专利名称：感觉神经定量测定仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗电子器械。特别是一种具有多种的刺激方式及不同的刺激参数(电流强度、频率、步长、刺激间隔时间)组合方式用于检测人体外周神经对不同频率、强度的正弦波恒定电流刺激感觉的定量检测、参数存储和传输的基于微处理器或计算机的感觉神经定量测定仪。可用来定量检测感觉神经功能的完整性，以及确定与节段性脱髓鞘作用和轴突变形有关的外周神经疾病。
背景技术：
感觉障碍是神经系统疾病的主要症状和体征，但长期以来，临床上判断有无感觉障碍是根据临床痛觉、温度觉等检查及电生理检测的结果，但只能得出正常与否的结论，难以进行定量化，且重复性、特异性及有效性差，对于感觉障碍疾病发展过程及治疗效果的判定有其局限性。目前的研究表明，神经纤维根据它的直径、传导速度及电记录特性分为四种类型A、B、C及γ纤维；周围神经中，振动觉及触觉、轻压觉、关节位置觉是由大直径、有髓鞘纤维(Aα、Aβ)传导的；温度及痛觉主要通过小直径、薄髓鞘的Aδ和无髓鞘的C纤维传导的。在进入脊髓后，振动觉、精细触觉是由后索传导的，痛温觉是由脊髓丘脑束传导的。研究还表明，高频电流检测阈值与大神经纤维功能的测试具有良好的相关性(r＝0.42～0.69，P＜0.01)，低频电流检测阈值与小纤维功能的测试具有良好的相关性(r＝0.34～0.46，P＜0.005)。针对不同的神经纤维选择不同频率的电流刺激，对感觉神经纤维的主要分枝进行定量检测电流感觉阈值(CPT，即指能引起感觉而无病痛的最小神经选择性经皮电刺激强度)水平，能定量检测感觉神经功能的完整性，以及确定与节段性脱髓鞘作用和轴突变形有关的外周神经疾病。这种检查可以用来检测代谢性、中毒性、先天获得性、遗传性、压迫性、损伤性和其他外周神经病以及中枢神经系统病变的感觉损伤。因此，为了能反映感觉神经中各种纤维的功能，且比较客观的对感觉进行判断，需要一种定量评价感觉的仪器，使检测的方法更简单化、多样化、定量化。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可产生三种不同的神经选择性正弦波刺激频率，通过选择不同的刺激方式及不同的刺激参数(电流强度、频率、步长、刺激间隔时间)组合方式测定受试者的电流感觉阈值水平的感觉神经定量测定仪，其刺激信号为三个不同校准频率(2000Hz、250Hz和5Hz)的恒定交流电流正弦波，其刺激输出强度范围为0.01-10.00毫安培，精度可达1微安培。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是一种感觉神经定量测定仪，其特征在于感觉神经定量测定仪包括微处理器、信号发生器、D/A转换器、衰减器、恒流输出电路、高压电源模块电路、液晶显示器、键盘控制电路、隔离式串行通讯电路、DC-DC电源隔离模块；其中由微处理器通过频率控制电路连接信号发生器实现不同频率的正弦波信号的输出，信号发生器输出的正弦波经过波形调整及放大电路、衰减器连接恒流输出电路；微处理器通过D/A转换器连接放大器并控制衰减器获得不同幅度的输出信号经恒流输出电路后得到所需的恒定电流；DC-DC电源隔离模块为数字和模拟电路提供不同电压的隔离工作电源。高压电源模块电路为恒流输出电路提供所需的高压隔离电源。
上述电路中，由液晶显示器完成参数和仪器各种状态标志的显示，键盘控制电路实现参数的选择以及仪器工作状态的设定。感觉神经定量测定仪通过隔离式串行通讯电路与计算机连接实现数据通讯和隔离。
上述电路中，由可以产生不同频率的正弦波恒定电流输出的电路产生的刺激输出恒定电流经两电极与受测试者检测部位接触，由受测试者控制的响应开关所产生的控制信号及刺激参数均可通过串口电平交换电路与计算机通讯。电流刺激控制方式由微处理器或计算机控制完成。
本实用新型由于所述结构而具有组合灵活，检测的方法简单化、多样化、定量化，移动性能好，适应能力强，操作简单，存储容量大等特点。
本实用新型有如下附图图1本实用新型的原理结构框图；图2本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
