器，其特征在于，所述CPLD复杂可编程逻辑电路包括电刺激单元、刺激反馈单元和显示键盘单元；

所述控制器MCU1与电刺激单元连通，保护模块MCU2与刺激反馈单元连通，信号采集模块MCU3与显示键盘单元连通；

所述电刺激单元连接有电脉冲电路，且通过高压电极接口1连接电极H，通过低压电极接口2连接电极L，电极接口1和电极接口2均连接到监测电路上，监测电路与刺激反馈单元连通；

所述显示键盘单元连接有键盘电路、显示电路和监测电路。

Images