專利名稱：治療吞咽障礙的低頻脈沖電磁儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于治療吞咽障礙的儀器，特別涉及一種能產(chǎn)生特定可調(diào)的低頻脈沖信號(hào)
并通過所述特定可調(diào)的低頻脈沖信號(hào)對(duì)吞咽障礙進(jìn)行治療的儀器。
背景技術(shù)：
吞咽障礙是指由于與吞咽有關(guān)的神經(jīng)損傷或吞咽器官損傷使吞咽的一個(gè)或多個(gè) 階段損傷而導(dǎo)致各種癥狀出現(xiàn)的一組臨床綜合癥。吞咽功能障礙是腦卒中患者常見的臨床 癥狀，因此出現(xiàn)了多種治療吞咽障礙的儀器設(shè)備。 目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)普遍使用的治療吞咽障礙的低頻電磁儀主要是美國(guó)生產(chǎn)的 Vitalstim。該電磁儀結(jié)構(gòu)主要包括電源，剌激電極，剌激信號(hào)產(chǎn)生裝置三部分。它主要運(yùn) 用電剌激的原理，采用脈沖電磁剌激，促進(jìn)腦組織修復(fù)，促進(jìn)神經(jīng)功能重建達(dá)到治療吞咽困 難的目的?，F(xiàn)有的Vitalstim的電源部分采用電池供電，剌激信號(hào)產(chǎn)生裝置采用低端處理 器，其電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴、剌激信號(hào)單一、信號(hào)強(qiáng)度可調(diào)范圍小。人機(jī)交互能力較差， 對(duì)于中國(guó)用戶來說使用者不容易得知采用什么樣的剌激頻率，什么樣的剌激波形和剌激強(qiáng) 度才能達(dá)到最佳的治療效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能產(chǎn)生特定可 調(diào)的低頻脈沖信號(hào)，人機(jī)交互友好，性價(jià)比高，療效好的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁 儀，此種儀器產(chǎn)生的可調(diào)低頻脈沖信號(hào)具有適合剌激吞咽障礙的脈沖頻率、脈沖波形和脈 沖強(qiáng)度。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下措施構(gòu)成的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明所述治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，包括電源、剌激信號(hào)產(chǎn)生裝置
和人機(jī)交互裝置三部分；按照本發(fā)明，所述電源采用開關(guān)電源，穩(wěn)壓器，噪聲過濾器，保護(hù)
器構(gòu)成的電源模塊，剌激信號(hào)產(chǎn)生裝置采用高速處理器加外圍電路構(gòu)成的剌激信號(hào)產(chǎn)生模
塊，人機(jī)交互裝置采用薄膜按鈕和顯示器構(gòu)成的人機(jī)交互模塊；其中，剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊中
處理器與外圍電路中的D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器、電壓電流轉(zhuǎn)換器、輸出緩沖器、剌激信號(hào)輸出
接口、電流電壓轉(zhuǎn)換器，比較器順次連接；電源模塊與剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，人機(jī)交互模
塊一端與剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，另一端與電源模塊連接；剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出特定可
調(diào)的治療吞咽障礙的低頻脈沖電磁信號(hào)。 使用本發(fā)明電磁儀時(shí)，輸出剌激信號(hào)通過剌激電極作用于人體需要治療的部位， 并通過薄膜按鈕控制剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊，調(diào)整剌激信號(hào)組別、類型、剌激時(shí)間及剌激強(qiáng)度等 參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同使用患者對(duì)剌激信號(hào)的要求；并通過實(shí)時(shí)顯示剌激信號(hào)的強(qiáng)度，剌激時(shí)間， 治療時(shí)間以及剌激信號(hào)類型等。 上述技術(shù)方案中，所述剌激信號(hào)的輸出剌激電流在0 20mA可調(diào)。
