专利名称：多功能智能肌肉电刺激治疗系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种多功能智能肌肉电刺激治疗系统，属于临床生理检测及治疗技术范畴，是一种多参数可控、功能丰富、性能稳定和安全可靠且多种脉冲模式可选的肌肉电刺激系统。特别涉及一种利用脉冲电路工作时产生的巨大电能作用于肌肉系统，使肌肉发生较强收缩，从而引起一系列生理反应，促进神经再生、增强肌力、耐力和运动协调能力。
背景技术：
肌肉电刺激技术广泛应用于全国各级医院、疗养院、妇幼保健院、各级残疾人康复中心等，用以治疗部分失神经、完全失神经，以及周围神经所致肢体疾病等。通过该技术可使肌肉发生较强收缩，维持在正常状态，当神经恢复支配时，肌肉更易恢复其功能；另一方面可促进神经再生、增强肌力、耐力和运动协调能力，逐渐恢复神经正常功能。但是发出脉冲的类型、频率、幅度及持续时间等不易控制，给治疗带来了一定的困难。因此如何方便、灵活且安全、易操作的产生所需要的电脉冲已成为该领域的一个重要课题。本发明针对临床上常用的肌肉电刺激器的脉冲频率、幅值或持续时间等类型单一且不易操作的缺点，给出了一种可发出多种类型的重复、持续且可控脉冲的电刺激波形治疗系统，具有多参数可控、功能丰富、性能稳定和安全可靠等优点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，在多并联电容矩阵脉冲发生的基础上，通过单片机实现脉冲模式的智能控制与调节，通过可变电阻与机械开关实现放电时间及容量的选择，从而为人体肌肉电刺激治疗提供方便。本发明所采用的技术方案是多功能智能肌肉电刺激治疗系统，包括有220V工频电源⑴；智能通断开关⑵；一次整流电路⑶；蓄电池⑷；功率控制器(5);控制电路;触发电路(7);脉冲发生电路⑶和电刺激终端(9)。其中控制电路(6)由感应天线
(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)组成。所述的一次整流电路(3)通过220V工频电源(I)供电，整流后为直流后向控制电路(6)进行馈电；所述的智能通断开关(2)由功率控制器(5)通过不同档位功率继电器进行控制与切换，实现不同功率的输出；所述的蓄电池(4)负责临时供电。所述的控制电路(6)包括有接收脉冲发生电路(8)所发出的电磁波信号的感应天线(61)，与感应天线(61)相连的单片机(62)，以及与单片机(62)相连的控制输出电路 (63);所述的控制输出电路￠3)是由激光二极管D和光敏三极管Q组成，光敏三极管Q接收激光二极管D的激光信号，并通过集电极与触发电路(7)相连向其输出控制信号(C)，光敏三极管Q的发射极接地。所述的触发电路(7)包括有继电器KM1、大功率晶体管Ql和行输出变压器T，其中，继电器KMl线圈一端连接控制电路(6)中光敏三极管Q的集电极，接收控制信号(C);大功率晶体管Ql的发射极接地，集电极连接行输出变压器T输入端的7脚，基极通过电阻Rl连接行输出变压器T输入端5脚，通过可变电阻调节脉冲前沿；行输出变压器T通过高压硅堆连接脉冲发生电路(8)。所述的脉冲发生电路⑶是采用MARX发生器，由多电容C并联，在每两个电容C 尾首间通过放电球隙(g)相连，通过外加可调电阻控制脉冲释放时间，通过机械开关控制脉冲发出的功率；所述的脉冲发生电路(8)的输入端连接触发电路(6)的输出端(HV)，输出端接在电刺激终端(9)上，对相关部位进彳丁电刺激。本发明的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，实现了单片机在强电磁脉冲的影响下对电路进行控制，具有放电脉冲的重复、持续和可控性。
图I是本发明的整体结构原理图；图2是信号电路触发的原理图；图3是多功能大功率脉冲发生电路的原理图；图4是多功能智能肌肉电刺激脉冲作用的原理图。其中(I) :220V工频电源；(2):智能通断开关；(3)一次整流电路；(4):畜电池；(5) 功率控制器；(6):控制电路；(61):感应天线；(62):单片机；(63):控制输出电路；(7):触发电路；(8):脉冲发生电路；(9):电刺激终端。
具体实施例方式下面结合实例和附图对本发明的多功能智能肌肉电刺激治疗系统做出详细说明。如图I所示，本发明的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，包括有220V工频电源
