專利名稱：多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種幫助神經(jīng)系統(tǒng)疾病特別是腦血管疾病引起的功能性障礙患者康復的多功能神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀。
背景技術(shù)：
神經(jīng)系統(tǒng)疾病特別是腦血管疾病是我國的常見病，公知的電刺激儀器利用周期性函數(shù)形式波形以及波形直接放大輸出等治療技術(shù)，來刺激腦部局部，可増加缺血以及改善局部血流量，改善腦部血液循環(huán)，具有防止缺血半暗區(qū)神經(jīng)元的繼發(fā)性和遲發(fā)性損害，縮小梗死面積的功效。但是，目前公知的電刺激儀器一般不能對輸出的電流進行調(diào)制或者調(diào)制的方法存在諸多缺陷，不能分離治療閾值與疼痛閾值，容易產(chǎn)生機體適應(yīng)性，讓患者有強烈的刺痛感，治療效果也不理想。腦血管疾病是我國的常見病，在生存的患者中約有80%遺留不同程度的功能障 礙，其中包括吞咽言語功能障礙、肢體運動功能障礙，傳統(tǒng)的電刺激儀增強肌力，已有相關(guān)專利。如專利200510065043. 9給出了ー種功能電刺激系統(tǒng)及其方法，專利02830155. 2設(shè)計了ー種便攜式電刺激治療裝置，但這些專利都只注重單一功能固定的被動電刺激，缺乏診斷反饋并且不可隨機調(diào)節(jié)，達不到理想的療效。2008年出版的《2008中國儀器儀表與測控技術(shù)進展大會論文集(I )))中刊登了一篇《基于MSP430的無極性恒流電刺激器的設(shè)計》的論文，介紹了ー種無極性恒流電刺激器的具體設(shè)計電路及設(shè)計方法，采用MSP430為微控制器，輸出各種信號調(diào)幅的無極性指數(shù)脈沖。這種基于MSP430的無極性恒流電刺激器采用晶體管和放大器構(gòu)成電路進行波形調(diào)制，這種調(diào)制方法存在調(diào)制簡單、不能有效分離治療閾與疼痛閾、波形不能與神經(jīng)系統(tǒng)相吻合的缺點。2007年《生命科學儀器》第5卷7月刊上發(fā)表了ー篇《基于生物反饋的神經(jīng)康復治療儀研制》的論文，詳細論述了ー套基于生物反饋的神經(jīng)康復治療儀的硬件和軟件設(shè)計方法，它將采集的患者肌電信號反饋回治療儀，動態(tài)設(shè)定閥值，控制電刺激輸出。但這種基于生物反饋的神經(jīng)康復治療還是局限于電刺激療法，手段単一，不能進行電磁雙療，也不能根據(jù)反饋的信號自動選擇磁療或電療。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了克服上述問題，提供一種調(diào)制方法獨特、具有反饋調(diào)節(jié)、多種治療手段的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，它首先采用特定電流刺激人體，再根據(jù)反饋的信號檢測出它們的閾值，然后自動選擇治療手段電和磁，并采用獨特的調(diào)制電流技術(shù)，有效分離治療閾值與疼痛閾值，具有機體適應(yīng)性、可調(diào)性、療效突出等優(yōu)點。為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，包括電源管理単元、微處理器、觸摸屏單元，其特征在于它還包括電治療單元、磁治療単元、音樂治療単元和反饋信號単元，上述単元均與微處理器相連。
