一种智能便携电疗仪器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能便携电疗仪器，包括自由振荡电路和回型电极，所述自由振荡电路包括稳压电源、信号开关、控制单元和导电线圈，稳压电源与导电线圈通过导线连接，稳压电源和导电线圈之间设有用于控制其连通和断开的信号开关，信号开关与控制单元相连接，所述回型电极包括导电正极和导电负极，导电正极和导电负极之间设有回型隔离，回形隔离可以与生物对象皮肤组织直接接触，导电正极与导电线圈的一端通过导线连接，导电正极和导电线圈之间设有用于控制其连通和断开的信号开关，导线负极与导电线圈的另一端通过导线连接，能够有效提高了电疗仪器的测量精确度。
【专利说明】
-种智能便携电疗仪器
技术领域
[0001] 本发明设及电子技术应用于医疗器械领域，尤其设及一种智能便携电疗仪器。
【背景技术】
[0002] 随着生物对象科学诊断的研究，越来越多的人使用测量生物体身体不同部位复阻 抗的技术，来分析当前生物体不同部位的情况。
[0003] 运些方法主要都是测量生物对象身体区域的皮肤的电学参数，并将它们与标准皮 肤样品所研究出的参数作比较，分析得出关于皮肤状况，疾病等现象。
[0004] 在现有技术方案中，测量皮肤电阻抗是受前苏联的保护· N1/4 1.821195INT.CL.A61H 39/00，A61B 5/05,公布于1993EM N1/4 22,该专利包含的方法:把测量电极放到皮肤上，在设 备电极上输出一个稳定的200~380毫秒持续时间和电流密度在7.1~36.2μΑ的一个直流脉 冲，在每一个脉冲结束时会进行电阻的测量，比较第一次和第二次之间的值，并对下一次进 行误差修正。此技术的缺点在于测量结果容易受到外部因素的影响，例如，皮肤的干湿程 度、设备电极放置在皮肤松紧程度、电解质的浓度等等;该方法的测量结果只能提供一个较 低的诊断精度，因此无法给专业人员使用。
[0005] 在现有技术方案中，通过测量出电阻量、电感量和电容量的参数的方法，是受前苏 联保护USSR N1797079INT.CL.G01R 27/26,公布于1993年;该方法是将直流电压应用于串 联有源电容或有源电感测量电路，并且已知电路中一些部分，在运个测量电路中，测量出一 个设定好的时间间隔内的第一个瞬时电压值，接着测量出第二个瞬时电压值，使用下列公 式计算出对应的电感和电容值：
[0006] 对于有源电容电路：
[0012] 其中：
[0013] Cx、Rx、Lx是测量电路中未知的参数；
[0014] C0、R0、L0是测量电路中已知的参数；
[0015] At是设定好的时间间隔；
[0016] U1和U2是在测量电路中测量出的第一次和第二次瞬时电压值。
[0017] 通过W上公式就可W计算出对应的阻抗参数，但运个方法的缺点在于并不能提供 复阻抗中的有功分量和无功分量，同时由于运个测量结果的低精确性，比较难反映出生物 对象的导电性;运个测量结果容易受到生物体的不稳定阻抗和电阻、电容器件的影响，导致 结果出现较大幅度的波动；
【发明内容】
[0018] 本发明的目的在于提供一种结构简单、测试结果精准的智能便携电疗仪器。
[0019] 本发明的上述目的是通过W下技术方案来实现的：
[0020] -种智能便携电疗仪器，包括自由振荡电路和回型电极，所述自由振荡电路包括 稳压电源、信号开关、控制单元和导电线圈，稳压电源与导电线圈通过导线连接，稳压电源 和导电线圈之间设有用于控制其连通和断开的信号开关，信号开关与控制单元相连接，所 述回型电极包括导电正极和导电负极，导电正极和导电负极之间设有回型隔离，回形隔离 可W与生物对象皮肤组织直接接触，导电正极与导电线圈的一端通过导线连接，导电正极 和导电线圈之间设有用于控制其连通和断开的信号开关，导线负极与导电线圈的另一端通 过导线连接，其中，稳压电源用于对导电线圈进行充能，控制单元用于控制信号开关将稳压 电源和导电线圈之间连通或断开，当导电正极和导电线圈之间连通时，回型隔离贴在生物 对象皮肤组织上，让生物对象皮肤组织连通回型电极的导电正极和导电负极，从而测量出 该生物对象皮肤组织的生物导电性。
