专利名称：一种功能性电刺激装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种功能性电刺激装置。
背景技术：
据世界卫生组织统计，目前中风已成为世界人口的第二大死因，仅次于缺血性心脏病。全世界每6个人中就有I人可能罹患中风，每6秒钟就有I人死于中风，每6秒钟就有I人因中风而永久致残。中风患者由于屈肌痉挛，常受到舒张肌无力或不自主肌肉收缩的困扰。早在1971年，Liberson就是用电刺激的方法帮助足下垂患者行走，电刺激的方法就是通过小电流刺激患者肌肉组织，帮助恢复人体肢体或手部运动，属于物理理疗方法，典型的运用就是低频治疗仪。在各种电刺激康复中，功能性电刺激最为复杂，原因是功能性电刺激解决的问题是使用电流刺激偏瘫、截瘫患者模拟健康人的功能运动，以达到中风后的康复效果。中国实用新型专利《一种基于人体行走模式的功能性低频电刺激治疗装置》(授权公告号CN201431704Y)公开了一种功能性低频电刺激装置，该装置需要借助进程控制模块，即外部的触发的开关以协助该装置的正常使用，在治疗时间内，无数次的协助无论是医护人员还是家人来说这个工作都是繁重的，另一种方法是病人自己触发，这个对本身已行动变形或不变的患者来说，更不能够很好实现。《中国医疗器械信息》2010年第16卷第2期记载了文献《基于行走模式的低频脉冲电刺激瘫痪治疗仪》， 所述设备也是需要借助外部的触发开关以协助该装置的正常使用，对于模拟行走康复的康复方法也是基于上述设备所做出的。
实用新型内容实用新型目的:本实用新型的目的在于针对需要人为若干次外部触发功能性电刺激装置的问题，提供一种能控制电流通断时序的功能性电刺激装置。技术方案:本实用新型提供了一种功能性电刺激装置，包括显示屏、单片机、刺激电流发生器和电极片，显示屏连接单片机，用于显示所述功能性电刺激装置的参数，单片机内嵌模拟正常人肢体运动涉及到的肌肉活动时序的程序，程序控制刺激电流发生器产生刺激电流的时序，刺激电流通过电极片作用于肌肉；所述刺激电流发生器包括控制开关、比较放大器、主开关、反馈电路和变压器，单片机与控制开关相连，所述控制开关连接比较放大器，比较放大器的输出端通过主开关与变压器相连，所述变压器通过反馈电路连接比较放大器的输入端，同时变压器的输出端与电极片相连。为了与人体各个肢体部位肌肉动作相适应，刺激电流发生器含有四个以上通道，每个通道设置一种肌肉动作时序，每个通道连接I组电极片，每组电极片共有2片。作为本实用新型的进一步优选，变压器为脉冲变压器，原副边线圈匝数比为15:1，用以产生适于刺激人体肌肉动作的小于IOOmA的电流。根据所述功能性电刺激装置产生的一种功能性电刺激方法，包括以下步骤:[0010](I)所述单片机将程序中的时序信号传递给所述刺激电流发生器中的控制开关，控制开关根据时序信号通断；(2)放大比较器根据所述控制开关的通断将比较后信号用于控制主开关的通断；(3)主开关的通断控制变压器产生随之频率相同的刺激电流，并将产生的反馈信号通过反馈电路输回比较放大器；(4)变压器产生的刺激电流通过所述电极片传导给人体各个肢体部位的肌肉；(5)显示屏显示所述功能性电刺激装置工作中的参数。上述方法可用于人体各个肢体部位的肌肉，优选地为尺侧腕屈肌、桡侧腕伸肌、三角肌后部、肱二头肌、三角肌前部、肱三头肌、胫前肌、腓肠肌、股四头肌或胭绳肌。具体时序为，从O时刻计数起，用于尺侧腕屈肌的功能性电刺激装置的起止时间为10-80s，用于桡侧腕伸肌的功能性电刺激装置的起止时间为O-1Os和80-90s，用于三角肌后部和肱二头肌的功能性电刺激装置起止时间为20-50S，用于三角肌前部和肱三头肌的功能性电刺激装置的起止时间为50-80S，并以此设定作为一个循环，循环一次以上。