电刺激电路及其控制方法、装置及治疗设备与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种电刺激电路、电刺激电路的控制方法、电刺激电路的控制装置及电刺激治疗设备。

背景技术：

电刺激治疗设备适用于各类疼痛、肌肉功能障碍等的治疗。其作用机制是设备输出特定的脉冲电流通过电极作用于人体。

电刺激的输出可以分为恒定电流输出和恒定电压输出两种方式。作为电刺激治疗设备的负载，人体皮肤和组织的阻抗(包括接触阻抗)在很大范围内变化，有可能在几百欧姆到无穷大之间。如果采用恒定电压输出电刺激，可以保证输出过程中不会出现高电压刺激，但可能在使用过程中，由于阻抗的变化，导致电刺激输出电流变化，使治疗感觉不适，特别是阻抗变小时，电流增大可能灼伤皮肤。为了保证针对不同的人体负载阻抗有固定可控的电流输出，传统的电刺激治疗设备大多是恒流输出型，但随之而来的问题是实际使用中经常出现电极片与皮肤接触不良造成阻抗过大，甚至电极片脱落造成开路，在两个电极片之间会就会出现较高电压。在这种情况下再次压紧电极片与皮肤接触时，该较高电压会对人体造成非预期的瞬间较大电流，刺痛皮肤，如果频繁出现还可能灼伤皮肤。

针对恒流输出型的电刺激治疗设备出现的电极片与皮肤接触不良的问题，目前常用的电极阻抗检测方法是通过恒流反馈控制的开、闭环状态来判别刺激电极是否脱落，这种判别方法太简单粗糙，只能检测到当电极阻抗很大(或无穷大)时的情况，而实际情况是当电极阻抗增大到一定程度时，由于恒流控制的反馈机制已经使得更大的刺激输出电压加在了电极片与皮肤之间以维持恒流特性，且电极阻抗增大一般也伴随着刺激电极与皮肤的接触面积减少，这造成了流过皮肤的电流密度的增加，从而对患者已经产生了刺痛的感觉甚至让患者皮肤灼伤。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统技术只能检测到电极阻抗很大(或无穷大)时的情况，而当电极阻抗增大到一定程度时就已经造成了流过皮肤的电流密度的增加，从而对患者已经产生了刺痛的感觉甚至让皮肤灼伤的问题，提供一种电刺激电路、电刺激电路的控制方法、电刺激电路的控制装置及电刺激治疗设备。

一种电刺激电路，包括：电刺激产生电路、检测电路以及控制电路；所述控制电路与所述电刺激产生电路和所述检测电路连接，所述控制电路用于控制所述电刺激产生电路向负载输出电刺激脉冲，所述电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；

所述检测电路还与所述电刺激产生电路连接，所述检测电路用于检测所述电刺激产生电路向所述负载输出的电压值和电流值；

所述控制电路还用于根据所述电刺激产生电路向所述负载输出的电压值和电流值得到所述负载的阻抗值，并在所述阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制所述电刺激产生电路停止向所述负载输出所述电刺激脉冲。

在其中一个实施例中，所述电刺激产生电路包括：

h桥模块，包括与所述控制电路连接且与所述负载连接的上臂左桥单元、上臂右桥单元、下臂左桥单元以及下臂右桥单元；所述控制电路控制所述上臂左桥单元和所述下臂右桥单元同时导通或者控制所述上臂右桥单元和下臂左桥单元同时导通；

电压调整模块，与所述控制电路、所述上臂左桥单元以及所述上臂右桥单元连接；所述电压调整模块用于根据所述控制电路提供的预设电压值向所述上臂左桥单元和所述上臂右桥单元提供预设电压；

恒流控制模块，与所述控制电路、所述检测电路、所述下臂左桥单元以及所述下臂右桥单元连接；所述恒流控制模块用于调节所述h桥模块向所述负载输出的电流值等于所述控制电路提供的所述预设电流值。

在其中一个实施例中，所述电压调整模块包括第一储能电容、第二储能电容、电感、第一三极管以及第一二级管；所述第一储能电容的阳极和所述电感的一端均与电源连接，所述电感的另一端与所述第一二级管的阳极和所述第一三极管的集电极连接，所述第一三极管的基极与所述控制电路连接，所述第二储能电容的阳极与所述第一二级管的阴极和所述h桥模块连接，所述第一储能电容的阴极、所述第一三极管的发射极以及所述第二储能电容的阴极均与所述接地端连接。

