CN212854359U

CN212854359U - 电刺激电路及电刺激治疗设备

Info

Publication number: CN212854359U
Application number: CN202021573004.6U
Authority: CN
Inventors: 易辉; 刘娟
Original assignee: Shenzhen Jumper Medical Equipment Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Jumper Medical Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2021-04-02
Anticipated expiration: 2030-07-31

Abstract

本实用新型涉及一种电刺激电路及电刺激治疗设备。一种电刺激电路，包括：电刺激产生电路、检测电路以及控制电路；控制电路与电刺激产生电路和检测电路连接，控制电路用于控制电刺激产生电路向负载输出电刺激脉冲，电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；检测电路还与电刺激产生电路连接，检测电路用于检测电刺激产生电路向负载输出的电压值和电流值；控制电路还用于根据电刺激产生电路向负载输出的电压值和电流值得到负载的阻抗值，并在阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激产生电路停止向负载输出电刺激脉冲。上述电刺激电路及电刺激治疗设备能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

Description

电刺激电路及电刺激治疗设备

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种电刺激电路及电刺激治疗设备。

背景技术

电刺激治疗设备适用于各类疼痛、肌肉功能障碍等的治疗。其作用机制是设备输出特定的脉冲电流通过电极作用于人体。

电刺激的输出可以分为恒定电流输出和恒定电压输出两种方式。作为电刺激治疗设备的负载，人体皮肤和组织的阻抗(包括接触阻抗)在很大范围内变化，有可能在几百欧姆到无穷大之间。如果采用恒定电压输出电刺激，可以保证输出过程中不会出现高电压刺激，但可能在使用过程中，由于阻抗的变化，导致电刺激输出电流变化，使治疗感觉不适，特别是阻抗变小时，电流增大可能灼伤皮肤。为了保证针对不同的人体负载阻抗有固定可控的电流输出，传统的电刺激治疗设备大多是恒流输出型，但随之而来的问题是实际使用中经常出现电极片与皮肤接触不良造成阻抗过大，甚至电极片脱落造成开路，在两个电极片之间会就会出现较高电压。在这种情况下再次压紧电极片与皮肤接触时，该较高电压会对人体造成非预期的瞬间较大电流，刺痛皮肤，如果频繁出现还可能灼伤皮肤。

针对恒流输出型的电刺激治疗设备出现的电极片与皮肤接触不良的问题，目前常用的电极阻抗检测方法是通过恒流反馈控制的开、闭环状态来判别刺激电极是否脱落，这种判别方法太简单粗糙，只能检测到当电极阻抗很大(或无穷大)时的情况，而实际情况是当电极阻抗增大到一定程度时，由于恒流控制的反馈机制已经使得更大的刺激输出电压加在了电极片与皮肤之间以维持恒流特性，且电极阻抗增大一般也伴随着刺激电极与皮肤的接触面积减少，这造成了流过皮肤的电流密度的增加，从而对患者已经产生了刺痛的感觉甚至让患者皮肤灼伤。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统技术只能检测到电极阻抗很大(或无穷大)时的情况，而当电极阻抗增大到一定程度时就已经造成了流过皮肤的电流密度的增加，从而对患者已经产生了刺痛的感觉甚至让皮肤灼伤的问题，提供一种电刺激电路及电刺激治疗设备。

一种电刺激电路，包括：电刺激产生电路、检测电路以及控制电路；所述控制电路与所述电刺激产生电路和所述检测电路连接，所述控制电路用于控制所述电刺激产生电路向负载输出电刺激脉冲，所述电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；

所述检测电路还与所述电刺激产生电路连接，所述检测电路用于检测所述电刺激产生电路向所述负载输出的电压值和电流值；

所述控制电路还用于根据所述电刺激产生电路向所述负载输出的电压值和电流值得到所述负载的阻抗值，并在所述阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制所述电刺激产生电路停止向所述负载输出所述电刺激脉冲。