上述技術(shù)方案中，所述剌激信號(hào)的剌激時(shí)間在0 60min可調(diào)。
上述技術(shù)方案中，所述剌激信號(hào)的剌激波形為方波，或鋸齒波，或正弦波。 上述技術(shù)方案中，所述每種波形都是雙向正負(fù)波，其各占300ms，且正負(fù)波有
100ms的間隔。 上述技術(shù)方案中，所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊中設(shè)置有第一組輸出剌激電極和第二組輸出剌激電極兩組獨(dú)立的輸出剌激電極。 上述技術(shù)方案中，所述兩組獨(dú)立的輸出剌激電極中，每組輸出剌激電極各有三對(duì)
共六個(gè)輸出剌激電極。
本發(fā)明具有以下有益效果 1、本發(fā)明電磁儀其器件集成度高，數(shù)量少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性價(jià)比高。 2、本發(fā)明電磁儀人機(jī)交互友好，能實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示剌激脈沖信號(hào)的設(shè)置和運(yùn)行強(qiáng)
度、信號(hào)類型、時(shí)間等參數(shù)，操作簡(jiǎn)單、使用方便。 3、本發(fā)明電磁儀通電時(shí)具有自檢和糾錯(cuò)功能，剌激治療過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)輸出脈沖輸出強(qiáng)度，輸出脈沖信號(hào)超出安全范圍時(shí)自動(dòng)報(bào)警和停機(jī)的功能，從而確保儀器使用安全性。 4、本發(fā)明電磁儀在低頻脈沖電磁信號(hào)產(chǎn)生的具有特定的強(qiáng)度和頻率的環(huán)境下每次剌激30 60分鐘，平均治療10 14次具有較好的治療吞咽障礙的效果。


圖1為本發(fā)明所述治療吞咽障礙的低頻脈沖電磁儀的結(jié)構(gòu)方框示意圖； 圖2為本發(fā)明所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊的電路原理圖； 圖3是圖2中高速處理器程序運(yùn)行流程圖； 圖4為本發(fā)明所述電壓電流變換器原理圖； 圖5為本發(fā)明所述電流電壓變換器原理圖； 圖6為圖1中電源模塊結(jié)構(gòu)方框示意圖； 圖7是圖2中剌激信號(hào)輸出接口的兩組獨(dú)立輸出剌激電極放置示意圖。
圖中，1電源模塊，2剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊，3人機(jī)交互模塊，4高速處理器，5外圍電路，6D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，7電壓電流轉(zhuǎn)換器，8輸出緩沖器，9剌激信號(hào)輸出接口，10電流電壓轉(zhuǎn)換器，11比較器，12功率放大器，13第一運(yùn)算放大器，14第二運(yùn)算放大器，15第三運(yùn)算放大器，16第四運(yùn)放，17第五運(yùn)放，18開關(guān)電源，19穩(wěn)壓器，20噪聲過濾器，21保護(hù)器，22第一組輸出剌激電極，23第二組輸出剌激電極； Cl第一電容，C2第二電容，C3第三電容，Rl第一電阻，R2第二電阻，R3第三電阻，R4第四電阻，R5第五電阻，R6第六電阻，R7第七電阻，R8第八電阻，R9第九電阻，R10第十電阻，Rll第i^一電阻，R12第十二電阻，R13第十三電阻，R14第十四電阻，R15第十五電阻，R16第十六電阻，R17第十七電阻。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明所述治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明，但并不意味著對(duì)本發(fā)明內(nèi)容的任何限定。 如圖1所示，所述治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀包括電源模塊l，剌激信號(hào)
