CN102139140A - 带声乐功能的经颅微电流刺激器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带声乐功能的经颅微电流刺激器，包括内置乐曲音频数据的主控芯片、分别与主控芯片电连接的显示屏、控制键、电流刺激单元和音乐输出单元；所述电流刺激单元包括电连接的恒定电流发生器和耳夹电极；所述音乐输出单元包括电连接的音频输出电路和耳机；所述控制键选择曲目，并将该信号送至主控芯片，主控芯片调用所选择曲目的音频数据，并将音频数据同时发给恒定电流发生器和音频输出电路，恒定电流发生器将音频数据转换成电流刺激信号并传输给耳夹电极；音频数据经音频输出电路放大后经耳机转化为乐曲。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于缓解轻度焦虑、抑郁、失眠症状的经颅微电流刺激装置，尤其是能产生随内置音乐节奏变化的特殊波形微电流的经颅微电流刺激器。
背景技术
目前，公知的经颅微电流刺激器构造是由电流发生器和两个耳夹电极连接而成。将两个耳夹电极夹于左右耳垂，人手控制电流发生器，当恒定电流发生器工作时，耳夹电极输出特殊波形的生物电刺激(SCS脑部电医学治疗仪，刺激通道数为1导；刺激主频为0.5Hz；刺激电流强度为10～500μA可调节；波形是双极性、非对称长方波，50％占空比，零净电流；刺激时间为20分钟/60分钟可选)，促进大脑的脑电波恢复正常，改善脑内各种神经介质的释放(内啡肽、5-HT等)，抑制应激激素的释放。但是，现有的经颅微电流刺激器忽略了与传统的音乐疗法的结合，特别是我国很多压抑失眠患者习惯传统的音乐疗法。根据1986年出版的《中医康复学》提出的“音乐开郁法”(代表乐曲：汉魏古曲《流水》、唐代古曲《阳关三叠》)，这些音乐曲调爽快鲜明，对于由精神忧郁所导致的失眠有很好的疗效；以及“音乐安神法”(代表乐曲：梁代古曲《幽兰》、晋代古曲《梅花三弄》)，曲调清幽柔绵，对于驱除焦虑烦躁引起的失眠有很好的效果。现有经颅微电流刺激器没有结合传统的音乐疗法优势，效果较差。
发明内容
为了克服现有的经颅微电流刺激器不能结合传统音乐疗法优势的不足，本发明提供一种带声乐功能的经颅微电流刺激器，该经颅微电流刺激器能提供波形、幅度与内置乐曲相配合的微电流刺激。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种带声乐功能的经颅微电流刺激器，其特征在于，包括内置乐曲音频数据的主控芯片、分别与主控芯片电连接的显示屏、控制键、电流刺激单元和音乐输出单元；所述电流刺激单元包括电连接的恒定电流发生器和耳夹电极；所述音乐输出单元包括电连接的音频输出电路和耳机；所述控制键选择曲目，并将该信号送至主控芯片，主控芯片调用所选择曲目的音频数据，并将音频数据同时发给恒定电流发生器和音频输出电路，恒定电流发生器将音频数据转换成电流刺激信号并传输给耳夹电极；音频数据经音频输出电路放大后经耳机转化为乐曲。
所述耳夹电极与恒定电流发生器的连线，和耳机与音频输出电路的连线包装成一条线路。采用头戴耳机样式减轻耳垂所受拉力。
所述音频输出电路是一MP3解码芯片加双路功放构成的音频功率放大电路。
所述恒定电流发生器采用一个正相侧加法器连接主控芯片的数字-模拟转换器输出，将数字-模拟转换器的电压输出变为双极性电压输出，再连接一个双运放压控恒流源电路输出恒定双向电流。
所述电流刺激信号采用恒定模式，所述恒定模式输出电流的单位波形、频率和幅度直接由控制键进行选择控制。
所述乐曲包括缓解焦虑症、抑郁症和失眠症的曲目，上述3种曲目分别对应输出占空比为50％的对称方波、波形占空比为黄金比例的方波或模拟神经动作电位的波形。
所述电流刺激信号采用随声乐变化模式，所述随声乐变化模式输出电流的单位波形、频率和幅度由主控芯片控制随音频数据的变化而变化。
所述输出电流波形的幅度随声乐的音调高低变化，波形的频率随声乐的节拍快慢变化，波形的形状随音色变化。
所述电流幅度由主控芯片根据所选曲目音频数据的大小进行控制，音频数据的最大值对应电流幅度最大值，音频数据的最小值对应电流幅度最小值，其它数据按线性比例转换为电流幅度大小数据。
所述电流幅度由主控芯片根据所选曲目音频数据的大小进行控制，音频数据的最大值对应电流幅度最大值，音频数据的最小值对应电流幅度最小值，其它数据按线性比例转换为电流幅度大小数据。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
(1)本发明的刺激器可以根据所选的曲目(包括缓解焦虑症、抑郁症和失眠症的曲目)，选择对应的3种波形，进行相应的微电流刺激，音乐与电流刺激配合作用，对缓解上述症状有更好的效果。
(2)刺激器的微电流刺激的波形和电流幅度随所选曲目音频的变化而进行变化，这样音乐与电流刺激能更好的结合在一起，能更充分的体现音乐的优势，同时，该刺激器结构简单，制造方便，实用性更强。
附图说明
图1是本发明刺激器的电路原理框图。
图2是本发明刺激器的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在图1中，一种带声乐功能的经颅微电流刺激器，包括内置乐曲音频数据的主控芯片、分别与主控芯片电连接的显示屏、控制键、电流刺激单元和音乐输出单元；所述电流刺激单元包括电连接的恒定电流发生器和耳夹电极；所述音乐输出单元包括电连接的音频输出电路和耳机；所述控制键选择曲目，并将该信号送至主控芯片，主控芯片调用所选择曲目的音频数据，并将音频数据同时发给恒定电流发生器和音频输出电路，恒定电流发生器将音频数据转换成电流刺激信号并传输给耳夹电极；音频数据经音频输出电路放大后经耳机转化为乐曲。