在其中一个实施例中，所述电刺激产生电路包括：

H桥模块，包括与所述控制电路连接且与所述负载连接的上臂左桥单元、上臂右桥单元、下臂左桥单元以及下臂右桥单元；所述控制电路控制所述上臂左桥单元和所述下臂右桥单元同时导通或者控制所述上臂右桥单元和下臂左桥单元同时导通；

电压调整模块，与所述控制电路、所述上臂左桥单元以及所述上臂右桥单元连接；所述电压调整模块用于根据所述控制电路提供的预设电压值向所述上臂左桥单元和所述上臂右桥单元提供预设电压；

恒流控制模块，与所述控制电路、所述检测电路、所述下臂左桥单元以及所述下臂右桥单元连接；所述恒流控制模块用于调节所述H桥模块向所述负载输出的电流值等于所述控制电路提供的所述预设电流值。

在其中一个实施例中，所述电压调整模块包括第一储能电容、第二储能电容、电感、第一三极管以及第一二极管；所述第一储能电容的阳极和所述电感的一端均与电源连接，所述电感的另一端与所述第一二极管的阳极和所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述控制电路连接，所述第二储能电容的阳极与所述第一二极管的阴极和所述H桥模块连接，所述第一储能电容的阴极、所述第一三极管的发射极以及所述第二储能电容的阴极均与所述接地端连接。

在其中一个实施例中，所述恒流控制模块包括第一运算放大器以及选择开关；所述第一运算放大器的同向输入端与所述控制电路连接，所述第一运算放大器的反向输入端与所述检测电路连接；所述选择开关的第一电连接端与所述第一运算放大器的输出端和所述控制电路连接，所述选择开关的第二电连接端与所述下臂左桥单元连接，所述选择开关的第三电连接端与所述下臂右桥单元连接。

在其中一个实施例中，所述上臂右桥单元包括第二三极管和第五三极管，所述第二三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第二三极管的集电极与所述负载连接，所述第二三极管的基极与所述第五三极管的集电极连接，所述第五三极管的发射极与接地端连接，所述第五三极管的基极与所述控制电路连接；

所述上臂左桥单元包括第三三极管和第四三极管，所述第三三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第三三极管的集电极与所述负载连接，所述第三三极管的基极与所述第四三极管的集电极连接，所述第四三极管的发射极与接地端连接，所述第四三极管的基极与所述控制电路连接；

所述下臂左桥单元包括第六三极管，所述第六三极管的集电极与所述负载连接，所述第六三极管的发射极与接地端连接，所述第六三极管的基极与所述选择开关的第二电连接端连接；

所述下臂右桥单元包括第七三极管，所述第七三极管的集电极与所述负载连接，所述第七三极管的发射极与接地端连接，所述第七三极管的基极与所述选择开关的第三电连接端连接。

在其中一个实施例中，所述检测电路包括：

第一电压检测模块，所述第一电压检测模块的一端连接于所述上臂左桥单元和所述下臂左桥单元之间，所述第一电压检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述第一电压检测模块用于放大或衰减所述H桥模块向所述负载的一端输出的电压；

第二电压检测模块，所述第二电压检测模块的一端连接于所述上臂右桥单元和所述下臂右桥单元之间，所述第二电压检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述第二电压检测模块用于放大或衰减所述H桥模块向所述负载的另一端输出的电压；

电流采样模块，所述电流采样模块的一端与所述下臂左桥单元、所述下臂右桥单元、所述恒流控制模块连接，所述电流采样模块的另一端与接地端连接，所述电流采样模块用于采集所述H桥模块向所述负载输出的电流值；

电流检测模块，所述电流检测模块的一端与所述电流采样模块连接，所述电流检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述电流检测模块用于放大所述电流采样模块采集的电流值并输出给所述控制电路。