感觉神经定量测定仪系统结构框图如图1，系统由小型感觉神经定量测定仪1和计算机2两部分组成，两部分之间通过串行口连接线连接。小型感觉神经定量测定仪1包括微处理器、信号发生器、D/A转换器、衰减器、恒流输出电路、高压电源模块电路、液晶显示器、键盘控制电路、隔离式串行通讯电路、DC-DC电源隔离模块；由微处理器通过频率控制电路连接信号发生器实现不同频率的正弦波信号的输出，微处理器控制10位D/A转换器或衰减器获得不同幅度的输出信号经恒流输出电路后得到所需的恒定电流，液晶显示器完成参数和仪器各种状态标志的显示，键盘电路实现参数的选择以及仪器工作状态的设定。隔离式串行通讯电路实现小型感觉神经定量测定仪和计算机之间的数据传输和隔离。DC-DC电源隔离模块为数字和模拟电路提供不同的隔离工作电源电压。高压电源模块电路为恒流输出电路提供所需的高压隔离电源。
感觉神经阈值的检测采用单盲和双盲两种方法对受试者进行检测，单盲检测法即是检测者知道刺激参数和刺激输出的有或无，而受试者不知道的检测过程；双盲检测法即是检测者和受试者均不知道刺激参数和刺激输出有或无的检测过程。
仪器参数设置方式具有两种方式，一种是手动方式既由检测者通过按键设置刺激参数并通过显示屏显示出来；一种是自动方式即由系统自动控制设置，其设置的参数值不在显示屏上显示。
当小型感觉神经定量测定仪1和计算机2未通过串行口连接时，手动和自动检测方式由小型感觉神经定量测定仪1内部程序控制完成。
当小型感觉神经定量测定仪1和计算机2通过串行口连接时，手动和自动检测方式由计算机2的内部程序控制完成。
当小型感觉神经定量测定仪1和计算机2未通过串行口连接时，首先由手动方式完成单盲检测即由检测者通过键盘设置一个初始刺激参数(包括强度、频率、步长、刺激时间间隔)对受试者进行刺激并记录其感觉状态，逐渐增大刺激强度记录其感觉状态，然后逐渐减小刺激强度记录其感觉状态；对上述刺激数据进行处理获得在单盲检测状态下的神经感觉阈值，该检测结果可通过与计算机相连的串行口送入计算机。自动方式完成双盲检测即由系统内部的微处理器根据前面的手动检测结果设置刺激初始参数(包括强度，频率，步长和刺激间隙时间)随机改变刺激强度，随机决定刺激输出的有或无，由仪器自动记录刺激响应状态。根据检测结果对数据进行处理获取双盲检测状态下的神经感觉阈值。改变频率参数重复上述步骤，获取其他频率下的单盲、双盲检测状态下的神经感觉阈值。
当小型感觉神经定量测定仪1和计算机2通过串行口连接时，由计算机控制完成单盲、双盲检测过程，检测过程如上。
仪器电路原理图见图2，微处理器U10选用高性能低功耗的微处理器芯片，微处理器I/O口控制由模拟开关U2A、U2C和U2B组成的频率控制电路连接信号发生器U3、电容C2、C3和电位器W1、W2构成一个正弦波信号发生器，通过微处理器I/O口A、B电平的不同组合控制模拟开关U2A、U2C和U2B可获得2000Hz、250Hz和5Hz三种不同频率的正弦波波形，信号发生器选用精密函数信号发生器，电容C2和C3选用高精度的电容，电位器W1和W2选用高精度精密电位器，用于保证输出正弦波的精度。
正弦波信号发生器产生的正弦波经过电容C4隔直和U4放大器进行波形调整后，送入由微处理器U10的数据口及I/O口通过控制芯片U11的数据输出端的输出状态控制10位D/A转换器U15或由微处理器控制信号C控制的由电阻R20、R21和模拟开关U2D组成的10倍衰减器，实现正弦波信号电压输出1000或10000等级变化的信号幅度衰减控制。衰减后的正弦波信号经过放大器U5A、C21和R22组成的隔直电路后送入由一个高压功率放大器U17，电容C18、C19、C22、E1、E2，电阻R17，电位器VR和电容E3组成的恒流输出电路，得到刺激电流输出强度范围为0.01-10.00毫安培、精度可达1微安培的正弦波恒定电流。高压功率放大器U17具有宽电源电压范围为±15V至±150V，低漂移，低噪声特性，高转换率200V/μs等特点，其内部采用共射共基放大输入电路结构，使该放大器具有高精度的特点。