4產(chǎn)生模塊2，人機(jī)交互模塊3 ;電源模塊1與剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊2連接，人機(jī)交互模塊3 —端 與剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊2連接，另一端與電源模塊1連接；電源模塊1連接在220V 50HZ的交 流電源輸入線路上即可，電源模塊1采用市售高精度開關(guān)電源，電源模塊輸出3. 3V-24V直 流穩(wěn)壓電源提供給剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊2和人機(jī)交互模塊3的工作電壓，使整個(gè)電磁儀內(nèi)部 系統(tǒng)穩(wěn)定工作。 人機(jī)交互模塊3采用液晶顯示器(LCD)和薄膜按鈕，其主要功能是與剌激信號(hào)產(chǎn) 生模塊2通信，提供運(yùn)行的實(shí)時(shí)參數(shù)信息；人機(jī)交互模塊3中的薄膜按鈕部分包括治療時(shí)的 組別選擇、波形設(shè)置、時(shí)間設(shè)置、強(qiáng)度設(shè)置、啟停按鈕等。 如圖2所示，高速處理器4與外圍電路5中的D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器6、電壓電流轉(zhuǎn) 換器7、輸出緩沖器8、剌激信號(hào)輸出接口 9、電流電壓轉(zhuǎn)換器10，電容C1，比較器11，電阻R1 順次相連接通。該模塊主要工作流程如下高速處理器4通過人機(jī)交互模塊3的薄膜按鈕 得到需要輸出的剌激信號(hào)類型，強(qiáng)度等信息，高速處理器4在其內(nèi)部程序的控制下，經(jīng)過算 法流程，將需要輸出的剌激信號(hào)輸出到D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器6上，D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器輸出 的可控電壓信號(hào)經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換器7轉(zhuǎn)換后輸出為剌激電流信號(hào)，輸出緩沖器8起到輸 出信號(hào)隔離保護(hù)和緩沖作用，剌激信號(hào)輸出接口 9，電流電壓轉(zhuǎn)換器10是輸出的剌激信號(hào) 電流強(qiáng)度反饋回路前端，電容C1，比較器11，電阻R1組成反饋電壓檢測(cè)電路，反饋回的電壓 通過與高速處理器4輸出的(P麗)電壓信號(hào)做出逐次逼近比較得到電壓信號(hào)的大小。高速 處理器4內(nèi)部程序通過檢測(cè)該電壓信號(hào)的大小，調(diào)整輸出到D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器6的值，完 成輸出的電流維持在設(shè)定值。 該電磁儀有兩組獨(dú)立的輸出剌激電極，每組各有三對(duì)輸出剌激電極，共六個(gè)輸出 剌激電極，每組剌激電極可單獨(dú)設(shè)置剌激信號(hào)的類型，強(qiáng)度等。輸出剌激電極連接到剌激信 號(hào)產(chǎn)生模塊2中外圍電路5中的剌激信號(hào)輸出接口 9上，并作用于人體需要治療的部位。其 輸出剌激電流0 20mA ;可選剌激波形為方波，或鋸齒波，或正弦波等；可調(diào)剌激時(shí)間0 60min。人機(jī)交互模塊3中薄膜按鈕及液晶顯示器(LCD)實(shí)現(xiàn)全漢化顯示；在硬件設(shè)置不變 的情況下，只需調(diào)整高速處理器4內(nèi)部程序即可根據(jù)患者需求提供更多種類型、更多種強(qiáng) 度的剌激信號(hào)和人機(jī)交互顯示，具有較好的可擴(kuò)展性和后期升級(jí)特性。
如圖3所示，高速處理器4內(nèi)部程序運(yùn)行流程如下低頻脈沖電磁儀在接通電源啟 動(dòng)后，程序進(jìn)行外圍硬件的自檢，初始化工作，發(fā)現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警警告；打開看門狗進(jìn)行 系統(tǒng)監(jiān)控，確保程序運(yùn)行的穩(wěn)定性；初始化工作完成后，主程序進(jìn)行循環(huán)掃描，實(shí)時(shí)檢測(cè)外 部薄膜按鈕的輸入，并根據(jù)薄膜按鈕的輸入進(jìn)行剌激波形信號(hào)的設(shè)置、輸出和在液晶顯示 器(LCD)上實(shí)時(shí)顯示波形參數(shù)信息；實(shí)時(shí)反饋檢測(cè)輸出剌激波形的大小，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào) 整以滿足剌激效果。 如圖4所示，電壓電流變換器由電阻R2，電容C2，電阻R3，功率放大器12，電阻R4， 電阻R5，電容C3，電阻R6，第一運(yùn)算放大器13構(gòu)成。