在其中一个实施例中，所述第一电压检测模块包括第二运算放大器、第一分压电阻以及第二分压电阻；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的一端连接于所述上臂左桥单元和所述下臂左桥单元之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第二运算放大器的同向输入端连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述第二运算放大器的反向输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述第二电压检测模块包括第三运算放大器、第三分压电阻以及第四分压电阻；所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的一端连接于所述上臂右桥单元和所述下臂右桥单元之间，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第三运算放大器的反向输入端连接于所述第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，所述第三运算放大器的同向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述电流检测模块包括第四运算放大器、第一放大电阻以及第二放大电阻；所述第四运算放大器的同向输入端与所述电流采样模块连接，所述第四运算放大器的反向输入端通过所述第一放大电阻与所述接地端连接，所述第四运算放大器的反向输入端还通过所述第二放大电阻与所述第四运算放大器的输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

一种电刺激治疗设备，包括第一电极片、第二电极片以及如上任一项所述的电刺激电路，所述电刺激电路通过所述第一电极片和所述第二电极片向所述负载输出所述电刺激脉冲。

上述电刺激电路及电刺激治疗设备，通过实时检测电刺激产生电路向患者输出的电压值和电流值，以此计算患者负载的阻抗值，一旦患者的阻抗值不在预设阻抗范围内则控制电刺激产生电路停止向患者输出电刺激脉冲，从而能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

附图说明

图1为一实施例中的电刺激电路的结构框图。

图2为另一实施例中电刺激电路的结构框图。

图3为一实施例中的电压调整模块的电路图。

图4为一实施例中的恒流控制模块的电路图。

图5为一实施例中的H桥模块的电路图。

图6为一实施例中的第一电压检测模块的电路图。

图7为一实施例中的第二电压检测模块的电路图。

图8为一实施例中的电流检测模块的电路图。

附图标记说明：

110、电刺激产生电路；120、检测电路；130、控制电路；111、H桥模块； 112、电压调整模块；113、恒流控制模块；111a、上臂左桥单元；111b、上臂右桥单元；111c、下臂左桥单元；111d、下臂右桥单元；121、第一电压检测模块；122、第二电压检测模块；123、电流采样模块；124、电流检测模块；140、负载。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

图1为一实施例中的电刺激电路的结构框图。如图1所示，电刺激电路包括电刺激产生电路110、检测电路120以及控制电路130。控制电路130与电刺激产生电路110和检测电路120连接，控制电路130用于控制电刺激产生电路 110向负载140输出电刺激脉冲。检测电路120还与电刺激产生电路110连接，检测电路120用于检测电刺激产生电路110向负载140输出的电压值和电流值，控制电路130还用于根据电刺激产生电路110向负载140输出的电压值和电流值得到负载140的阻抗值，并在负载140的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激产生电路110停止向负载140输出电刺激脉冲。

具体的，负载140可以是人体负载140，电刺激产生电路110的输出端可以至少通过两个电极片与患者连接，电极片可以是贴附于患者的皮肤表面，也可以植入患者体内，电刺激产生电路110通过电极片向患者输出电刺激脉冲从而对患者进行电刺激治疗。电刺激脉冲的譬如电流幅值、电压幅值、频率等参数根据治疗需求进行设置即可。本实施例中，电刺激脉冲的电流幅值即电刺激产生电路110向患者输出的电流值等于预设电流值，从而实现恒流输出。可选的，控制电路130可以控制电刺激产生电路110向患者输出双向恒流脉冲。

检测电路120还与电刺激产生电路110连接，检测电路120用于检测电刺激产生电路110向患者负载140输出的电压值和电流值并输出给控制电路130，使得控制电路130根据该电流值和电压值计算患者负载140的阻抗值。例如，电刺激产生电路110包括第一输出端和第二输出端，并且这两个输出端分别通过两个电极片与患者连接。检测电路120分别检测第一输出端的电压值V₁和第二输出端的电压值V₂以及流过患者的电流值I，则患者的连接于两个电极片之间的阻抗值为V₁与V₂的差的绝对值除以I。

