专利名称：音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是为人类治病的医疗仪器，特别是应用于疼痛治疗的音乐调制 的经皮电神经刺激疼痛治疗仪。
背景技术：
根据医疗原理，刺激人体穴位时会激活内源性阿片系统，促使释放内源性阿片肽； 刺激粗神经纤维，关闭间门，抑制痛觉传入；改善局部血液循环，加速清除致痛物质。目前使 用的TENS镇痛仪存在下述问题，1)程序模式固定，人体很容易产生适应性和耐受性，影响 治疗效果；2)刺激单调，不能满足患者的个性化要求。使用单纯音乐疗法对于中度以上疼 痛效果欠佳。
实用新型内容本实用新型的目的是提出一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它是由机 盒、按键电路、单片机电路、升压电路、输出电路、音频处理电路和电源电路组成。图1为方 框原理图，图2为电路原理图，单片机电路是以单片机芯片为核心，按键电路的Kl接入单片 机芯片的10脚，单片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接 插孔J3再外接输出探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通 过R19、R20中间头与输出电路Q11、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与 音频处理电路的输出相连接，音频处理电路的输入通过插孔Jl与外接MP3相连接，电源电 路的12V稳压电路的输入端与单片机芯片的8脚相连接。下面详述各电路的结构。1、单片机电路如图3所示，单片机是仪器的核心，本仪表选用Microchip公司的 28dsPIC30F2010单片机芯片，该芯片是改进的哈弗结构，优化过的C编译器指令集，具有84 跳具备灵活寻址模式的基本指令，片内16位闪存数字信号控制器，1KB片内EEPR0M，具有4 个占空比发生器，具有4种工作模式的专用时基，6个PWM输出通道，每个通道有互补或者独 立的输出模式。本仪器使用了 4个PWM输出通道和一个定时器做波形输出，PA+、PA-、PB+ 和PB-为PWM输出，PV2为定时器输出。以一路波形输出为例，PA+和PA-交替输出高电平 一次，完成一次电刺激，这种交替为固定频率。PV2输出电平从本次高电平到来，至下次高电 平到来为一个周期，PV2的变化频率即是仪器的波形频率，波形时序图如图4所示2、升压电路如图5所示，升压电路由Q2、D3、L2和C6组成，其中Q2为晶体管9013， D3为1N4007，它把输入的周期脉冲信号幅度放大，升至53V。D4、D6单向导通，使C6只能通 过D3充电。电路中Vright和Vleft分别连接音频处理电路的左声道和右声道的输出，它 用来调制升压电路的幅度。VDl和VD2分别是这两路调制脉冲的输出。3、输出电路如图6所示，输出电路由4个2N5551和2个2N5401组成，它对升压电 路的输出电压信号扩流，其中Q3、Q4和Qll为一组，对应插孔J3的第2脚，Q8、Q9和Q13为 一组，对应插孔J3的第1脚，当VDl为高PA+也为高时Q3、Q11导通，J3输出是2脚高，1脚低。当PA-为高时Q8、Q13导通，J3输出是1脚高，2脚低。通过调节分压电路中的R19和 R20可以调整输出的强度。PB支路的原理与PA完全一致。4、音频处理电路如图7所示，音频处理电路由三个OPl 13运放组成，其中1个运放 接成电压基准，另外两路接成比较器，比较器放大基准电压Vref和从插孔输入的MP3音频 电压信号的差值，使音乐电压信号有足够的幅值推动输出电路的晶体管Qll和Q13。5、电源电路如图8所示，在本仪器中除音频处理电路使用12V电源电压以外，其它 电路均为5V直流供电，所以电源电路为两路电源设计，其中一路为全局电源，从插孔接入 6V直流电源，由LM7805线性稳压模块稳压成5V输出；另外一组电源是直流12V电源，它由 LM7812组成，LM7812为12V线性稳压器，由于输入电源为5V，达不到LM7812的最小输入电 压，则由Ql、Ll和Dl组成升压电路，将单片机给出的PVl信号放大至22V以上，为LM7812 提供足够的输入电压。当单片机将PVl为高电平时，升压电路工作，当PVl为低电平时，升 压电路不工作，为LM7812半波供电，LM7812输出12V。