或者，从O时刻计数起，用于胫前肌的功能性电刺激装置的起止时间为0_5s和55-lOOs，用于腓肠肌的功能性电刺激装置的起止时间为5-50s，用于股四头肌的功能性电刺激装置的起止时间为0-5s、55-65s和90-100S，用于胭绳肌的功能性电刺激装置的起止时间为0-5s和80-100S，并以此设定作为一个循环，循环一次以上。有益效果:1、本实用新型实现了程序化控制作用在人肢体部位的电极片上流过电流的通断时序，不需要外部的协助就可以完成整个治疗过程；2、本实用新型装置的通道数多，可以精确实现人体运动动作的模拟，实现对患者的康复治疗；3、本实用新型方法通过设定人体各个肢体部位动作的 序，模拟正常人运动的肌肉动作，实现对患者的康复治疗。
图1本实用新型装置的原理图；图2本实用新型装置一个通道的电路图。
具体实施方式
下面对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。实施例:本实用新型一种功能性电刺激装置，如图1所示，包括显示屏1、单片机2、刺激电流发生器3和电极片4，所述显示屏I连接单片机2，用于显示所述功能性电刺激装置的参数，单片机2内嵌模拟正常人肢体运动涉及到的肌肉活动时序的程序，该程序控制刺激电流发生器3产生刺激电流的时序，刺激电流通过电极片4作用于肌肉。刺激电流发生器3包括控制开关301、比较放大器302、主开关304、反馈电路303和变压器305，单片机2的信号控制控制开关301的通断，控制开关301连接比较放大器302，比较放大器302用比较后的信号控制主开关304的通断，主开关304连接变压器305，变压器305通过反馈电路303将反馈信号输入到比较放大器302，最终电流通过变压器305传输到电极片4。刺激电流发生器3含有四个通道，每个通道对应连接一组电极片4，一组包括2片电极片。刺激电流发生器3 —个通道的具体连接电路如图2所示，IXD显示屏I连接美国爱特梅尔半导体公司(Atmel)的ATmaga8单片机2,ATmaga8单片机2根据当前通道设定的时序输出2路脉冲宽度调制(PWM)信号，一端接入晶体管Ql的基极，即一路PWM信号输入到晶体管Q1，另一端连接晶体管Ql的集电极，同时晶体管Ql的集电极连接比较放大器Ul的同相输入端，即晶体管Ql的输出和另一路PWM信号叠加后输入到比较放大器Ul的同相端，晶体管Ql的发射极接地；比较放大器Ul的输出端连接晶体管Q2的基极，比较放大器Ul的输出信号控制晶体管Q2的通断，晶体管Q2的发射极连接反馈电阻R1，同时反馈电阻Rl连接放大器Ul的反相端，即晶体管Q2的发射极输入反馈电阻Rl的反馈信号经分压后接入放大器Ul的反相端，反馈电阻Rl的另一端接地；变压器Tl为脉冲变压器，原副边线圈匝数比为15:1，变压器Tl的原边接入正极电源Vcc，晶体管Q2的集电极连接在变压器Tl原边的另一端，晶体管Q2的通断导致变压器Tl原边电流的断续，控制V CC通过变压器产生的脉冲电流，变压器Tl的副边连接电极片4，副边电流由于电磁耦合产生相应的脉冲电流输入电极片4，电流通过电极片4传导给患者的肌肉，患者肌肉受到电流的刺激，产生动作。使用上述装置的功能性电刺激方法，包括以下步骤:(I)所述单片机将程序中的时序信号传递给刺激电流发生器中的晶体管Q1，晶体管Ql根据时序信号通断；(2)放大比较器Ul根据所述晶体管Ql的通断将比较后信号用于控制晶体管Q2的通断； (3)晶体管Q2的通断控制变压器Tl产生随之频率相同的刺激电流，并将产生的反馈信号经反馈电阻Rl分压后输回给比较放大器Ul ；(4)变压器Tl产生的刺激电流通过所述电极片4传导给人体各个肢体部位的肌肉；(5)显示屏I显示所述功能性电刺激装置工作中的参数。上述方法用于人体的尺侧腕屈肌、桡侧腕伸肌、三角肌后部、肱二头肌、三角肌前部、肱三头肌和胫前肌时，设定的具体时序为:从O时刻计数起，用于尺侧腕屈肌的功能性电刺激装置的起止时间为10-80S，用于桡侧腕伸肌的功能性电刺激装置的起止时间为
