CN211068764U - 一种低频共振生物电治疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低频共振生物电治疗仪，包括由直流电源组成的电源模块和主控制器模块；所述主控制器模块的输出端连接有驱动模块；所述驱动模块的输出端连接有用于输出正弦波的滤波变压模块；所述滤波变压模块的输出端连接有用于完成输出电流的控制的采样模块。本申请采用SPWM方式产生正弦波信号，输出波形要比采用模拟震荡电路产生的波形平滑且频率与幅度控制更加精准，且可输出与人体生物电频率49.902Hz相似的信号，从而达到共振的效果以深入患者病灶；采用锂电池供电，避免了AC220V市电直接引入仪器而带来的电路短路、漏电、浪涌、雷电等危险的用电安全问题。

Description

一种低频共振生物电治疗仪

技术领域

本实用新型涉及医疗器械和保健领域，尤其涉及一种低频共振生物电治疗仪。

背景技术

目前的医疗保健市场上，所有电治疗仪都是以输出能量为治疗手段，将电极直接放在患者身上进行治疗。这些器材的理论基础是局部刺激。临床实验证明：瞬间的高压脉冲会使患者有明显地麻痛感觉，而能量却难以深入病灶，很难沿集体经络传播，并且频率都在中频，无法让机体的固有生物电康复。

现有技术中，申请号为CN200610150631.7的中国专利文献报道了一种低频共振生物电治疗仪，输入220V市电，通过模拟震荡电路产生的正弦波信号，来达到理疗或者美容的目的，但由于采用了模拟电路，因此难免会出现波形毛糙、频率与幅度无法精准控制、能量密度输出不均、输出信号与人体生物电频率不相似等情况，如图3所示。基于上述原因，需要新型的低频共振生物电治疗仪被设计出来，其具有输出信号更精准，能量密度更加均匀且安全等优点。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种低频共振生物电治疗仪，采用SPWM方式产生正弦波信号，输出波形要比采用模拟震荡电路产生的波形平滑且频率与幅度控制更加精准，且可输出与人体生物电频率49.902Hz相似的信号，从而达到共振的效果以深入患者病灶；采用锂电池供电，避免了AC220V市电直接引入仪器而带来的电路短路、漏电、浪涌、雷电等危险的用电安全问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供的具体技术方案如下：

一种低频共振生物电治疗仪，包括电源模块和主控制器模块，所述电源模块包括直流电源；所述主控制器模块的输出端连接有驱动模块；所述驱动模块的输出端连接有用于输出正弦波的滤波变压模块；所述滤波变压模块的输出端连接有用于完成输出电流的控制的采样模块。

优选地，所述主控制器模块还分别于电量检测模块、报警模块、打印模块、显示模块、遥控接收模块、操作模块、数据存储模块相连接。

优选地，所述主控制器模块包括单片机电路，所述单片机电路用于产生用户所需频率、幅度的SPWM正弦波信号。

最好，所述电源模块包括DC12.6V锂电源、DC12.6V电源适配器、DC15V升压电路、DC5V电源、DC3.3V电源和DC5V隔离电源；所述DC12.6V锂电源用于为所述DC15V升压电路和DC5V电源供电，所述DC15V升压电路为所述驱动模块供电，所述DC5V电源为所述打印模块、所述显示模块、所述遥控接收模块、所述DC3.3V电源和DC5V隔离电源供电，所述DC3.3V电源为所述主控制器模块、所述数据存储模块和所述操作模块供电，所述DC5V隔离电源为所述采样模块供电。

最好，所述驱动模块包括两组半桥驱动电路，用于将所述主控制器产生的SPWM正弦波信号通过所述驱动电路驱动功率桥。

优选地，所述滤波变压模块包括滤波电路和变压器，使得输入出的PWM信号通过滤波器变为正弦波并通过所述变压器变压后输出。

优选地，所述采样模块包括由隔离放大器构成的隔离交流电流采样电路，以完成输出电流的控制。

优选地，所述电量检测模块包括电阻分压电路，用于实时测量所述DC12.6V锂电源的电量；所述数据存储模块包括由存储器组成的实时输出电流数据存储电路，用于存储每次输出过程中的电流数据；所述报警模块包括由LED指示灯和蜂鸣器组成的状态指示警报电路，用于指示电路工作中的状态及在出现问题时发出报警信号。

