一种磁场治疗装置及方法

1.本发明涉及医疗设备技术领域，具体为一种磁场治疗装置及方法。


背景技术：

2.应用磁场作用于人体以治疗疾病的方法称为磁场疗法，简称磁疗。磁场作用于人体时可以改变人体生物电流的大小和方向，产生微弱的涡电流，影响体内电子运动的方向和细胞内外离子的分布、浓度和运动速度，改变细胞膜电位，影响神经的兴奋性，改变细胞膜的通透性、细胞内外物质交换和生化过程。磁场可用于治疗多种疾病，如高血压、高血脂、神经性头痛、神经衰弱、面肌痉挛、支气管炎、肠炎、溃疡病、颈椎病、腰腿痛、急性腰扭伤、腰肌劳损、胆绞痛、胆道结石、尿路结石、鼻炎、皮炎、静脉炎等。一般来讲，磁场疗法无明显的副作用和禁忌症，仅有极少数患者出现血压波动、头晕、恶心、嗜睡或失眠等症状，一般不需处理，停止治疗数日即可自行消失。
3.现有技术中，磁场治疗装置的信号发生模式单一、产生磁场均匀程度误差较大，在运行时，仅能产生具有单一频率的磁场，而疾病的治疗有频率依赖性，不同疾病无法使用单一频率达到最佳治疗效果，为了提升磁场应用于不同疾病治疗的普适性，同时对数据进行及时反馈，我们提出了一种磁场治疗装置及方法。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种磁场治疗装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磁场治疗装置，包括主控单元、电磁场发生单元、测试单元、数据处理单元以及电源模块；
6.所述主控单元用于对电磁场发生单元、测试单元以及数据处理单元的工作进行控制调整，并对来自上述单元的各类数据进行采集、输出至后台的控制终端，辅助医务人员确定治疗方案；
7.所述电磁场发生单元包括治疗床组件、电磁线圈组件、电流信号发生器、磁场强度监测模块、磁场功率控制模块、磁场功率放大模块以及调频电路模块，基于电磁场对患者的患病身体部位进行电磁治疗；
8.所述测试单元包括安全测试模块、稳定测试模块、运行测试模块，用于分别对磁场治疗装置在安全测试阶段、稳定测试阶段以及运行期间测试阶段的电流进行区间范围测试，用于保证磁场治疗装置的安全性；
9.所述数据处理单元基于电磁场发生单元对患者的患病身体部位进行摆位数据以及三维数据进行采集和数据应用；
10.所述电源模块，用于产生磁场治疗装置工作所需稳定电压提供给主控单元以及电磁场发生单元，并在所述主控单元的控制下产生高压直流电压输出至电磁场发生单元。
11.进一步优化本技术方案，所述主控单元进一步包括指令接收模块、数据接收模块、
控制器模块、数据反馈模块以及交互通信模块，所述主控单元通过交互通信模块与后台的控制终端进行信号连接，所述交互通信模块的输出端信号连接在指令接收模块的输入端，所述指令接收模块用于接收来自控制终端对磁场治疗装置下发的控制指令，所述指令接收模块的输出端信号连接在控制器模块的输入端，所述控制器模块用于控制电磁场发生单元进行工作，所述数据接收模块用于接收来自电磁场发生单元、测试单元以及数据处理单元的数据，所述数据反馈模块的输入端信号连接在数据接收模块的输出端，所述数据反馈模块通过交互通信模块将数据反馈给后台的控制终端。
12.进一步优化本技术方案，所述电磁场发生单元中的治疗床组件用于患者进行平躺治疗，具备水平方向以及竖直方向上的位置移动以及对患者的固定功能。
13.进一步优化本技术方案，所述电磁场发生单元中的电流信号发生器与电磁线圈组件进行电性连接，所述磁场强度监测模块用于检测实时的磁场强度，所述磁场功率控制模块基于控制模型对磁场强度进行控制。
14.进一步优化本技术方案，所述磁场功率控制模块中的控制模型基于pid控制算法进行模型的计算，所述控制模型如下所示：
[0015][0016]
其中，m(t)为控制量，e(t)为控制误差量，k
p
为p动作的比例系数，ki为i动作的比例系数,kd为d动作的比例系数。
[0017]
进一步优化本技术方案，所述电磁场发生单元中的磁场功率放大模块用于对电磁信号进行放大，所述调频电路模块用于对磁场治疗进行无极调频以及合成处理。
[0018]
进一步优化本技术方案，所述测试单元中的安全测试模块、稳定测试模块、运行测试模块进一步包括以下具体内容：
[0019]
安全测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行电流范围测试，测试时间为5小时，测试期间内的电磁场发生单元温度需要稳定在人体正常温度范围36℃-37℃的范围内，并将测试期间内的电流范围标记为“安全输入电流范围”；
[0020]