O-1Os和80-90s，用于三角肌后部和肱二头肌的功能性电刺激装置起止时间为20-50s，用于三角肌前部和肱三头肌的功能性电刺激装置的起止时间为50-80S，并以此设定作为一个循环，循环一次以上。上述方法用于人体的胫前肌、腓肠肌、股四头肌和胭绳肌时，设定的具体时序为:从O时刻计数起，用于胫前肌的功能性电刺激装置的起止时间为0-5s和55-lOOs，用于腓肠肌的功能性电刺激装置的起止时间为5-50s，用于股四头肌的功能性电刺激装置的起止时间为0-5s、55-65s和90-100S，用于胭绳肌的功能性电刺激装置的起止时间为0_5s和80-100s,并以此设定作为一个循环,循环一次以上。以上两种设定的时序都是模拟正常人体运动时肌肉动作的时序，因此促使患者恢复正常人的肌肉功能运动，达到治疗康复的目的。如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细 节上作出各种变化。
权利要求1.一种功能性电刺激装置，包括显示屏(I)、单片机(2)、刺激电流发生器(3)和电极片(4)，其特征在于:所述显示屏(I)连接单片机(2)，用于显示所述功能性电刺激装置的参数，所述单片机(2)控制刺激电流发生器(3)产生刺激电流的时序，刺激电流通过电极片(4)作用于肌肉； 所述刺激电流发生器(3)包括控制开关(301)、比较放大器(302)、主开关(304)、反馈电路(303)和变压器(305)，单片机(2)与控制开关(301)相连，所述控制开关(301)连接比较放大器(302)，所述比较放大器(302)的输出端通过主开关(304)与变压器(305)相连，所述变压器(305 )通过反馈电路(303 )连接比较放大器(302 )的输入端，同时变压器(305 )的输出端与电极片(4)相连。
2.根据权利要求1或2所述的功能性电刺激装置，其特征在于:所述刺激电流发生器(3)含有四个以上通道。
3.根据权利要求3所述的功能性电刺激装置，其特征在于:所述刺激电流发生器(3)的每个通道连接一组电极片(4 )，每组包括2片电极片(4 )。
4.根据权利要求1所述的功能性电刺激装置，其特征在于:所述变压器(305)为脉冲变压器。
5.根据权利要求4所述的功能性电刺激装置，其特征在于:所述脉冲变压器的原副边线圈匝 数比为15:1。
专利摘要本实用新型公开了一种功能性电刺激装置，包括显示屏、单片机、刺激电流发生器和电极片，显示屏连接单片机，用于显示所述功能性电刺激装置的参数，单片机控制刺激电流发生器的通断，刺激电流发生器产生的电流通过电极片作用于肌肉，单片机内嵌模拟正常人肢体运动涉及到的肌肉活动时序的程序，程序控制刺激电流发生器产生刺激电流的时序；本实用新型实现了程序化控制作用在人肢体部位的电极片上流过电流的通断时序，不需要外部的协助就可以完成整个治疗过程，装置的通道数多，可以精确实现人体运动动作的模拟，实现对患者的康复治疗，本实用新型方法通过设定人体各个肢体部位动作的时序，模拟正常人运动的肌肉动作，实现对患者的康复治疗。
文档编号A61N1/36GK203090255SQ20122062771
公开日2013年7月31日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者杨瑞嘉, 苗盛巍, 徐贤彪, 史志怀 申请人:南京伟思医疗科技有限责任公司