最好，所述打印模块包括外接打印机的打印机接口电路；所述显示模块包括外接触控液晶显示屏的液晶显示屏接口电路。

优选地，所述操作模块包括用于外接键盘的键盘接口电路；所述遥控接收模块包括由学***转换芯片构成的遥控接收电路。

本实用新型的有益效果是提供一种低频共振生物电治疗仪，采用SPWM方式产生正弦波信号，输出波形要比采用模拟震荡电路产生的波形平滑且频率与幅度控制更加精准，且可输出与人体生物电频率49.902Hz相似的信号，从而达到共振的效果以深入患者病灶；采用锂电池供电，避免了AC220V市电直接引入仪器而带来的电路短路、漏电、浪涌、雷电等危险的用电安全问题。

附图说明

图1是本实用新型技术方案电路结构方框图

图2是本实用新型技术方案中输出的正弦信号示意图

图3是现有技术中输出的正弦信号示意图。

其中，1-电源模块；2-驱动模块；3-滤波变压模块；4-采样模块；5-数据存储模块；6-电量检测模块；7-报警模块；8-打印模块；9-显示模块；10-主控制器模块；11-操作模块；12-遥控接收模块。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本申请的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本申请的一般原则为目的，并非用以限定本申请的范围。本申请的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

参照图1—图3，本实用新型公开了一种低频共振生物电治疗仪，包括电源模块1和主控制器模块10，所述电源模块1包括直流电源；所述主控制器模块10的输出端连接有驱动模块2；所述驱动模块2的输出端连接有用于输出正弦波的滤波变压模块3；所述滤波变压模块3的输出端连接有用于完成输出电流的控制的采样模块4。

进一步地，所述主控制器模块10还分别于电量检测模块6、报警模块7、打印模块8、显示模块9、遥控接收模块12、操作模块11、数据存储模块5相连接。

进一步地，所述主控制器模块10包括由STM32F103RCT6芯片组成的单片机电路，所述单片机电路用于产生用户所需频率、幅度的SPWM正弦波信号；与此同时，还完成以下功能：(1)、与显示模块之间的数据交互完成显示界面切换和触控指令解析；(2)、ADC测量所述电源模块的电量；(3)、解析所述显示模块、所述遥控接收模块、所述操作模块的信号；(4)、ADC实时测量输出电流，并根据用户设置的电流区间判断实时输出的电流否超越了设置范围，超越则立即断开输出，反之正常输出；(5)、将输出过程中的电流数据实时存储并发送至所述显示模块；(6)、完成输出(用户设置时间倒计时结束、中途按结束按钮、输出电流超越设置区间都会停止输出)后，根据用户设置的打印状态即打印类型，控制打印模块将输出的历史电流数据打印出来；(7)、控制所述报警模块和所述显示模块完成各种状态的指示与报警。

进一步地，所述电源模块1包括DC12.6V锂电源、DC12.6V电源适配器、由LM2577S-ADJ芯片构成的DC15V升压电路、由LM2576-5.0芯片构成的DC5V电源、由SPX3819M5-L-3.3芯片构成的DC3.3V电源和由B0505S-1W芯片构成DC5V隔离电源；所述DC12.6V锂电源用于为所述DC15V升压电路和DC5V电源供电，所述DC15V升压电路为所述驱动模块2供电，所述DC5V电源为所述打印模块8、所述显示模块9、所述遥控接收模块12、所述DC3.3V电源和DC5V隔离电源供电，所述DC3.3V电源为所述主控制器模块10、所述数据存储模块5和所述操作模块11供电，所述DC5V隔离电源为所述采样模块4供电。