电源与主控芯片、恒定电流发生器、音频输出电路、显示屏相连，为其提供工作电源。主控芯片采用C8051F020芯片，通过控制键控制经颅微电流刺激的模式、波形、电流大小、刺激时间、选择声乐曲目及调节输出音量。恒定电流发生器采用一个正相侧加法器连接主控芯片的数字-模拟转换器DAC0输出，将数字-模拟转换器的电压输出变为双极性电压输出，再连接一个双运放压控恒流源电路产生恒定双极性电流，电流的单位波形、频率、幅度由主控芯片根据输出音乐的曲目进行设定，设定方法是输出电流波形的幅度随声乐的音调高低变化，波形的频率随声乐的节拍快慢变化，波形的形状随音色变化，并通过控制键调整并选择刺激时间。恒定电流发生器输出通过两根导联线与两个耳垂电极相连，使用时左右耳垂各夹一个电极。音频输出电路是一MP3解码芯片加双路功放构成的音频功率放大电路，通过耳机接口与耳机相连。电极导联线与耳机线包装在一起。
开启电源开关后，如图2，刺激模式控制键默认选择为恒定电流刺激模式时，输出电流恒定，不随声乐变化。第一步，用波形控制键选择输出波形：占空比为50％的对称方波、波形占空比为黄金比例的方波或模拟神经动作电位的波形。第二步，通过时间控制键设置刺激时间：10分钟-60分钟；默认刺激时间为20分钟。通过电流大小控制键设置输出电流大小，输出电流最大值不超过999微安；通过电流频率控制键设置电流频率；默认输出电流的大小、频率为10微安、1赫兹。最后，刺激时间用完时，仪器停止输出并自动关机。
当刺激模式控制键选择为随声乐变化刺激模式时，第一步：通过曲目选择键选择声乐曲目，电流输出会调用所选择曲目的音频数据，主控芯片根据曲目的顺序号选定输出电流的单位波形；第二步：输出随音频数据变化的电流。电流的大小由音频数据的大小确定，音频数据的最大值对应电流最大值(由电流大小控制键或数字按键设定)，音频数据的最小值对应电流最小值，其它数据按线性比例转换为电流大小数据；电流频率由音频数据的播放速率决定。最后，当音频数据播放完毕时，仪器停止输出并自动关机。
Claims (10)
1.一种带声乐功能的经颅微电流刺激器，其特征在于，包括内置乐曲音频数据的主控芯片、分别与主控芯片电连接的显示屏、控制键、电流刺激单元和音乐输出单元；所述电流刺激单元包括电连接的恒定电流发生器和耳夹电极；所述音乐输出单元包括电连接的音频输出电路和耳机；所述控制键选择曲目，并将该信号送至主控芯片，主控芯片调用所选择曲目的音频数据，并将音频数据同时发给恒定电流发生器和音频输出电路，恒定电流发生器将音频数据转换成电流刺激信号并传输给耳夹电极；音频数据经音频输出电路放大后经耳机转化为乐曲。
2.根据权利要求1所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述耳夹电极与恒定电流发生器的连线，和耳机与音频输出电路的连线包装成一条线路。
3.根据权利要求1所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述音频输出电路是一MP3解码芯片加双路功放构成的音频功率放大电路。
4.根据权利要求1所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述恒定电流发生器采用一个正相侧加法器连接主控芯片的数字-模拟转换器输出，将数字-模拟转换器的电压输出变为双极性电压输出，再连接一个双运放压控恒流源电路输出恒定双向电流。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述电流刺激信号采用恒定模式，所述恒定模式输出电流的单位波形、频率和幅度直接由控制键进行选择控制。
6.根据权利要求5所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述乐曲包括缓解焦虑症、抑郁症和失眠症的曲目，上述3种曲目分别对应输出占空比为50％的对称方波、波形占空比为黄金比例的方波或模拟神经动作电位的波形。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述电流刺激信号采用随声乐变化模式，所述随声乐变化模式输出电流的单位波形、频率和幅度由主控芯片控制随音频数据的变化而变化。
8.根据权利要求7所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述输出电流波形的幅度随声乐的音调高低变化，波形的频率随声乐的节拍快慢变化，波形的形状随音色变化。
9.根据权利要求7所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述电流幅度由主控芯片根据所选曲目音频数据的大小进行控制，音频数据的最大值对应电流幅度最大值，音频数据的最小值对应电流幅度最小值，其它数据按线性比例转换为电流幅度大小数据。
10.根据权利要求8所述的经颅微电流刺激器，其特征在于，所述电流幅度由主控芯片根据所选曲目音频数据的大小进行控制，音频数据的最大值对应电流幅度最大值，音频数据的最小值对应电流幅度最小值，其它数据按线性比例转换为电流幅度大小数据。
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