稳定测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行物理场仿真，得到预设的磁场强度，通过磁场功率控制模块缩小稳态误差至1％，并将测试期间内的电流范围标记为“工作电流范围”；
[0021]
运行测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行强度调整，根据患者治疗需要，在“安全输入电流范围”内，提高输入的电流值，并进行稳定测试阶段的测试后，进行治疗。
[0022]
进一步优化本技术方案，所述数据处理单元进一步包括数据采集模块、数据转换模块、数据确认模块以及数据导出模块，所述数据采集模块的输出端信号连接在数据转换模块的输入端，所述数据转换模块的输出端信号连接在数据确认模块的输入端，所述数据确认模块的输出端信号连接在数据导出模块的输入端，所述数据导出模块的输出端信号连接在主控单元的输入端。
[0023]
进一步优化本技术方案，所述数据处理单元中的各个模块具体包括以下功能：
[0024]
数据采集模块，用于通过检测患者的体表位置的电磁场，得到患者的摆位数据；
[0025]
数据转换模块，基于摆位数据得到体表位置对应的患病身体部位的三维空间数据；
[0026]
数据确认模块，用于确认三维空间数据是否位于电磁场发生单元预设的治疗位置；
[0027]
数据导出模块，用于将数据传递给后台的控制终端。
[0028]
一种磁场治疗方法，基于上述的一种磁场治疗装置先进行三个测试阶段的设备测试，再进行治疗操作。
[0029]
与现有技术相比，本发明提供了一种磁场治疗装置及方法，具备以下有益效果：
[0030]
1、该磁场治疗装置及方法，通过设置磁场功率控制模块，基于pid算法以及模型应用在电磁场的控制上，极大地提高电磁场发生单元输出功率的稳定性和可靠性，保证高效安全的运行，方便对电磁场发生单元的频率调整。
[0031]
2、该磁场治疗装置及方法，可根据治疗时自动采集的数据进行后台的控制终端传输、补充并存储，辅助医务人员确定治疗方案，调控实现每一次治疗的精准反馈调控以达到最佳的治疗效果。
附图说明
[0032]
图1为本发明提出的一种磁场治疗装置中电磁场发生单元的结构示意图；
[0033]
图2为本发明提出的一种磁场治疗装置中主控单元的结构连接示意图；
[0034]
图3为本发明提出的一种磁场治疗装置中数据处理单元的结构连接示意图；
[0035]
图4为本发明提出的一种磁场治疗装置中测试单元的结构组成示意图；
[0036]
图5为本发明提出的一种磁场治疗装置的结构组成示意图。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]
实施例一：
[0039]
请参阅图5，一种磁场治疗装置，包括主控单元、电磁场发生单元、测试单元、数据处理单元以及电源模块；
[0040]
所述主控单元用于对电磁场发生单元、测试单元以及数据处理单元的工作进行控制调整，并对来自上述单元的各类数据进行采集、输出至后台的控制终端，辅助医务人员确定治疗方案。
[0041]
如图2所示，进一步的，所述主控单元进一步包括指令接收模块、数据接收模块、控制器模块、数据反馈模块以及交互通信模块，所述主控单元通过交互通信模块与后台的控制终端进行信号连接，所述交互通信模块的输出端信号连接在指令接收模块的输入端，所述指令接收模块用于接收来自控制终端对磁场治疗装置下发的控制指令，所述指令接收模块的输出端信号连接在控制器模块的输入端，所述控制器模块用于控制电磁场发生单元进
行工作，所述数据接收模块用于接收来自电磁场发生单元、测试单元以及数据处理单元的数据，所述数据反馈模块的输入端信号连接在数据接收模块的输出端，所述数据反馈模块通过交互通信模块将数据反馈给后台的控制终端所述主控单元进一步包括指令接收模块、数据接收模块、控制器模块、数据反馈模块以及交互通信模块，所述主控单元通过交互通信模块与后台的控制终端进行信号连接，所述交互通信模块的输出端信号连接在指令接收模块的输入端，所述指令接收模块用于接收来自控制终端对磁场治疗装置下发的控制指令，所述指令接收模块的输出端信号连接在控制器模块的输入端，所述控制器模块用于控制电磁场发生单元进行工作，所述数据接收模块用于接收来自电磁场发生单元、测试单元以及数据处理单元的数据，所述数据反馈模块的输入端信号连接在数据接收模块的输出端，所述数据反馈模块通过交互通信模块将数据反馈给后台的控制终端。
[0042]