进一步地，所述驱动模块2分别由两组IR2104芯片驱动两个N沟道功率芯片IRFR024N构成的半桥驱动电路组成。桥驱动电路主要将单片机生成的SPWM控制波形通过驱动电路驱动功率桥，达到逆变的目的。

进一步地，所述滤波变压模块3包括滤波电路和变压器，由L1、L2、C3、C4组成输出滤波电路可以直接把输出的PWM信号通过滤波器变成正弦波，再由变压器T1完成变压后将正弦波输出。

进一步地，所述采样模块4由AMC1200BDWVR芯片构成的隔离交流电流采样电路，来完成输出电流控制。

进一步地，所述电量检测模块6包括电阻分压电路，用于实时测量所述DC12.6V锂电源的电量；所述数据存储模5块包括由MX25L4008芯片组成的实时输出电流数据存储电路，用于存储每次输出过程中的电流数据；所述报警模块7包括由LED指示灯和蜂鸣器组成的状态指示警报电路，用于指示电路工作中的状态及在出现问题时发出报警信号。

进一步地，所述打印模块8包括外接QR20热敏打印机的打印机接口电路；所述显示模块9包括外接外接DMT80600C080_07W触控液晶显示屏的液晶显示屏接口电路。

进一步地，所述操作模块11包括用于外接键盘以输入相应指令的键盘接口电路；所述遥控接收模块12由433M学***转换芯片构成，用于接收遥控器发来的操作指令。

本实用新型还包括两红两黑4个电极片。在装置使用前，将两红两黑4个电极片用水浸湿，根据患者症状需要，并将其固定在患者相应穴位处；然后根据患者症状需要，在"触控液晶显示屏"上选定工作频率、工作时间和输出电流区间，最大为0-30mA。根据患者患病部位情况，通过触控液晶显示屏或遥控器"启动/停止"按钮启动仪器并通过"强度控制"按钮调整输出电压强度。液晶显示屏显示仪器使用过程中实际电流值的曲线及数据。

如果患者皮肤过于干燥，可预先在按摩师手上喷水湿润后再开始操作。输出电流的大小取决于:a输出电压的高低；b患者与电极片接触面积的大小和力度。

大范围的电流调整应通过触控液晶显示屏或遥控器"强度控制"按钮完成。对头部等敏感部位的输出电流不易太大，一般不要超过5mA。这时为保险起见，可将电流输出区间值就设定在0-5mA。当输出电流大于5mA时，保护电路会立即关闭输出，仪器会发出报警指示，仪器返回初始状态。仪器在使用过程中如输入电流超越设置区间、电极片与患者脱离、超过10S输出电流小于1mA或通过触控液晶显示屏或遥控器"启动/停止"按钮停止工作，仪器都会返回初始状态。

仪器根据患者设定的工作时间开始倒计时工作，如时间到仪器会根据患者设置的打印机状态打印刚才治疗过程中的电流数据。打印完成后仪器返回初始状态。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)、采用锂电池和电源适配器供电，避免了现有技术中AC220V市电直接引入仪器而带来的电路短路、漏电、浪涌、雷电等危险的用电安全问题。同时也因采用了锂电池供电而增加了本仪器的使用场景。如户外无电情况下的紧急治疗、停电时的紧急治疗等。

(2)、加入了遥控器控制操作，可由患者本人根据自身情况操作，无需技师与医护人员的全程干预，增强了仪器的可操作性，提高了仪器使用率。

(3)、采用SPWM方式产生正弦波信号，输出波形要比采用模拟震荡电路产生的波形(如图3所示)平滑且频率与幅度控制更加精准，产生的正弦波信号输出能量密度更加均匀，如图2所示，且本申请可输出与人体生物电频率49.902Hz相似的信号从而达到共振的效果以深入患者病灶。