[0021] 为了更准确的测量生物对象皮肤组织的生物导电性，所述自由振荡电路中设有电 压参考点，电压参考点与导线线圈相连接。
[0022] 为了方便操作，所述导电线圈两端各设有一个抽头。
[0023] 为了能更好的判断生物对象的健康状况，稳压电源对导电线圈在充能时间t内导 电线圈所积累的能量沒，可W用下列公式进行计算：
，其 中，L为导电线圈的电感量，L·为在充能时间t结束时所通过导电线圈的电流量，Uo为稳压电 源2的电压值，ro为电路中的稳压电源的内部阻抗，η为电路中的导电线圈的电阻值。
[0024] 为了能更好的判断生物对象的健康状况，所述回型隔离下的生物对象皮肤组织的
电阻阻抗(Rx)的计算公式为： 其中，L为导电线圈的电感值，Ui为在时间间 ， 隔T内开始振荡的振幅，化为在时间间隔T内结束后振荡的振幅，T为测量振荡电路中自由振 荡阻尼系数的时间间隔。
[0025] 为了能更好的判断生物对象的健康状况，所述回型隔离103下的生物对象皮肤组 织的静电电容(Cx)的计算公式为：
[00%]
其中，L为导电线圈的电感值，ro为稳压电源 的内部阻抗，η为导电线圈的电阻值，t为导电线圈连接到稳压电源的时间间隔，Uo为稳压电 源的电压值，Um为导电线圈充满能量并连接在导电电极上同时施加到生物对象皮肤组织时 的第一个半波的电压幅值。
[0027] 本发明的有益效果:该智能便携电疗仪器，采用回型电极，运个形状的电极的最大 特点在于互不相交的电极设计，即导电正极和导电负极由回型隔离隔离开互不相交，即使 打开设备开关时，电疗仪器的导电正极和导电负极之间也不会产生电流活动，提高了电疗 仪器的测量精确度，同时让生物对象皮肤组织连通回型电极的导电正极和导电负极，利用 电疗仪器的振荡电路所输出的脉冲波接触人体，人体上的生理特性将会影响接触的波形， 最终被设备所接受并计算识别出来;与传统的电疗仪器相比，该智能便携电疗仪器操作方 便、具有更高的精度和具有较高的医学诊断潜力，同时该智能便携电疗仪器操作信号是严 格控制每次的实用的剂量，不会受皮肤状态的影响，可W避免皮肤组织受到伤害。
【附图说明】
[0028] 附图1为本发明的智能便携电疗仪器的结构示意图1;
[0029] 附图2为本发明的智能便携电疗仪器的结构示意图2;
[0030] 标号说明：1-回型电极；101-导电正极；102-导电负极；103-回型隔离；2-稳压电 源;3-信号开关;4-控制单元;5-导电线圈；6-电压参考点；7-抽头；
【具体实施方式】
[0031] 为详细说明本发明的技术内容、实现目标效果，W下结合实施方式详予说明。
[0032] 参照附图1-附图2,本发明提供一种智能便携电疗仪器，包括自由振荡电路和回型 电极1，所述自由振荡电路包括稳压电源2、信号开关3、控制单元4和导电线圈5,稳压电源2 与导电线圈5通过导线连接，稳压电源2和导电线圈5之间设有用于控制其连通和断开的信 号开关3,信号开关3与控制单元4相连接，所述回型电极1包括导电正极101和导电负极102， 导电正极101和导电负极102之间设有回型隔离103,回形隔离可W与生物对象皮肤组织直 接接触，导电正极101与导电线圈5的一端通过导线连接，导电正极101和导电线圈5之间设 有用于控制其连通和断开的信号开关3,导线负极与导电线圈5的另一端通过导线连接，其 中，稳压电源2用于对导电线圈5进行充能，控制单元4用于控制信号开关3将稳压电源2和导 电线圈5之间连通或断开，当导电正极101和导电线圈102之间连通时，回型隔离103贴在生 物对象皮肤组织上，让生物对象皮肤组织连通回型电极103的导电正极101和导电负极102， 从而测量出该生物对象皮肤组织的生物导电性。
[0033] 本实施例中，所述自由振荡电路中设有电压参考点6,电压参考点6与导电线圈相 连接。