接着，控制电路130判断该阻抗值是否在预设阻抗范围内，若不在预设阻抗范围内，控制电路130控制电刺激产生电路110停止向负载140输出电刺激脉冲。预设阻抗范围可以根据患者的治疗部位即连接于两个电极片之间的部位的标准阻抗值进行确定。若判断到患者负载140的阻抗值不在预设阻抗范围内，则表示电刺激产生电路110与患者之间的连接异常，此时停止向患者输出电刺激脉冲有利于保证患者的安全，避免在治疗过程中刺痛或灼伤患者。

上述电刺激电路，通过实时检测电刺激产生电路110向患者输出的电压值和电流值，以此计算患者负载140的阻抗值，一旦患者的阻抗值不在预设阻抗范围内则控制电刺激产生电路110停止向患者输出电刺激脉冲，从而能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

图2为另一实施例中的电刺激电路的结构框图。如图2所示，电刺激产生电路110包括H桥模块111、电压调整模块112以及恒流控制模块113。

其中，H桥模块111包括与控制电路130连接且与负载140连接的上臂左桥单元111a、上臂右桥单元111b、下臂左桥单元111c以及下臂右桥单元111d。控制电路130控制上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d同时导通或者控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c同时导通。本实施例中，控制电路130 可以按照预设脉宽和预设频率轮流控制上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d 同时导通以及控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c同时导通，使得电流依次从上臂左桥单元111a、患者负载140以及下臂右桥单元111d流过，或者电流依次从上臂右桥单元111b、患者负载140以及下臂左桥单元111c流过，以实现向患者负载140输出双向恒流电刺激脉冲。

需要注意的是，在上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d导通时，控制电路130需要控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c关断；在上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c导通时，控制电路130需要控制上臂左桥单元 111a和下臂右桥单元111d关断。

恒流控制模块113与控制电路130、检测电路120、下臂左桥单元111c以及下臂右桥单元111d连接。恒流控制模块113用于调节H桥模块111向患者负载140输出的电流值等于控制电路130提供的预设电流值，即用于实现H桥模块111的恒流输出。

电压调整模块112与控制电路130、上臂左桥单元111a以及上臂右桥单元 111b连接。电压调整模块112用于根据控制电路130提供的预设电压值向上臂左桥单元111a和上臂右桥单元111b提供预设电压。电压调整模块112根据控制电路130提供的预设电压值可以对电源电压进行调整，包括对电源电压进行升压或降压，使得为H桥模块111提供预设电压，从而最终H桥模块111向患者输出的电压达到并保持在设定电压范围。需要注意的是，设定电压范围可以不等于预设电压值。

本实施例中，利用恒流控制模块113控制H桥电路在输出电刺激脉冲过程中保持恒流输出，电流值为预设电流值，并利用电压调整模块112限定了H桥电路的输出电压的范围为设定电压范围，即在恒流、恒压下向患者输出电刺激脉冲，使得在保证对患者的治疗效果的同时，避免了由于患者负载140变化引起治疗的不适感。

在一实施例中，仍然参见图2，检测电路120包括第一电压检测模块121、第二电压检测模块122、电流采样模块123以及电流检测模块124。第一电压检测模块121的一端连接于上臂左桥单元111a和下臂左桥单元111c之间，第一电压检测模块121的另一端与控制电路130连接，第一电压检测模块121用于放大或衰减H桥模块111向负载140的一端输出的电压并输出给控制电路130。第二电压检测模块122的一端连接于上臂右桥单元111b和下臂右桥单元111d 之间，第二电压检测模块122的另一端与控制电路130连接，第二电压检测模块122用于放大或衰减H桥模块111向负载140的另一端输出的电压并输出给控制电路130。可以理解，例如，当电刺激电路通过两个电极片与患者连接从而对患者进行电刺激治疗时，第一电压检测模块121检测的是其中一个电极片上输出的电压，第二电压检测模块122检测的是另一个电极片上输出的电压，第一电压检测模块121和第二电压检测模块122的放大倍数或衰减可以根据需要进行设置。控制电路130只需要计算第一电压检测模块121检测到的电压值和第二电压检测模块122检测到的电压值的差的绝对值即可得到H桥模块111向患者输出的电压值。