(4)、配置了热敏打印机，可将治疗过程中的数据以矩阵或曲线形式打印出来，可供患者及医护人员及时了解患者治疗情况。

(5)、显示部分采用了“触控液晶显示屏”，丰富了显示内容减少了物理按键提高了仪器可操作性。通过“触控液晶显示屏”在开机时就让患者或医护人员了解了仪器的使用规则及禁忌说明，提高了仪器使用风险的控制。同时在”触控液晶显示屏”上以图片形式加入了仪器操作演示，使患者或医护人员无须通过说明书即可了解仪器的使用与操作。在使用过程中仪器会通过“触控液晶显示屏”将实时的治疗数据以曲线和数值形式直观的显示出来，使患者或医护人员更直观的实时了解治疗情况。

(6)、加入了“输出开路保护”功能，即：仪器在启动后10S内输出电流小于1mA或治疗过程中电极片从患者身体脱落时，仪器会立即停止工作并发出报警提示。本功能解决了患者或医护人员在操作仪器时未将电极片固定好而将仪器强度调整过大后电极片再次与患者身体接触仪器瞬间输出的高电压电流对人体造成的伤害。

(7)、本装置90％以上均采用数字化电路，分离了各电压下的接地信号，并在各输入输出端加入了保护电路，相比模拟放大电路因工作时长和使用环境而造成仪器大量发热而工作不稳定，本装置从根本上解决了各部分电路间发生故障后对患者造成的伤害。同时数字电路便于实时监控和管理，从而提高了本装置的工作效率。

上述说明示出并描述了本申请的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种低频共振生物电治疗仪，包括电源模块和主控制器模块，其特征在于，所述电源模块包括直流电源；所述主控制器模块的输出端连接有驱动模块；所述驱动模块的输出端连接有用于输出正弦波的滤波变压模块；所述滤波变压模块的输出端连接有用于完成输出电流的控制的采样模块。

2.根据权利要求1所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述主控制器模块还分别于电量检测模块、报警模块、打印模块、显示模块、遥控接收模块、操作模块、数据存储模块相连接。

3.根据权利要求2所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述主控制器模块包括单片机电路，所述单片机电路用于产生用户所需频率、幅度的SPWM正弦波信号。

4.根据权利要求3所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述电源模块包括DC12.6V锂电源、DC12.6V电源适配器、DC15V升压电路、DC5V电源、DC3.3V电源和DC5V隔离电源；所述DC12.6V锂电源用于为所述DC15V升压电路和DC5V电源供电，所述DC15V升压电路为所述驱动模块供电，所述DC5V电源为所述打印模块、所述显示模块、所述遥控接收模块、所述DC3.3V电源和DC5V隔离电源供电，所述DC3.3V电源为所述主控制器模块、所述数据存储模块和所述操作模块供电，所述DC5V隔离电源为所述采样模块供电。

5.根据权利要求4所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述驱动模块包括两组半桥驱动电路，用于将所述主控制器产生的SPWM正弦波信号通过所述驱动电路驱动功率桥。

6.根据权利要求5所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述滤波变压模块包括滤波电路和变压器，使得输入出的PWM信号通过滤波器变为正弦波并通过所述变压器变压后输出。

7.根据权利要求6所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述采样模块包括由隔离放大器构成的隔离交流电流采样电路，以完成输出电流的控制。

8.根据权利要求7所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述电量检测模块包括电阻分压电路，用于实时测量所述DC12.6V锂电源的电量；所述数据存储模块包括由存储器组成的实时输出电流数据存储电路，用于存储每次输出过程中的电流数据；所述报警模块包括由LED指示灯和蜂鸣器组成的状态指示警报电路，用于指示电路工作中的状态及在出现问题时发出报警信号。

9.根据权利要求8所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述打印模块包括外接打印机的打印机接口电路；所述显示模块包括外接触控液晶显示屏的液晶显示屏接口电路。

10.根据权利要求9所述的低频共振生物电治疗仪，其特征在于，所述操作模块包括用于外接键盘的键盘接口电路；所述遥控接收模块包括由学***转换芯片构成的遥控接收电路。

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