[0034] 本实施例中，所述导电线圈5两端各设有一个抽头7。
[0035] 该智能便携电疗仪器在工作时，通过在控制单元4控制信号开关3将稳压电源2和 导电线圈5之间连通，在预先设定的时间内用稳压电源2对导电线圈5进行充能;然后控制单 元4控制信号开关3将稳压电源2和导电线圈5之间断开，将导电正极101和导电线圈5之间连 通;最后将回型隔离103贴在生物对象皮肤组织上，让生物对象皮肤组织连通回型电极1的 导电正极101和导电负极102,即可测量出该生物对象皮肤组织的生物导电性，运样就把生 物对象皮肤组织与电路进行动态的相结合，让生物对象皮肤组织成为电路中的一部分，因 此在不同的皮肤区域都可w表现出一个较稳定的状态。
[0036] 本实施例中，由于生物对象皮肤组织的阻抗存在电容效应，因此当导电线圈5与导 电正极101连通后会产生一系列的振荡信号，反过来的时候，又可W与生物对象皮肤组织放 出一个自由振荡，运个自由振荡由到导电线圈的电感量、导电正极101与生物对象皮肤组织 的接触阻抗、平行于生物对象皮肤组织的皮下组织的阻抗和导电负极102与生物对象皮肤 组织的接触阻抗构成。
[0037] 本实施例中，所述稳压电源2对导电线圈5的充能时间为t，而在充能时间t内导电 线圈5所积累的能量，可W用下列公式进行计算：
[00；3 引
[0039] 其中；
[0040] L为导电线圈的电感量；
[0041] L·为在充能时间t结束时所通过导电线圈的电流量；
[0042] 化为稳压电源2的电压值；
[0043] ro为电路中的稳压电源的内部阻抗；
[0044] η为电路中的导电线圈的电阻值；
[0045] 本实施例中，自由振荡的变化，可W用下列公式进行计算；
[0046] U(t) =Ume"Cos( ω t)
[0047] 其中；
[0048] Um为导电线圈充满能量并连接在导电正极上同时施加到生物对象皮肤组织时的 第一个半波的电压幅值
[0049] α为阻尼振荡系数；
[(Κ)加]ω=化f为角振荡频率；
[0051]本实施例中，导电线圈5充满能量并连接在导电电极上同时施加到生物对象皮肤 组织时的第一个半波的电压幅值取决于导电线圈5的电磁能量所积累的数量与导电线圈5 通过的峰值电流，且两者之间存在一个比例关系，计算公式如下：
[0化2]
[0053] 其中，公式的参数都与上述一致，而C3为振荡电路中的等效电容；
[0054] 本实施例中，振荡电路中的等效电容的计算公式如下：
[0化5]
[0056]本实施例中，自由振荡阻尼系数可W通过在稳压电源2对导电线圈5的充能时间t 开始和结束时，进行多个振荡周期的幅值测量，并通过下面的计算公式计算出自由振荡阻 尼系数：
[0化7]
[0化引 其中；
[0059 ]化为在时间间隔T内开始振荡的振幅；
[0060] 化为在时间间隔T内结束后振荡的振幅；
[0061] R3为振荡电路中等效电阻；
[0062] Τ' > ^为测量阻尼振荡系数的时间间隔； ?Τ? Τ
[0063] f为自由振荡的频率；
[0064] 本实施例中，振荡电路中等效电阻的计算公式如下：
[00 化]
[0066] 本实施例中，振荡电路中的自由振荡频率，通过下面的公式计算得出：
[0067]
[0068] 所W，所述回型隔离103下的生物对象皮肤组织的电阻阻抗(Rx)和静电电容(Cx) 的计算公式：
[0071] 其中；
[0072] Cx为回型隔离下的生物对象皮肤组织的静电电容；
[0073] Rx为回型隔离下的生物对象皮肤组织的电阻阻抗；
[0074] L为导电线圈的电感值；
[0075] ro为稳压电源的内部阻抗；
[0076] η为导电线圈的电阻值；
[0077] Τ为测量振荡电路中自由振荡阻尼系数的时间间隔；
[0078] t为导电线圈连接到稳压电源的时间间隔；
[0079 ]化为在时间间隔T内开始振荡的振幅；
[0080]化为在时间间隔T内结束后振荡的振幅；
[0081 ]化为稳压电源的电压值；
