CN103212157A - 双极性通用神经电刺激仪 - Google Patents

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Abstract

双极性通用神经电刺激仪，涉及医疗器械领域，所述电刺激仪包括有电源模块、低压差稳压电路、微控制器、斩波升压电路、H桥斩波电路、电极
Figure 2013101473258100004DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 2013101473258100004DEST_PATH_IMAGE004
。本发明通过调节微处理器即可控制H桥斩波电路输出的双极性刺激电流的大小、正负脉冲比例和脉冲宽度，在确定了治疗部位后，选择对应的电极，通过接口电路与H桥斩波电路输出端连接，再通过调节微处理器得到对应的双极性刺激电流，就可以实现人体治疗。有效地解决了一台电刺激仪只能用于一个部位治疗的问题，使用不便的同时显著的降低了购置成本。

Description

双极性通用神经电刺激仪
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，特别是一种输出双极性电流的电刺激仪。
背景技术
电刺激仪是一种低频脉冲电流发生器，通过电极刺激一组和多组肌肉，诱发肌肉群运动，实现类似正常人的自主运动，以恢复患者肌肉以及肌群功能，帮助患者恢复正常的运动功能。具体临床技术主要体现在上下肢运动康复治疗、排尿功能康复治疗、排便功能康复治疗等。
现有的电刺激产品都是单一部位的电刺激仪。这些电刺激产品种类，有治疗足下垂使用的贴服于腓神经的表面电极和与之匹配的电刺激仪主机，也有适合膀胱腔内刺激的长导管电极和专有功能性电刺激仪主机，还有刺激骶神经的针式植入电极和专用 功能性电刺激仪主机。但这些电刺激仪的各部位刺激电极与功能性电刺激主机接口一致性差，性能指标单一，一台电刺激仪主机产生的刺激电流无法满足多个种类电极的需求，完成多个部位的电刺激治疗需要多台电刺激仪主机与电机相配合，使用不便，为满足所有治疗部位的治疗，需要购置的电刺激仪主机数量多，成本高。
已有的功能性电刺激仪电流发生技术，都是驱动产生单脉冲刺激电流，这种单极性脉冲容易使电极发生电化学反应，产生不利于人体的物质，甚至可能导致人体皮肤腐烂，再者单极性脉冲会破坏人体自体综合生理平衡。
发明内容
本发明的目的就是提供双极性通用神经电刺激仪，它可以为人体提供双极性刺激电流，同时可以配备多种电极，为特定电极提供对应的双极性刺激电流。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，它包括有电源模块、低压差稳压电路、微控制器、斩波升压电路、H桥斩波电路、电极                                               和电极，电源模块通过低压差稳压电路为微控制器供电，并为斩波升压电路供电，微控制器发送电压控制脉冲信号到斩波升压电路，斩波升压电路为H桥斩波电路提供工作电源，微控制器发送第一波形控制信号N，到H桥斩波电路的N信号接收端，微控制器发送第二波形控制信号P，到H桥斩波电路的P信号接收端，电极和电极
Figure 566429DEST_PATH_IMAGE004
通过接口电路分别连接到H桥斩波电路的正脉冲输出端和负脉冲输出端。
进一步，所述电刺激仪还包括有与微控制器连接的蓝牙通信模块和与微控制器连接的液晶显示屏。
进一步，所述电刺激仪还包括有与微控制器连接的人机交互键盘。
进一步，所述电极
Figure 283849DEST_PATH_IMAGE002
和电极为经皮骶神经刺激电极、经皮***神经电刺激电极、经皮胚神经电刺激电极和经皮足底电刺激电极中的其中一种，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于20mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极
Figure 178916DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 1379DEST_PATH_IMAGE004
为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.04～0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极和电极
Figure 404995DEST_PATH_IMAGE004
为直肠***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率为20～40Hz，强度小于25mA，脉冲宽度为0.05～0.1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极
Figure 73874DEST_PATH_IMAGE002
和电极为***或***背神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于5Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极
Figure 8518DEST_PATH_IMAGE002
和电极为膀胱内电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于10～50Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极
Figure 206598DEST_PATH_IMAGE002
和电极为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～40Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
进一步，所述电极
Figure 566484DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 841607DEST_PATH_IMAGE004
为经皮腓神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～45Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.1～1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
本发明通过调节微处理器即可控制H桥斩波电路输出的双极性刺激电流的大小、刺激频率、正负脉冲比例和脉冲宽度，在确定了治疗部位后，选择对应的电极，通过接口电路与H桥斩波电路输出端连接，再通过调节微处理器得到对应的双极性刺激电流，就可以实现人体治疗。有效地解决了一台电刺激仪只能用于一个部位治疗的问题，使用方便的同时显著的降低了购置成本。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
本发明的附图说明如下。
图1为本发明的结构示意图；
图2为波形控制信号与双极性刺激电流的波形关系图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
双极性通用神经电刺激仪，包括有电源模块、低压差稳压电路、微控制器、斩波升压电路、H桥斩波电路、电极
Figure 422761DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 757928DEST_PATH_IMAGE004
，电源模块通过低压差稳压电路为微控制器供电，并为斩波升压电路供电，微控制器发送电压控制脉冲信号到斩波升压电路，斩波升压电路为H桥斩波电路提供工作电源，微控制器发送第一波形控制信号N，到H桥斩波电路的N信号接收端，微控制器发送第二波形控制信号P，到H桥斩波电路的P信号接收端，电极
Figure 673800DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 752614DEST_PATH_IMAGE004
通过接口电路分别连接到H桥斩波电路的正脉冲输出端和负脉冲输出端。
工作时，微处理器生成第一波形控制信号N和第二波形控制信号P作为H桥斩波电路的输入，经过H桥斩波电路处理后输出双极性刺激电流，根据H桥斩波电路的电路特性，输出的双极性刺激电流的脉冲宽度和正负脉冲比例由成第一波形控制信号N和第二波形控制信号P决定，输出的双极性刺激电流的大小由工作电源的大小决定，根据斩波升压电路的电路特性，通过调节微处理器生成的电压控制脉冲信号的占空比，可以控制斩波升压电路输出的工作电源的大小。
将整个治疗过程分为多个工作周期，工作周期包括有脉冲时间段T1和死区时间段T2。在脉冲时间段T1内，微处理器产生并输出第一波形控制信号N和第二波形控制信号P；在死区时间段T2内，微处理器不产生信号。根据治疗需求，可以调节脉冲时间段T1和死区时间段T2的时间长短。
在脉冲时间段T1内，通过调节第一波形控制信号N和第二波形控制信号P来输出不同双极性刺激电流。第一波形控制信号N和第二波形控制信号P均为正脉冲信号，第一波形控制信号N输出高电平时，第二波形控制信号P输出为零电位，反之第二波形控制信号P输出高电平时，第一波形控制信号N为零电位。H桥斩波电路为现有技术，H桥斩波电路的电路特性决定了波形控制信号与双极性刺激电流的关系，如图2所示。双极性刺激电流的脉冲宽度由第一波形控制信号N和第二波形控制信号P的脉冲宽度决定，双极性刺激电流的正负脉冲比例由第一波形控制信号N和第二波形控制信号P的波形决定。