2PIN为恒定电流刺激信号输出接口。由高压隔离模块U6和U7组成的高压隔离电源电路为高压功率放大器U17提供高于100V的双向高压隔离工作电压。DC-DC电源隔离模块U1和电容(C1、C5、C6、C7、C8、C9)组成的隔离电源电路为数字和模拟电路提供不同的隔离工作电压。由串行通讯芯片U12、光电隔离芯片U13、U14及其电容(C16)、电阻(R12、R13、R18、R19)组成的隔离式串行通讯电路实现仪器与计算机之间的数据隔离和传输功能。P2为192×64点阵式液晶显示屏控制电路的接口，微处理器U10通过接口电路实现对液晶显示器的控制完成仪器在工作中的各刺激参数(强度，频率，步长，范围)和仪器工作状态标志(输出，响应)在显示屏上的显示。由电容C10和C23，电阻R7、R8、R9、R10、R24和R25，二极管D1、D2、D3和D4，按键K1、K2、K3、K4、K5和K6组成仪器的键盘输入电路，K1、K2、K3、K4、K5和K6键分别为病人响应键、参数键、启动键、停止键、减少键和增加键。
权利要求1.一种感觉神经定量测定仪，其特征在于感觉神经定量测定仪包括微处理器、信号发生器、D/A转换器、衰减器、恒流输出电路、高压电源模块电路、液晶显示器、键盘控制电路、隔离式串行通讯电路、DC-DC电源隔离模块；其中由微处理器通过频率控制电路连接信号发生器实现不同频率的正弦波信号的输出，信号发生器输出的正弦波经过波形调整及放大电路、衰减器连接恒流输出电路；微处理器通过D/A转换器连接放大器并控制衰减器获得不同幅度的输出信号经恒流输出电路后得到所需的恒定电流。
2.根据权利要求1所述的感觉神经定量测定仪，其特征在于由微处理器(U10)I/O口控制模拟开关(U2A、U2C和U2B)组成的频率控制电路连接信号发生器(U3)及其外围电路构成的高精度正弦波信号发生器，获得2000Hz、250Hz和5Hz三种不同频率的正弦波波形信号。
3.根据权利要求1所述的感觉神经定量测定仪，其特征在于微处理器(U10)的数据口及I/O口通过控制芯片(U11)的数据输出端的输出状态控制10位D/A转换器(U15)或由微处理器控制信号控制的由电阻(R20、R21)和模拟开关(U2D)组成的10倍衰减器，完成正弦波信号电压输出1000或10000等级变化的信号幅度控制；上述正弦波信号经过由一个高压功率放大器(U17)和电容(C18、C19、C22、E1、E2)，电阻(R17)，电位器(VR)，电容(E3)组成的恒流输出电路，得到刺激电流输出强度范围为0.01-10.00毫安培、精度可达1微安培的正弦波恒定电流；由高压隔离模块(U6和U7)组成的高压隔离电源电路为恒流输出电路提供高压隔离工作电压；DC-DC电源隔离模块(U6)和电容(C1、C5、C6、C7、C8、C9)组成的隔离电源电路为数字和模拟电路提供不同的隔离工作电压；由串行通讯芯片(U12)、光电隔离芯片(U13、U14)及其外围电路组成的隔离式串行通讯电路实现仪器与计算机之间的数据传输和隔离。
专利摘要一种感觉神经定量测定仪，包括微处理器、信号发生器、D/A转换器、衰减器、恒流输出电路、高压电源模块电路、液晶显示器、键盘控制电路、隔离式串行通讯电路、电源隔离模块；其中由微处理器通过频率控制电路连接信号发生器实现不同频率的正弦波信号的输出，信号发生器输出的正弦波经过波形调整及放大电路、衰减器连接恒流输出电路；微处理器通过D/A转换器连接放大器并控制衰减器获得不同幅度的输出信号经恒流输出电路后得到所需的恒定电流。用于检测人体外周神经对不同频率、强度的正弦波恒定电流的刺激感觉，定量检测感觉神经功能的完整性，以及确定与节段性脱髓鞘作用和轴突变形有关的外周神经疾病。组合灵活，检测的方法简单。
文档编号G06F17/00GK2652324SQ0324933
公开日2004年11月3日 申请日期2003年7月1日 优先权日2003年7月1日
发明者杜晓兰, 吴宝明, 王强, 张永军, 冯正权, 王禾 申请人:中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所