所述的電治療單元，包括電治療單片機、信號發(fā)生器、信號處理電路、調(diào)制模塊、恒流源模塊、刺激電極，所述的調(diào)制模塊由放大電路、濾波電路、調(diào)制芯片、基準電壓電路構(gòu)成，其中所述放大電路的輸入端與所述信號處理電路相連，用來對處理后的電流信號進行放大；所述濾波電路與所述的放大電路輸出端相連，用來對放大后的電流信號進行濾波；所述的調(diào)制芯片輸入端與所述的濾波電路的輸出端、電刺激單片機的輸出端相連，所調(diào)制芯片的輸出端與所述的恒流源模塊相連，用來對電流信號進行調(diào)制；所述的基準電壓電路與所述的濾波電路和所述的調(diào)制芯片輸入端相連，用來保證調(diào)制芯片的工作電壓和調(diào)制電流信號的極性。進ー步的，所述的放大電路包括放大運算器U104A、電阻R109、放大運算器U105A、電阻Rl 10，所述的濾波電路由Rl 12和Cl 12組成，所述的基準電壓電路由Rl 13、Rl 14組成，所述的調(diào)制芯片由非門74LS04構(gòu)成。所述的磁治療單元，包括磁治療單片機、磁場發(fā)生器和磁療極，所述磁治療單片機用來控制磁場發(fā)生器產(chǎn)生磁場的強度、方向，所述磁場發(fā)生器用來產(chǎn)生磁場，所述磁療極用來接觸和治療疾病部位。 進ー步的，所述磁場發(fā)生器由ー組豎直銅線圈構(gòu)成，每個豎直銅線圈中設(shè)有導磁硅鋼片，所有豎直銅線圈呈圓形排列，可以按照磁治療單片機的控制自動調(diào)節(jié)磁場的強度、方向。所述的音樂治療單元，包括存儲模塊、音樂播放模塊和語音呼叫模塊，存儲模塊錄制有300多種不同類型的催眠歌曲和語音，用來配合電磁治療提高治療適應(yīng)性，音樂播放模塊用來播放音樂，語音呼叫模塊用于患者來呼叫護理人員。所述的反饋信號単元，包括感應(yīng)器、反饋信號模塊，感應(yīng)器的輸出端連接在反饋信號模塊的輸入端，反饋信號模塊的輸出端與微處理器相連，所述的反饋信號模塊包括信號提取電路、高速數(shù)字信號處理器、可控增益放大器和自動控制電路。本發(fā)明多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀有以下的優(yōu)點和特點(1)首先采用特定電流刺激人體，再根據(jù)反饋的信號檢測出它們的閾值，然后自動選擇電的多種治療處方和磁的多種處方。達到了智能化治療，大大的提高了治療效果。(2)結(jié)合了電和磁兩種物理因子，根據(jù)患者不同的癥狀診斷結(jié)果而可得出相應(yīng)的人體神經(jīng)傳導電流和磁運轉(zhuǎn)方式。(3)電刺激的電流經(jīng)過調(diào)制模塊調(diào)制合成處理后，使電刺激時攝入靜電為零，起到神經(jīng)纖維去極化作用，可降低治療引起的不良化學反應(yīng)，保證刺激波形與人體生物波形吻合，與人體神經(jīng)傳導生理電波形接近，分離治療閾值與疼痛閾值，很好的改善血液流量，而且患者無刺痛感。(4)磁治療單片機控制每個銅線圈內(nèi)的電流大小、流向、充電時間，從而改變銅線圈所產(chǎn)生磁場的強度、方向、開關(guān)，使合成磁場的磁力線疏密、形狀、方向發(fā)生改變，既可以合成方向和強度不變的恒磁場，也可以合成不斷旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動磁場，還可以合成方向和強度按周期變化的交變磁場，根據(jù)患者反饋的信號選擇最佳治療方案和最佳治療方式。采用本發(fā)明的磁場發(fā)生器，治療手段更加豐富，磁場控制更加方便，治療效果更好。(5)本發(fā)明除了根據(jù)機器診斷結(jié)果來治療外，可通過診斷結(jié)果提供的特征值給治療師根據(jù)患者的實際情況，通過觸摸屏人機交互界面進行調(diào)整。在治療過程中可隨機調(diào)整頻率，比率。刺激比率的改變大大的增強控制精度、靈活性，從而增強治療效果。(6)本發(fā)明增加了音樂治療単元，可根據(jù)診斷結(jié)果選擇相應(yīng)的催眠歌曲，在治療過程中舒緩神經(jīng)，增強了療效。音樂治療單元還包括有語音呼叫模塊，語音呼叫模塊的輸出端、護理室的語音廣播輸入端分別與AVR單片機控制相連，可用來提醒護理人員或進行緊急呼叫。


圖I是本發(fā)明的方框圖 。圖2是本發(fā)明的原理圖。圖3是本發(fā)明電治療単元的調(diào)制模塊方框圖。圖4是本發(fā)明電治療單元的調(diào)制模塊電路圖。圖5是本發(fā)明磁治療単元的磁場發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本發(fā)明反饋信號単元的方框圖。附圖中，Iー銅線圈，2—導磁硅鋼片，3—安裝板。