如图1所示，所述电磁场发生单元包括治疗床组件、电磁线圈组件、电流信号发生器、磁场强度监测模块、磁场功率控制模块、磁场功率放大模块以及调频电路模块，基于电磁场对患者的患病身体部位进行电磁治疗。
[0043]
其中，所述电磁场发生单元中的治疗床组件用于患者进行平躺治疗，具备水平方向以及竖直方向上的位置移动以及对患者的固定功能，所述电磁场发生单元中的电流信号发生器与电磁线圈组件进行电性连接，所述磁场强度监测模块用于检测实时的磁场强度，所述磁场功率控制模块基于控制模型对磁场强度进行控制。
[0044]
更进一步的，所述磁场功率控制模块中的控制模型基于pid控制算法进行模型的计算，所述控制模型如下所示：
[0045][0046]
其中，m(t)为控制量，e(t)为控制误差量，k
p
为p动作的比例系数，ki为i动作的比例系数,kd为d动作的比例系数。所述电磁场发生单元中的磁场功率放大模块用于对电磁信号进行放大，所述调频电路模块用于对磁场治疗进行无极调频以及合成处理。
[0047]
如图4所示，所述测试单元包括安全测试模块、稳定测试模块、运行测试模块，用于分别对磁场治疗装置在安全测试阶段、稳定测试阶段以及运行期间测试阶段的电流进行区间范围测试，用于保证磁场治疗装置的安全性。
[0048]
进一步的，所述测试单元中的安全测试模块、稳定测试模块、运行测试模块进一步包括以下具体内容：
[0049]
安全测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行电流范围测试，测试时间为5小时，测试期间内的电磁场发生单元温度需要稳定在人体正常温度范围36℃-37℃的范围内，并将测试期间内的电流范围标记为“安全输入电流范围”；
[0050]
稳定测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行物理场仿真，得到预设的磁场强度，通过磁场功率控制模块缩小稳态误差至1％，并将测试期间内的电流范围标记为“工作电流范围”；
[0051]
运行测试模块，对电磁场发生单元产生的电磁场进行强度调整，根据患者治疗需要，在“安全输入电流范围”内，提高输入的电流值，并进行稳定测试阶段的测试后，进行治
疗。
[0052]
所述数据处理单元基于电磁场发生单元对患者的患病身体部位进行摆位数据以及三维数据进行采集和数据应用。
[0053]
其中，如图3所示，所述数据处理单元进一步包括数据采集模块、数据转换模块、数据确认模块以及数据导出模块，所述数据采集模块的输出端信号连接在数据转换模块的输入端，所述数据转换模块的输出端信号连接在数据确认模块的输入端，所述数据确认模块的输出端信号连接在数据导出模块的输入端，所述数据导出模块的输出端信号连接在主控单元的输入端。
[0054]
更进一步的，所述数据处理单元中的各个模块具体包括以下功能：数据采集模块，用于通过检测患者的体表位置的电磁场，得到患者的摆位数据；数据转换模块，基于摆位数据得到体表位置对应的患病身体部位的三维空间数据；数据确认模块，用于确认三维空间数据是否位于电磁场发生单元预设的治疗位置；数据导出模块，用于将数据传递给后台的控制终端。可根据治疗时自动采集的数据进行后台的控制终端传输、补充并存储，辅助医务人员确定治疗方案，调控实现每一次治疗的精准反馈调控以达到最佳的治疗效果。
[0055]
所述电源模块，用于产生磁场治疗装置工作所需稳定电压提供给主控单元以及电磁场发生单元，并在所述主控单元的控制下产生高压直流电压输出至电磁场发生单元。
[0056]
实施例二：
[0057]
一种磁场治疗方法，基于实施例一所述的一种磁场治疗装置先进行三个测试阶段的设备测试，再进行治疗操作，该方法可根据治疗时自动采集的数据进行后台的控制终端传输、补充并存储，辅助医务人员确定治疗方案，调控实现每一次治疗的精准反馈调控以达到最佳的治疗效果。
[0058]
本发明的有益效果是：
[0059]
1、该磁场治疗装置及方法，通过设置磁场功率控制模块，基于pid算法以及模型应用在电磁场的控制上，极大地提高电磁场发生单元输出功率的稳定性和可靠性，保证高效安全的运行，方便对电磁场发生单元的频率调整。
[0060]
2、该磁场治疗装置及方法，可根据治疗时自动采集的数据进行后台的控制终端传输、补充并存储，辅助医务人员确定治疗方案，调控实现每一次治疗的精准反馈调控以达到最佳的治疗效果。
[0061]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0062]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。