D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器6輸入電壓信號(hào) Vi再輸入到第一運(yùn)算放大器13構(gòu)成的緩沖器，緩沖器將該電壓信號(hào)、輸入由電阻R2，電容 C2，電阻R3，功率放大器12，電阻R4，電阻R5，電容C3，電阻R6構(gòu)成的壓控恒流源。該壓控 恒流源輸出的電流大小為I。， I。的大小僅與電阻R2，電阻R3，電阻R4，電阻R5，電阻R6以 及K的大小線性相關(guān)，與所接負(fù)載無關(guān)，實(shí)現(xiàn)了恒流輸出。電容C2，電容C3接入電路的目 的是為了實(shí)現(xiàn)電路中負(fù)反饋大于正反饋效果，避免電路振蕩，實(shí)現(xiàn)電路穩(wěn)定輸出。
如圖5所示，電流電壓變換器由第二運(yùn)算放大器14，電阻R7，電阻R8，第三運(yùn)算放大器15，電阻R9，電阻RIO，電阻Rll，電阻R12，電阻R13，第四運(yùn)算放大器16，電阻R14，電阻R15，電阻R16，電阻R17，第五運(yùn)算放大器17構(gòu)成。該電流電壓變換器串接在剌激信號(hào)輸出接口 9和模擬地之間，實(shí)現(xiàn)輸出電流信號(hào)Ii的采集，并將其轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)V。反饋輸出。該電流電壓信號(hào)變換器并不影響輸出電路的電路特性，反饋輸出電壓信號(hào)V。的大小僅僅與其中的電阻大小和電流大小Ii成線性關(guān)系。 如圖6所示，電源模塊1由開關(guān)電源18，穩(wěn)壓器19，噪聲過濾器20，保護(hù)器21順次連接構(gòu)成。 如圖7所示是剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊2中剌激信號(hào)輸出接口 9上的第一組輸出剌激電極22和第二組輸出剌激電極23兩組獨(dú)立的輸出剌激電極，共有六對(duì)輸出剌激電極。
實(shí)施例 本電磁儀使用的具體操作過程如下 1、治療前準(zhǔn)備工作電磁儀外接到220V 50HZ電源上，剌激電極插接到電磁儀的剌激信號(hào)輸出接口9上。 2、打開電磁儀左側(cè)的電源開關(guān)，觀察LCD顯示提示，有故障會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警顯
示；正常時(shí)會(huì)提供出波形參數(shù)的顯示信息，包括組別、強(qiáng)度、類型、剌激時(shí)間等。 3、按下組別按鈕，LCD上指示符"A"會(huì)根據(jù)選擇跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的組別，接下來就可以
針對(duì)選擇的組別進(jìn)行剌激輸出波形的設(shè)置。 4、按下波形按鈕，LCD上會(huì)自動(dòng)切換到選擇的剌激波形或方波，或鋸齒波，或正弦
波，本實(shí)例剌激波形選擇方波；按下剌激波形強(qiáng)度按鈕，剌激波形的強(qiáng)度會(huì)根據(jù)選擇自行進(jìn)
行增加或減少；按下剌激治療時(shí)間按鈕，剌激治療時(shí)間會(huì)自動(dòng)進(jìn)行增加或減少。注意剌激
強(qiáng)度首先不應(yīng)設(shè)置太大，從0開始，剌激過程中根據(jù)患者感覺逐漸增加剌激強(qiáng)度。 5、波形參數(shù)設(shè)置完成后，將電極放置到患者需要剌激治療的部位，告知患者治療
時(shí)的皮膚感覺，治療的進(jìn)度和預(yù)期的剌激治療效果；按下啟動(dòng)按鈕，剌激波形開始輸出，并
開始累計(jì)剌激治療時(shí)間，注意此時(shí)詢問患者的感覺，并逐漸增加剌激電流強(qiáng)度，直到患者
有被捏住、推揉等感覺，此時(shí)表示達(dá)到剌激治療強(qiáng)度，停止增加剌激電流強(qiáng)度。
6、剌激治療時(shí)間結(jié)束，自動(dòng)停止剌激治療，在LCD有相應(yīng)的顯示提示；如需要進(jìn)行
下一次治療，重復(fù)第3-5步即可。治療時(shí)間每次0. 5 1小時(shí)，每天1 2次，每周5次左右。 7、關(guān)閉電磁儀時(shí)，需要先按下啟停按鈕停止剌激輸出，然后取下電磁儀剌激電極，關(guān)閉電源開關(guān)。
權(quán)利要求