电流采样模块123的一端与下臂左桥单元111c、下臂右桥单元111d、恒流控制模块113连接，电流采样模块123的另一端与接地端连接，电流采样模块 123用于采集H桥模块111向负载140输出的电流值。示例性的，电流采样模块 123可以为采样电阻R7，下臂左桥单元111c通过该采样电阻R7接地，且下臂右桥单元111d通过该采样电阻R7接地。由于采样电阻R7串联于患者负载140 所在支路，因此可以采集H桥模块111向患者负载140输出的电流所对应的电压值以反馈给恒流控制模块113和电流检测模块124。电流检测模块124的一端与电流采样模块123连接，电流检测模块124的另一端与控制电路130连接。电流检测模块124用于放大电流采样模块123采集的电流值并输出给控制电路 130。

图3为一实施例中的电压调整模块112的电路图。本实施例中的电压调整模块112包括BOOST升压电路。如图3所示，电压调整模块112包括第一储能电容C1、第二储能电容C2、电感L1、第一三极管Q1以及第一二极管D1。第一三极管Q1可以是NPN三极管。第一储能电容C1的阳极和第一电感L1的一端均与电源(图未示出)连接，电感L1的另一端与第一二极管D1的阳极和第一三极管Q1的集电极连接，第一三极管Q1的基极与控制电路130连接，第二储能电容C2的阳极与第一二极管D1的阴极和H桥模块111连接，第一储能电容C1 的阴极、第一三极管Q1的发射极以及第二储能电容C2的阴极均与接地端连接。

根据控制电路130向第一三极管Q1输出的譬如PWM信号，从而控制电压调节电路对电源电压DC进行升压以向H桥电路输出电压V_STIM。

图4为一实施例中的恒流控制模块113的电路图。如图4所示，恒流控制模块113包括第一运算放大器U1以及选择开关S1。第一运算放大器U1的同向输入端与控制电路130连接，第一运算放大器U2的反向输入端与检测电路120 连接。选择开关S1的第一电连接端A与第一运算放大器U1的输出端和控制电路130连接，选择开关S1的第二电连接端B与下臂左桥单元111c连接，所述选择开关的第三电连接端C与下臂右桥单元111d连接。

控制电路130向第一运算放大器U1的同向输入端输入预设电流值I_OUT_DA，检测电路120向第一运算放大器U2的反向输入端输入流过患者负载140的电流值I_DET。第一运算放大器U2将这两个电流值的比较信号输出给选择开关S1的第一电连接端A，控制电路130的控制信号L_SEL控制将比较信号输出给第二电连接端B或输出给第三电连接端C，从而控制下臂左桥单元111c的导通程度或控制下臂右桥单元111d的导通程度。

图5为一实施例中的H桥模块的电路图。如图5所示，上臂右桥单元111b 包括第二三极管Q2和第五三极管Q5。第二三极管Q2的发射极与电压调整模块 112连接，第二三极管Q2的集电极与负载140连接，第二三极管Q2的基极与第五三极管Q5的集电极连接，第五三极管Q5的发射极与接地端连接，第五三极管Q5的基极与控制电路130连接。

上臂左桥单元111a包括第三三极管Q3和第四三极管Q4。第三三极管Q3的发射极与电压调整模块112连接，第三三极管Q3的集电极与负载140连接，第三三极管Q3的基极与第四三极管Q4的集电极连接，第四三极管Q4的发射极与接地端连接，第四三极管Q4的基极与控制电路130连接。

下臂左桥单元111c包括第六三极管Q6，第六三极管Q6的集电极与负载140 连接，第六三极管Q4的发射极与接地端连接，第六三极管Q6的基极与选择开关S1的第二电连接端B连接；

下臂右桥单元111d包括第七三极管Q7，第七三极管Q7的集电极与负载140 连接，第七三极管Q7的发射极与接地端连接，第七三极管Q7的基极与选择开关S1的第三电连接端C连接。