具體實施例方式神經(jīng)系統(tǒng)疾病特別是腦血管疾病是我國的常見病，目前電刺激治療儀作為ー種康復醫(yī)療器械，其使用已經(jīng)相當普遍。但是，根據(jù)調(diào)查研究，公知的電刺激儀器利用周期性函數(shù)形式波形以及波形直接放大輸出如三角波、鋸齒波、方波等治療技術(shù)，來刺激腦部局部，可増加缺血以及改善局部血流量，改善腦部血液循環(huán)，具有防止缺血半暗區(qū)神經(jīng)元的繼發(fā)性和遲發(fā)性損害，縮小梗死面積的功效。但是目前該技術(shù)仍存在諸多缺陷，主要表現(xiàn)在不能分離治療閾值與疼痛閾值，并且容易產(chǎn)生機體適應(yīng)性，讓患者有強烈的刺痛感。本發(fā)明的目的，就是首先通過特定電流刺激人體，檢測出它們的閾值，根據(jù)檢測結(jié)果自動選擇治療的物理因子電和磁，并采用調(diào)制合成的電流技術(shù)，有效分離治療閾值與疼痛閾值，解決機體適應(yīng)性問題，大大提高療效的ー種電刺激治療儀。如圖I所示，本發(fā)明ー種多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，包括電源管理單元、微處理器、觸摸屏單元，其特征在于它還包括電治療単元、磁治療単元、音樂治療単元和反饋信號単元，上述単元均與微處理器相連。電源管理單元將外接市電源轉(zhuǎn)換為各単元與電路所需要的電壓等級并輸出到各用電單元；微處理器的多個輸出端分別連接電治療單元、磁治療単元、音樂治療単元和反饋信號単元、觸摸屏單元，用來控制和管理整個系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。如圖2所示，所述的電治療單元，包括電治療單片機、信號發(fā)生器、信號處理電路、調(diào)制模塊、恒流源模塊、刺激電極，信號發(fā)生器與電治療單片機、信號處理電路連接，調(diào)制模塊與信號處理電路、電治療單片機連接，還連接恒流源的輸入端，刺激電極連接在壓控恒流源的輸出端。如圖3所示，本發(fā)明的創(chuàng)新點之ー在調(diào)制模塊，所述的調(diào)制模塊由放大電路、濾波電路、調(diào)制芯片、基準電壓電路構(gòu)成，其中所述放大電路的輸入端與所述信號處理電路相連，用來對處理后的電流信號進行放大；所述濾波電路與所述的放大電路輸出端相連，用來對放大后的電流信號進行濾波；所述的調(diào)制芯片輸入端與所述的濾波電路的輸出端、電刺激單片機的輸出端相連，所調(diào)制芯片的輸出端與所述的恒流源模塊相連，用來對電流信號進行調(diào)制；所述的基準電壓電路與所述的濾波電路和所述的調(diào)制芯片輸入端相連，用來保證調(diào)制芯片的工作電壓和調(diào)制電流信號的極性。如圖4所示，所述的放大電路包括放大運算器U104A、電阻R109、放大運算器U104B、電阻Rl 10，所述的濾波電路由Rl 12和Cl 12組成，所述的基準電壓電路由Rl 13、R114組成，所述的調(diào)制芯片由非門74LS04構(gòu)成。所述調(diào)制模塊的具體結(jié)構(gòu)及運行原理如下運算放大器U104A輸入端連接2的n次方處理電路，將處理后各種不同的波形以及頻段的電流放大，在第I腳輸出，經(jīng)過R109與運算放大器U104B第6腳輸入端相連，經(jīng)運算放大器U104B再 次放大后在第7腳輸出。其中電阻R109、電阻Rlll必須選取1%精度的電阻以符合非門74LS04的阻抗匹配。運算放大器U104A第7腳輸出電壓與運算放大器U104B第I腳輸出電壓關(guān)系如以下公式
權(quán)利要求