所述电刺激仪还包括有与微控制器连接的蓝牙通信模块、与微控制器连接的液晶显示屏和与微控制器连接的人机交互键盘。蓝牙通信模块用于与手机、平板电脑等智能终端的通信，智能终端可以调节微处理器的参设置。显示屏用于显示和人机交互键盘为微控制器的人机交互界面，液晶显示屏用于显示脉冲宽度、刺激频率、电流强度和双极性波形种类等信息。
H桥斩波电路连接不同电极时，H桥斩波电路输出的信号刺激频率信号强度、脉冲宽度和正负脉冲比均不同。
电极
Figure 250592DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 959922DEST_PATH_IMAGE004
为经皮骶神经刺激电极、经皮***神经电刺激电极、经皮胚神经电刺激电极和经皮足底电刺激电极中的其中一种，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于20mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极
Figure 910560DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 501989DEST_PATH_IMAGE004
为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.04～0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极
Figure 854473DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 797021DEST_PATH_IMAGE004
为直肠***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率为20～40Hz，强度小于25mA，脉冲宽度为0.05～0.1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极和电极
Figure 593256DEST_PATH_IMAGE004
为***或***背神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于5Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极
Figure 252776DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 366226DEST_PATH_IMAGE004
为膀胱内电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于10～50Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极和电极
Figure 453447DEST_PATH_IMAGE004
为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～40Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
电极
Figure 514944DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 487711DEST_PATH_IMAGE004
为经皮腓神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～45Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.1～1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1. 双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电刺激仪包括有电源模块、低压差稳压电路、微控制器、斩波升压电路、H桥斩波电路、电极                                               
Figure 2013101473258100001DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 2013101473258100001DEST_PATH_IMAGE004
，电源模块通过低压差稳压电路为微控制器供电，并为斩波升压电路供电，微控制器发送电压控制脉冲信号到斩波升压电路，斩波升压电路为H桥斩波电路提供工作电源，微控制器发送第一波形控制信号N，到H桥斩波电路的N信号接收端，微控制器发送第二波形控制信号P，到H桥斩波电路的P信号接收端，电极和电极
Figure 227797DEST_PATH_IMAGE004
通过接口电路分别连接到H桥斩波电路的正脉冲输出端和负脉冲输出端。
2. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电刺激仪还包括有与微控制器连接的蓝牙通信模块和与微控制器连接的液晶显示屏。
3. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电刺激仪还包括有与微控制器连接的人机交互键盘。
4. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 347063DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 723686DEST_PATH_IMAGE004
为经皮骶神经刺激电极、经皮***神经电刺激电极、经皮胚神经电刺激电极和经皮足底电刺激电极中的其中一种，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于20mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
5. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 623509DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 127303DEST_PATH_IMAGE004
为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于30Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.04～0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
6. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 428971DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 789545DEST_PATH_IMAGE004
为直肠***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率为20～40Hz，强度小于25mA，脉冲宽度为0.05～0.1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
7. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 865080DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 234881DEST_PATH_IMAGE004
为***或***背神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于5Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为0.2ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
8. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 63160DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 860215DEST_PATH_IMAGE004
为膀胱内电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于10～50Hz，强度小于30mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
9. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 656001DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 829494DEST_PATH_IMAGE004
为***电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～40Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
10. 如权利要求1所述的双极性通用神经电刺激仪，其特征在于：所述电极
Figure 840175DEST_PATH_IMAGE002
和电极
Figure 745814DEST_PATH_IMAGE004
为经皮腓神经电刺激电极，H桥斩波电路输出的信号刺激频率小于20～45Hz，强度小于10mA，脉冲宽度为0.1～1ms，正脉冲和负脉冲比例为1：1。
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