示例性的，上述第二三极管Q2和第三三极管Q3可以为双极性PNP三极管，第六三极管Q6和第七三极管Q7可以为双极性NPN三极管。

图6为一实施例中的第一电压检测模块的电路图。如图6所示，第一电压检测模块121包括第二运算放大器U2、第一分压电阻R1以及第二分压电阻R2。第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联后的一端连接于上臂左桥单元111a和下臂左桥单元111c之间即与患者负载140的一端连接，第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联后的另一端与接地端连接。第二运算放大器U2的同向输入端连接于第一分压电阻R1和第二分压电阻R2之间，第二运算放大器U2的反向输入端与第二运算放大器U2的输出端连接，第二运算放大器U2的输出端还与控制电路130连接。

利用第一分压电阻R1和第二分压电阻R2对负载140一端的电压(其中一个电极片输出的电压)CH+进行采样并输出给第二运算放大器U2的同向输入端，经过第二运算放大器U2的放大或衰减后得到第一电压采样信号CH+_AD并输出给控制电路130。

图7为一实施例中的第二电压检测模块的电路图。如图7所示，第二电压检测模块122包括第三运算放大器U3、第三分压电阻R3以及第四分压电阻R4。第三分压电阻R3和第四分压电阻R4串联后的一端连接于上臂右桥单元111b和下臂右桥单元111d之间，第三分压电阻R3和第四分压电阻R4串联后的另一端与接地端连接。第三运算放大器U3的反向输入端连接于第三分压电阻R3和第四分压电阻R4之间，第三运算放大器U3的同向输入端与第三运算放大器U3的输出端连接，第三运算放大器U3的输出端还与控制电路130连接。

利用第三分压电阻R3和第四分压电阻R4对负载140另一端的电压(另一个电极片输出的电压)CH-进行采样并输出给第三运算放大器U3的反向输入端，经过第三运算放大器U3的放大或衰减后得到第二电压采样信号CH-_AD并输出给控制电路130。

图8为一实施例中的电流检测模块的电路图。如图8所示，电流检测模块 124包括第四运算放大器U4、第一放大电阻R5以及第二放大电阻R6。第四运算放大器U4的同向输入端与电流采样模块123连接，第四运算放大器U4的反向输入端通过第一放大电阻R5与接地端连接，第四运算放大器U4的反向输入端还通过第二放大电阻R6与第四运算放大器U4的输出端连接，第四运算放大器 U4的输出端还与控制电路130连接。

请同时参考图5和图8，电流采样模块123包括采样电阻R7，利用采样电阻R7对H桥模块111向患者负载140输出的电流I_DET进行采样，之后经过图 8中电流检测模块124的放大，最终将电流采样信号I_AD输出给控制电路130。

一实施例中，电刺激电路的具体工作流程如下：

控制电路130在接收到电刺激输出请求后，控制电刺激产生电路110向患者输出测试电刺激脉冲。具体为，控制电路130先通过PWM或DAC输出一个测试电流对应的电压值给恒流控制模块113，该电压值所对应的输出电流值较小，以不会引起人体反应为准。同时，控制电路130通过PWM或DAC控制电压调整模块112向电刺激产生电路110输出测试电压，并且控制电路130还按照测试频率和测试脉宽，轮流切换和关闭H桥模块111中的桥臂的输出。当控制导通上臂左桥单元111a和使能恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接，且断开上臂右桥单元111b和禁止使能恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接时，控制电路130在同一时刻或按照预设延迟时间对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行AD采样，获取该方向上加载在患者负载140上的电压值和电流值。

当控制导通上臂右桥单元111b和使能恒流控制模块113与下臂左桥单元 111c的连接，且断开上臂左桥单元111a和禁止恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接时，控制电路130同一时刻或按预设延迟时间对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122及电流检测模块124进行AD采样，获取该方向上加载在患者负载140上的电压值和电流值。当然也可以只进行单向输出电压的检测。

