专利名称：一种均匀肌肉磁刺激诱导系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，可产生不同频率使肌肉组织暂时兴奋或抑制，属于临床生理检测及治疗技术范畴。特别涉及一种利用脉冲磁场作用于人体肌肉组织，从而引起一系列生理反应以达到治疗目的的诱导系统。依据病因病症的不同进行智能化刺激，电容器充电网络在充电结束后将电荷输至感应器，感应线圈瞬时会释放大量电荷产生磁场，磁力线以非侵入的方式在肌肉组织内产生反向感生电流，进而诱发电生理和功能变化。
背景技术：
磁刺激技术是将电能转化为磁能后无衰减地透过骨骼而刺激到神经或者肌肉组织的一种技术，肌肉组织在受到刺激后出现相应的生理反应以达到治疗目的。高频刺激主要是兴奋的作用，低频刺激则是抑制的作用。但磁刺激所用的线圈往往只存在于肌肉的一侦牝导致产生的场强不均匀，治疗效果变差，且幅值或持续时间的不易控制。本发明针对临床上常用的肌肉磁刺激的场强不均匀、幅值或持续时间的不易控制的缺点，给出了一种可发出持续且可控脉冲的磁刺激诱导系统，并能够使肌肉组织均匀的处于场强之中，具有持续工作、操作灵活、结构轻便的特点。
发明内容本发明所要解决的技术问题是，在功率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，通过螺旋密绕磁刺激线圈实现场强的均匀，通过并联的可调电容实现频率的可控，从而为肌肉磁刺激治疗提供方便。本发明所采用的技术方案是一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，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⑶根据触发脉冲前沿开始工作，输出相应的脉冲，并供给磁刺激终端(9)进行磁刺激治疗。所述的一次整流电路(3)通过220V工频电源(I)进行供电，将工频交流电整流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⑷负责在220V工频电源(I)停止工作时临时提供电能。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)，另一端连接24V电源；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；行输出变压器T 8脚为输出端，通过高压硅堆连接脉冲发生电路(8)。输出端稳定的直流高电压通过大功率晶体管Ql的反复截止与导通而获得。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，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。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￠)的输出端(HV)，输出端接在电刺激终端(9)上，对相关部位进行电刺激。所述的磁刺激终端(9)通过螺旋密绕线圈组成，在电能转化为磁场能时能够保证处于其中的肌肉组织可以获得均匀度磁场强度。同时并联有可调电容，用以设定不同的磁刺激振荡频率。磁刺激终端(9)的回路工作频率由线圈电感与并联电容共同决定；同时为了保证放电带来的剩余电流存在通路，磁刺激部位的相邻位置加装了接地回路。本发明的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，通过单片机、传感器和执行机构，在一定范围内检测并控制脉冲的次数，满足实际使用中的需要。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是可调大功率脉冲发生电路的原理图；图4是均匀肌肉磁刺激作用的原理图。其中(I) :220V工频电源；(2):智能通断开关；(3):一次整流电路；(4):蓄电池；(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；⑶脉冲发生电路；(9):磁刺激终端。
具体实施方式
下面结合实例和附图对本发明的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统做出详细说明。如图I所示，本发明的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，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，输出相应的重复脉冲，并供给磁刺激终端(9)进行磁刺激治疗。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)。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，将放电终端接在磁刺激终端(9)上并引至需要进行磁刺激的肌肉组织部位上，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。当脉冲发生电路(8)工作时，磁刺激终端(9)会在巨大电流的变化下产生强烈磁场，在螺旋线圈的作用下，中心磁场强度近似均匀，并根据并联电容的容值工作于对应的频率，从而满足磁刺激治疗的需要。
权利要求1.一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，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⑶从220V工频电源⑴处获得电能，一方面向蓄电池⑷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，输出相应的脉冲，并供给磁刺激终端(9)进行磁刺激治疗。
2.根据权利要求I所述的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，其特征还在于，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；输出端稳定的直流高电压通过大功率晶体管Ql的反复截止与导通而获得。
3.根据权利要求I所述的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，其特征还在于，所述的脉冲发生电路⑶由多个电容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K、k2到kn可通过不同的组合以获得磁刺激所需要的功率水平。
4.根据权利要求I所述的一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，其特征还在于，将脉冲发生电路(8)接在电刺激终端(9)上，正常工作时由螺旋密绕线圈提供均匀磁场；回路工作频率由线圈电感与并联电容共同决定；同时为了保证放电带来的剩余电流存在通路，磁刺激部位的相邻位置加装了接地回路。
专利摘要本实用新型公开一种均匀肌肉磁刺激诱导系统，临床精神病、神经疾病及康复领域获得越来越多的认可。该技术是一种利用脉冲磁场作用于刺激外周神经肌肉，从而引起一系列生理反应，通过不同的频率达到治疗目的。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)和磁刺激终端(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。本实用新型可为人体肌肉组织进行均匀的磁刺激治疗时提供不同频率的功率，具有功率集中、频率单一与安全可靠等优点。
文档编号A61N2/04GK202637724SQ20122007477
公开日2013年1月2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, 杨庆新, 李劲松, 高圣伟, 金亮 申请人:天津工业大学