1.多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，包括電源管理単元、微處理器、觸摸屏單元，其特征在于它還包括電治療單元、磁治療單元、音樂治療單元和反饋信號單元，上述單元均與微處理器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的電治療單元，包括電治療單片機、信號發(fā)生器、信號處理電路、調(diào)制模塊、恒流源模塊、刺激電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的調(diào)制模塊由放大電路、濾波電路、調(diào)制芯片、基準電壓電路構(gòu)成，其中 所述放大電路的輸入端與所述信號處理電路相連，用來對處理后的電流信號進行放大； 所述濾波電路與所述的放大電路輸出端相連，用來對放大后的電流信號進行濾波； 所述的調(diào)制芯片輸入端與所述的濾波電路的輸出端、電刺激單片機的輸出端相連，所調(diào)制芯片的輸出端與所述的恒流源模塊相連，用來對電流信號進行調(diào)制； 所述的基準電壓電路與所述的濾波電路和所述的調(diào)制芯片輸入端相連，用來保證調(diào)制芯片的工作電壓和調(diào)制電流信號的極性。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的放大電路包括放大運算器U104A、電阻R109、放大運算器U105A、電阻Rl 10，所述的濾波電路由Rl 12和Cl 12組成，所述的基準電壓電路由Rl 13、Rl 14組成，所述的調(diào)制芯片由非門74LS04 構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的磁治療單元，包括磁治療單片機、磁場發(fā)生器和磁療極，所述磁治療單片機用來控制磁場發(fā)生器產(chǎn)生磁場的強度、方向，所述磁場發(fā)生器用來產(chǎn)生磁場，所述磁療極用來接觸和治療疾病部位。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的磁場發(fā)生器由多個銅線圈構(gòu)成，每個銅線圈中間設(shè)有硅鋼片。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的音樂治療単元，包括存儲模塊、音樂播放模塊和語音呼叫模塊，存儲模塊錄制有300多種不同類型的催眠歌曲和語音，用來配合電磁治療提高治療適應(yīng)性，音樂播放模塊用來播放音樂，語音呼叫模塊用于患者來呼叫護理人員。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀，其特征在于所述的反饋信號単元，包括感應(yīng)器、反饋信號模塊，感應(yīng)器的輸出端連接在反饋信號模塊的輸入端，反饋信號模塊的輸出端與微處理器相連，所述的反饋信號模塊包括信號提取電路、高速數(shù)字信號處理器、可控增益放大器和自動控制電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種多功能吞咽言語治療的神經(jīng)系統(tǒng)電刺激儀。它包括電源管理單元、微處理器、觸摸屏單元，其特征在于它還包括電治療單元、磁治療單元、音樂治療單元和反饋信號單元，上述單元均與微處理器相連。所述的電治療單元，包括電治療單片機、信號發(fā)生器、信號處理電路、調(diào)制模塊、恒流源模塊、刺激電極，所述的磁治療單元，包括磁治療單片機、磁場發(fā)生器和磁療極，所述的磁場發(fā)生器由多個銅線圈構(gòu)成，每個銅線圈中間設(shè)有導磁硅鋼片。本發(fā)明采用特定電流刺激人體，再根據(jù)反饋的信號檢測出它們的閾值，然后自動選擇治療手段電和磁，并采用獨特的調(diào)制電流技術(shù)，有效分離治療閾值與疼痛閾值，具有機體適應(yīng)性、可調(diào)性、療效突出等優(yōu)點。
文檔編號A61N2/04GK102772856SQ20121023132
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者肖社明 申請人:長沙華力生物科技有限公司