控制电路130根据AD采样得到的加载于患者负载140的电流及其两端的电压计算患者负载140的阻抗值，并判断该阻抗值是否在预设阻抗范围内，在计算患者负载140的阻抗值时进行多次计算以获得更加准确的患者负载140的阻抗值，例如，取多次计算的负载140阻抗值的平均值。在计算得到的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电路130控制H桥模块111停止向患者输出测试电刺激脉冲。可选地，若患者负载140的阻抗值超过预设阻抗范围，提示负载140 接触不良，若患者负载140的阻抗值低于预设阻抗范围，提示负载140短路。

此时，医生或技师及时检测并维护电刺激电路与患者之间的连接，之后，控制电路130继续控制电刺激产生电路110向患者输出测试电刺激脉冲，直到判断为患者负载140的阻抗值在预设阻抗范围内，之后，控制电路130控制H 桥模块111向患者输出用于治疗的电刺激脉冲。

控制电路130控制H桥模块111向患者输出用于治疗的电刺激脉冲的具体过程为：

控制电路130通过PWM或DAC输出预设电流值I_OUT_DA对应电压值到恒流控制模块113。同时，控制电路130按照接收到频率脉宽(该频率和脉宽为用于治疗的电刺激脉冲的频率和脉宽)轮流切换和关闭H桥模块111中的桥臂输出。当控制导通上臂左桥单元111a和使能恒流控制模块113与下臂右桥单元111d 的连接，且断开上臂右桥单元111b和禁止恒流控制模块113与下臂左桥单元 111c的连接时，控制电路130在同一时刻或按预设延迟时间对第二电压检测模块122进行AD采样，获取该方向的下臂右桥单元111d的压降。当控制导通上臂右桥单元111b和使能恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接，且断开上臂左桥单元111a和禁止恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接时，控制电路130在同一时刻或按预设延迟时间对第一电压检测模块121进行AD采样，获取该方向的下臂左桥单元111c的压降。

在电刺激脉冲输出过程中，控制电路130通过PWM或DAC控制电压调整模块112逐步提高H桥模块111的供电电压V_STIM，直至检测到加载在患者负载 140两端的电压即第一电压采样模块和第二电压采样单元输出电压的差的绝对值达到设定电压范围时，停止升压并保持该电压输出。在后续电刺激脉冲输出过程中，若控制电路130判断到加载在患者负载140两端的电压采样超过预设电压范围，则控制H桥模块111停止向患者负载140输出电刺激脉冲并提示负载140短路，若控制电路130判断到加载在患者负载140两端的电压采样低于预设电压范围，则控制H桥模块111停止向患者负载140输出电刺激脉冲并提示负载140接触不良。

当控制电路130接收到调整输出预设电流值的调整命令时，通过PWM或DAC 输出调整后的预设电流值对应电压值到恒流控制模块113，并且，若调整命令为增加预设电流值，则控制电路130再次控制电压调整模块112提高H桥模块111 的供电电压，直至检测到加载在患者负载140两端的电压采样上升至改变后的设定电压范围时，停止升压并保持该电压输出。若调整命令为减小预设电流值，则控制电压调整模块112降低H桥模块111的供电电压，直至检测到加载在患者负载140两端的电压采样下降改变后的设定电压范围时，停止降压并保持该电压输出。

在电刺激脉冲输出过程中，同样对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行AD采样，以进行患者负载140的阻抗值计算，使得实时显示当前患者负载140与电刺激电路的状况。若控制电路130判断到患者负载140的阻抗值超过预设阻抗范围，则控制H桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示负载140接触不良，若控制电路130判断到患者负载140 的阻抗值低于预设阻抗范围，则控制H桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示负载140短路。

可选的，在电刺激脉冲输出过程中，控制电路130对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行AD采样，以用于判断电压调整模块112为H桥模块111提供的供电电压是否与预设电压值一致，以及用于判断流过患者负载140的电流是否与预设电流值一致，若其中的任意一个不一致，则控制H桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示内部电路故障。本实施例中，判断电压调整模块112为H桥模块111提供的供电电压是否与预设电压值一致，以及判断流过患者负载140的电流是否与预设电流值一致，发现故障即停止向患者输出电刺激脉冲，能够进一步保证患者的安全。