一種治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，包括電源、刺激信號(hào)產(chǎn)生裝置和人機(jī)交互裝置三個(gè)部分；其特征在于電源采用開關(guān)電源(18)，穩(wěn)壓器(19)，噪聲過濾器(20)，保護(hù)器(21)構(gòu)成電源模塊(1)，刺激信號(hào)產(chǎn)生裝置采用高速處理器(4)加外圍電路(5)構(gòu)成刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)，人機(jī)交互裝置采用薄膜按鈕和顯示器構(gòu)成人機(jī)交互模塊(3)，刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)中高速處理器(4)與外圍電路(5)中的D/A數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(6)，電壓電流轉(zhuǎn)換器(7)，輸出緩沖器(8)，刺激信號(hào)輸出接口(9)，電流電壓轉(zhuǎn)換器(10)，比較器(11)順次連接；電源模塊(1)與刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)連接，人機(jī)交互模塊(3)一端與刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，另一端與電源模塊連接；刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出特定可調(diào)的治療吞咽障礙的低頻脈沖電磁信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)中剌激信號(hào)的輸出剌激電流在0 20mA可調(diào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)中剌激信號(hào)的剌激時(shí)間在0 60min可調(diào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)中剌激信號(hào)的剌激波形為方波，或鋸齒波，或正弦波。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述每種波形都是雙向正負(fù)波，其各占300ms，且正負(fù)波有100ms的間隔。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述剌激信號(hào)產(chǎn)生模塊(2)中設(shè)置有第一組輸出剌激電極(22)和第二組輸出剌激電極(23)兩組獨(dú)立的輸出剌激電極。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀，其特征在于所述每組獨(dú)立輸出剌激電極各有三對(duì)共六個(gè)輸出剌激電極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種治療吞咽障礙的可調(diào)低頻脈沖電磁儀。包括電源模塊、刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊、人機(jī)交互模塊三個(gè)部分。電源模塊與刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，人機(jī)交互模塊一端與刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊連接，另一端與電源模塊連接，刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊輸出特定可調(diào)治療吞咽障礙的低頻脈沖電磁信號(hào)。使用時(shí)，輸出刺激信號(hào)通過兩組六個(gè)刺激電極作用于人體需要治療部位，控制刺激信號(hào)產(chǎn)生模塊，調(diào)整刺激信號(hào)組別、類型、刺激時(shí)間及刺激強(qiáng)度等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同患者對(duì)刺激信號(hào)的要求。臨床試驗(yàn)表明，在低頻脈沖電磁信號(hào)產(chǎn)生的具有特定的強(qiáng)度和頻率的環(huán)境下每次刺激30～60分鐘，平均治療10～14次具有較好的治療吞咽障礙的效果。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101716394SQ200910263498
公開日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者何成奇, 何竟, 楊永紅, 樊慶文, 王德麾, 鄧川云 申請(qǐng)人:四川大學(xué)