(1)，负责为电路提供电能；智能通断开关(2)与功率控制器(5)配合使用，根据要求调整输入功率大小；一次整流电路(3)从220V工频电源(I)处获得电能，一方面向蓄电池(4)供电，另一方面向功率控制器(5)及下游电路进行供电；控制电路(6)包括感应天线(61)、单片机￠2)与控制输出电路(63)，三者负责控制触发电路(7)，使其输出要求的触发脉冲；脉冲发生电路(8)根据触发脉冲前沿开始工作，输出相应的重复脉冲，并供给电刺激终端(9) 进行电刺激治疗。如图2所示，所述的触发电路(7)由行输出变压器T、大功率晶体管Ql和继电器 KMl组成。行输出变压器T有更高的电感量和品质因数，继电器KMl通过触电的开闭控制大功率晶体管Ql的截止与导通，相当于从行输出变压器T输入了方波信号。以上过程重复进行，根据电磁感应原理，最终就会产生比较稳定的直流高电压，提供给脉冲发生电路(8)。 为了实现多种类型脉冲输出，在大功率晶体管Ql的基极上串联可变滑动变阻器，从而可方便调整脉冲触发波形。如图3所示，所述的脉冲发生电路⑶采用马克思脉冲发生器原理，由多数个相同的电容C并联连接构成放电网络，在每两个电容C之间都接有电阻R进行隔离，在每两个电容C的尾首之间都通过放电球隙g相连；所述脉冲发生电路(8)的输入端连接触发电路(7) 的输出端HV，输出端构成放电终端进行脉冲放电。在放电球隙g未击穿前，各电容相当于并联，充满电后各球隙顺次击穿，经过η次升压，在放电终端电压升高为+nHV。从而在很短时间内实现了电压的倍增。电阻R为可变电阻，用于调节电路时间常数以改变脉冲放电间隔， 机械开关匕、1^2到kn可通过不同的组合以获得电刺激所需要的功率水平。如图4所示，将脉冲发生电路⑶的输出端接在电刺激终端(9)上并引至需要进行电刺激的肌肉部位上，其中+、_符号表示放电时的正负电位，为保证放电电流有稳定通路，在放电点的相反位置设置接地回路。在已经设定好的程序下，当脉冲发生电路(8)工作时，电刺激终端(9)会流过相应电流从而满足电刺激治疗的需要。本发明的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，正常工作时首先通过单片机的控制板输入脉冲类型以及持续时间，当按动启动按键后，红色激光二极管就会点亮，在其作用下触发电路导通，系统进入工作状态。首先看到放电球隙逐级被击穿，每出现一次放电，单片机依靠感应电磁脉冲计数直到放电次数达到预定次数，红色激光二极管就会熄灭，系统停止工作，表示规定的治疗过程的结束。
权利要求
1.多功能智能肌肉电刺激治疗系统，其特征在于包括有220V工频电源(I)，负责为电路提供电能；智能通断开关(2)与功率控制器(5)配合使用，根据要求调整输入功率大小； 一次整流电路(3)从220V工频电源(I)处获得电能，一方面向蓄电池(4)供电，另一方面向功率控制器(5)及下游电路进行供电；控制电路(6)包括感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)，三者负责控制触发电路(7)，使其输出要求的触发脉冲；脉冲发生电路 (8)根据触发脉冲前沿开始工作，输出设定好的脉冲，并供给电刺激终端(9)进行电刺激治疗。
2.根据权利要求I所述的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，其特征还在于，所述的触发电路⑵由行输出变压器T、大功率晶体管Ql和继电器KMl组成，其中大功率晶体管Ql 基极上串联可变滑动变阻器以改变脉冲触发前沿，从而控制大功率晶体管Ql的截止与导通，相当于调整了方波信号，以上过程重复进行，最终就会得到预先设定的直流高电压。
3.根据权利要求I所述的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，其特征还在于，所述的脉冲发生电路(8)由多个相同的电容C并联连接构成放电网络，在放电球隙g未击穿前，各电容相当于并联，充满电后放电球隙g逐级击穿，最终使放电终端电压很短时间内实现了电压的倍增；电容间的隔离电阻R为可变电阻，用于调节电路时间常数以改变脉冲放电间隔， 机械开关ki、k2到kn可通过不同的组合以获得电刺激所需要的功率水平。
4.根据权利要求I所述的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，其特征还在于，所述的控制电路￠)中的控制信号是通过感应天线￠1)获得，比传统的电流互感器的测量方法准确、快速。
5.根据权利要求I所述的多功能智能肌肉电刺激治疗系统，其特征还在于，将放电终端接在电刺激终端(9)上并引至需要进行电刺激的肌肉部位上；同时为了保证放电带来的剩余电流存在通路，放电部位的相反位置加装了接地回路。
全文摘要
本发明公开一种多功能智能肌肉电刺激治疗系统，用以治疗部分失神经、完全失神经，以及周围神经所致肢体疾病等。该技术是一种利用脉冲电路释放出电能作用于肌肉系统，肌肉组织末梢，从而引起一系列生理反应，本装置为该该种疗法的实施提供多种治疗策略。主要包括有220V工频电源(1)；智能通断开关(2)；一次整流电路(3)；蓄电池(4)；功率控制器(5)；控制电路(6)；触发电路(7)；脉冲发生电路(8)和电刺激终端(9)。其中控制电路(6)由感应天线(61)、单片机(62)与控制输出电路(63)组成。本发明可为人体肌肉组织进行电刺激治疗提供多种解决方案，具有多参数可控、功能丰富、性能稳定和安全可靠等优点。
文档编号A61N1/36GK102580237SQ20121005159
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者张献, 李劲松, 杨庆新, 金亮, 高圣伟 申请人:天津工业大学