本申请还提供一种电刺激治疗设备。电刺激治疗设备包括第一电极片、第二电极片以及如上任一个实施例中电刺激电路。电刺激电路通过第一电极片和第二电极片向负载140输出电刺激脉冲。

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

1.一种电刺激电路，其特征在于，包括：电刺激产生电路、检测电路以及控制电路；所述控制电路与所述电刺激产生电路和所述检测电路连接，所述控制电路用于控制所述电刺激产生电路向负载输出电刺激脉冲，所述电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；

2.根据权利要求1所述的电刺激电路，其特征在于，所述电刺激产生电路包括：

3.根据权利要求2所述的电刺激电路，其特征在于，所述电压调整模块包括第一储能电容、第二储能电容、电感、第一三极管以及第一二极管；所述第一储能电容的阳极和所述电感的一端均与电源连接，所述电感的另一端与所述第一二极管的阳极和所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述控制电路连接，所述第二储能电容的阳极与所述第一二极管的阴极和所述H桥模块连接，所述第一储能电容的阴极、所述第一三极管的发射极以及所述第二储能电容的阴极均与接地端连接。

4.根据权利要求2所述的电刺激电路，其特征在于，所述恒流控制模块包括第一运算放大器以及选择开关；所述第一运算放大器的同向输入端与所述控制电路连接，所述第一运算放大器的反向输入端与所述检测电路连接；所述选择开关的第一电连接端与所述第一运算放大器的输出端和所述控制电路连接，所述选择开关的第二电连接端与所述下臂左桥单元连接，所述选择开关的第三电连接端与所述下臂右桥单元连接。

5.根据权利要求4所述的电刺激电路，其特征在于，所述上臂右桥单元包括第二三极管和第五三极管，所述第二三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第二三极管的集电极与所述负载连接，所述第二三极管的基极与所述第五三极管的集电极连接，所述第五三极管的发射极与接地端连接，所述第五三极管的基极与所述控制电路连接；

所述上臂左桥单元包括第三三极管和第四三极管，所述第三三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第三三极管的集电极与所述负载连接，所述第三三极管的基极与所述第四三极管的集电极连接，所述第四三极管的发射极与所述接地端连接，所述第四三极管的基极与所述控制电路连接；

所述下臂左桥单元包括第六三极管，所述第六三极管的集电极与所述负载连接，所述第六三极管的发射极与所述接地端连接，所述第六三极管的基极与所述选择开关的第二电连接端连接；

6.根据权利要求2所述的电刺激电路，其特征在于，所述检测电路包括：

7.根据权利要求6所述的电刺激电路，其特征在于，所述第一电压检测模块包括第二运算放大器、第一分压电阻以及第二分压电阻；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的一端连接于所述上臂左桥单元和所述下臂左桥单元之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第二运算放大器的同向输入端连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述第二运算放大器的反向输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

8.根据权利要求7所述的电刺激电路，其特征在于，所述第二电压检测模块包括第三运算放大器、第三分压电阻以及第四分压电阻；所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的一端连接于所述上臂右桥单元和所述下臂右桥单元之间，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第三运算放大器的反向输入端连接于所述第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，所述第三运算放大器的同向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

9.根据权利要求7所述的电刺激电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第四运算放大器、第一放大电阻以及第二放大电阻；所述第四运算放大器的同向输入端与所述电流采样模块连接，所述第四运算放大器的反向输入端通过所述第一放大电阻与所述接地端连接，所述第四运算放大器的反向输入端还通过所述第二放大电阻与所述第四运算放大器的输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

10.一种电刺激治疗设备，其特征在于，包括第一电极片、第二电极片以及如权利要求1至9任一项所述的电刺激电路，所述电刺激电路通过所述第一电极片和所述第二电极片向所述负载输出所述电刺激脉冲。