[0082] Um为导电线圈充满能量并连接在导电电极上同时施加到生物对象皮肤组织时的 第一个半波的电压幅值；
[0083] 该智能便携电疗仪器，采用回型电极1，运个形状的电极的最大特点在于互不相交 的电极设计，即导电正极101和导电负极102由回型隔离103隔离开互不相交，即使打开设备 开关时，电疗仪器的导电正极101和导电负极102之间也不会产生电流活动，提高了电疗仪 器的测量精确度，同时让生物对象皮肤组织连通回型电极1的导电正极101和导电负极102， 利用电疗仪器的振荡电路所输出的脉冲波接触人体，人体上的生理特性将会影响接触的波 形，最终被设备所接受并计算识别出来;与传统的电疗仪器相比，该智能便携电疗仪器操作 方便、具有更高的精度和具有较高的医学诊断潜力，同时该智能便携电疗仪器操作信号是 严格控制每次的实用的剂量，不会受皮肤状态的影响，可W避免皮肤组织受到伤害。
[0084] W上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书及附图内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理 包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种智能便携电疗仪器，其特征在于，包括自由振荡电路和回型电极，所述自由振荡 电路包括稳压电源、信号开关、控制单元和导电线圈，所述稳压电源与所述导电线圈通过导 线连接，所述稳压电源和所述导电线圈之间设有用于控制其连通和断开的所述信号开关， 所述信号开关与所述控制单元相连接，所述回型电极包括导电正极和导电负极，所述导电 正极和所述导电负极之间设有回型隔离，所述回形隔离可以与生物对象皮肤组织直接接 触，所述导电正极与所述导电线圈的一端通过导线连接，所述导电正极和所述导电线圈之 间设有用于控制其连通和断开的所述信号开关，所述导线负极与所述导电线圈的另一端通 过导线连接， 其中，所述稳压电源用于对所述导电线圈进行充能，所述控制单元用于控制所述信号 开关将所述稳压电源和所述导电线圈之间连通或断开，当所述导电正极和所述导电线圈之 间连通时，所述回型隔离贴在生物对象皮肤组织上，让所述生物对象皮肤组织连通所述回 型电极的导电正极和导电负极，从而测量出该生物对象皮肤组织的生物导电性。2. 根据权利要求1所述的智能便携电疗仪器，其特征在于，所述自由振荡电路中设有电 压参考点，所述电压参考点与所述导线线圈相连接。3. 根据权利要求2所述的智能便携电疗仪器，其特征在于，所述导电线圈两端各设有一 个抽头。4. 根据权利要求3所述的智能便携电疗仪器，其特征在于，所述稳压电源对所述导电线 圈在充能时间t内所述导电线圈所积累的能量3,可以用下列公式进行计算：其中，L为导电线圈的电感量，11为在充能时间t结束时所通过导电线圈的电流量，U0为 稳压电源2的电压值，r〇为电路中的稳压电源的内部阻抗，η为电路中的导电线圈的电阻值。5. 根据权利要求4所述的智能便携电疗仪器，其特征在于，所述回型隔离下的生物对象 皮肤组织的电阻阻抗(Rx)的计算公式为：其中，L为导电线圈的电感值，U1为在时间间隔T内开始振荡的振幅，U2为在时间间隔T内 结束后振荡的振幅，T为测量振荡电路中自由振荡阻尼系数的时间间隔。6. 根据权利要求5所述的智能便携电疗仪器，其特征在于， 所述回型隔离103下的生物对象皮肤组织的静电电容(Cx)的计算公式为：其中，L为导电线圈的电感值，ro为稳压电源的内部阻抗，η为导电线圈的电阻值，t为导 电线圈连接到稳压电源的时间间隔，Uo为稳压电源的电压值，Um为导电线圈充满能量并连接 在导电电极上同时施加到生物对象皮肤组织时的第一个半波的电压幅值。
【文档编号】A61N1/36GK105879225SQ201610408134
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月8日
【发明人】詹博文, 胡丹, 胡一丹
【申请人】广州加佳康医疗科技有限公司