本实用新型的工作过程是这样的。疼痛不仅是生理的，它包括心理成分。音乐对人的身心具有显著的调节作用。人 体正常细胞的生长、繁殖及内脏、大脑等都有特定的振动节律，那些使人感到舒畅的音乐， 实际上正好与人们的生理振动节律合拍、协调；音乐还可以作用于大脑，提高神经细胞的兴 奋性，改变情绪状态，唤起积极、健康的情绪；通过神经及神经体液的调节，促进机体分泌一 些对健康有益的激素。患者通过MP3播放器可以选择自己喜欢的音乐欣赏，辅以音乐治疗， 双管齐下。本实用新型是在单片机控制下产生电脉冲波，并用患者喜好的MP3输出的音乐进 行调制，使作用在人体上的电脉冲波产生非常多的变化，在MP3音乐的配合下大大增强疼 痛治疗的效果。本实用新型的有益效果1.复合物理、音乐等多种模式平衡镇痛，通过多途径综合发挥作用，符合最现代的 疼痛治疗理念。2.通过调整机体自身神经功能，减少外源性镇痛药的需求，提高了医疗安全，故社 会和经济效益广阔。3.电刺激脉冲振幅随着音乐的强弱而变化，而且音乐的左右声道分别对应两路输 出，使两路输出脉冲各不相同，特殊的音乐调制经皮神经电刺激(TENS)电信号与患者自己 所选音乐同步作用，提高了疗效。这种变化的刺激不仅最大程度解决了机体对TENS的适应性和耐受性的问题，也 实现了镇痛的个体化需求。
图1为本实用新型方框原理图，图2为本实用新型总电路原理图，图3为本实用新型单片机电路原理图，图4为本实用新型波形时序图，图5为本实用新型升压电路原理图，[0023]图6为本实用新型输出电路原理图，图7为本实用新型音频处理电路原理图，图8为本实用新型电源电路原理图，
具体实施方式
从图2看出，本实用新型是由机盒、按键电路2、单片机电路1、升压电路5、输出电 路3、音频处理电路4和电源电路6组成，其特征在于按键电路的Kl接入单片机芯片的10 脚，单片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接插孔J3再外 接输出探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通过R19、R20 中间头与输出电路Qll、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与音频处理电 路的输出相连接，音频处理电路的输入通过插孔Jl与外接MP3相连接，电源电路的12V稳 压电路的输入端与单片机芯片的8脚相连接。
权利要求一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它主要由机盒、按键电路(2)、单片机电路(1)、升压电路(5)、输出电路(3)、音频处理电路(4)和电源电路(6)组成，其特征在于按键电路的K1接入单片机芯片的10脚，单片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接插孔J3再外接输出探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通过R19、R20中间头与输出电路Q11、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与音频处理电路的输出相连接，音频处理电路的输入通过插孔J1与外接MP3相连接，电源电路的12V稳压电路的输入端与单片机芯片的8脚相连接。
专利摘要本实用新型的目的是提出一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它是由机盒、按键电路、单片机电路、升压电路、输出电路、音频处理电路和电源电路组成。本实用新型是在单片机控制下产生电脉冲波，并用患者喜好的MP3输出的音乐进行调制，使作用在人体上的电刺激脉冲振幅随着音乐的强弱而变化，而且音乐的左右声道分别对应两路输出，使两路输出脉冲各不相同，特殊的音乐调制经皮神经电刺激(TENS)电信号与患者自己所选音乐同步作用，提高了疗效。这种变化的刺激不仅最大程度解决了机体对TENS的适应性和耐受性的问题，也实现了镇痛的个体化需求。
文档编号A61N1/36GK201744074SQ20102025334
公开日2011年2月16日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者张咸伟, 邓乾, 陈志军 申请人:华中科技大学同济医学院附属同济医院