在其中一个实施例中，所述恒流控制模块包括第一运算放大器以及选择开关；所述第一运算放大器的同向输入端与所述控制电路连接，所述第一运算放大器的反向输入端与所述检测电路连接；所述选择开关的第一电连接端与所述第一运算放大器的输出端和所述控制电路连接，所述选择开关的第二电连接端与所述下臂左桥单元连接，所述选择开关的第三电连接端与所述下臂右桥单元连接。

在其中一个实施例中，所述上臂右桥单元包括第二三极管和第五三极管，所述第二三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第二三极管的集电极与所述负载连接，所述第二三极管的基极与所述第五三极管的集电极连接，所述第五三极管的发射极与所述接地端连接，所述第五三极管的基极与所述控制电路连接；

所述上臂左桥单元包括第三三极管和第四三极管，所述第三三极管的发射极与所述电压调整模块连接，所述第三三极管的集电极与所述负载连接，所述第三三极管的基极与所述第四三极管的集电极连接，所述第四三极管的发射极与所述接地端连接，所述第四三极管的基极与所述控制电路连接；

所述下臂左桥单元包括第六三极管，所述第六三极管的集电极与所述负载连接，所述第六三极管的发射极与所述接地端连接，所述第六三极管的基极与所述选择开关的第二电连接端连接；

所述下臂右桥单元包括第七三极管，所述第七三极管的集电极与所述负载连接，所述第七三极管的发射极与接地端连接，所述第七三极管的基极与所述选择开关的第三电连接端连接。

在其中一个实施例中，所述检测电路包括：

第一电压检测模块，所述第一电压检测模块的一端连接于所述上臂左桥单元和所述下臂左桥单元之间，所述第一电压检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述第一电压检测模块用于放大或衰减所述h桥模块向所述负载的一端输出的电压；

第二电压检测模块，所述第二电压检测模块的一端连接于所述上臂右桥单元和所述下臂右桥单元之间，所述第二电压检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述第二电压检测模块用于放大或衰减所述h桥模块向所述负载的另一端输出的电压；

电流采样模块，所述电流采样模块的一端与所述下臂左桥单元、所述下臂右桥单元、所述恒流控制模块连接，所述电流采样模块的另一端与所述接地端连接，所述电流采样模块用于采集所述h桥模块向所述负载输出的电流值；

电流检测模块，所述电流检测模块的一端与所述电流采样模块连接，所述电流检测模块的另一端与所述控制电路连接，所述电流检测模块用于放大所述电流采样模块采集的电流值并输出给所述控制电路。

在其中一个实施例中，所述第一电压检测模块包括第二运算放大器、第一分压电阻以及第二分压电阻；所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的一端连接于所述上臂左桥单元和所述下臂左桥单元之间，所述第一分压电阻和所述第二分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第二运算放大器的同向输入端连接于所述第一分压电阻和所述第二分压电阻之间，所述第二运算放大器的反向输入端与所述第二运算放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述第二电压检测模块包括第三运算放大器、第三分压电阻以及第四分压电阻；所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的一端连接于所述上臂右桥单元和所述下臂右桥单元之间，所述第三分压电阻和所述第四分压电阻串联后的另一端与所述接地端连接；所述第三运算放大器的反向输入端连接于所述第三分压电阻和所述第四分压电阻之间，所述第三运算放大器的同向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接，所述第三运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

在其中一个实施例中，所述电流检测模块包括第四运算放大器、第一放大电阻以及第二放大电阻；所述第四运算放大器的同向输入端与所述电流采样模块连接，所述第四运算放大器的反向输入端通过所述第一放大电阻与所述接地端连接，所述第四运算放大器的反向输入端还通过所述第二放大电阻与所述第四运算放大器的输出端连接，所述第四运算放大器的输出端还与所述控制电路连接。

一种电刺激治疗设备，包括第一电极片、第二电极片以及如上任一项所述的电刺激电路，所述电刺激电路通过所述第一电极片和所述第二电极片向所述负载输出所述电刺激脉冲。

一种电刺激电路的控制方法，包括：

控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲；所述电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；

获取所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值，并根据所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值得到所述负载的阻抗值；以及

在所述负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制所述电刺激电路停止向所述负载输出所述电刺激脉冲。

在其中一个实施例中，所述控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲的步骤包括：

向所述患者输出预设脉冲电流；所述预设脉冲电流的幅值为所述预设电流值；

逐渐增大所述电刺激电路的供电电压，直到所述电刺激电路向所述负载输出的电压值达到设定电压范围。

在其中一个实施例中，还包括：

获取所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值；

在所述电刺激电路向所述负载输出的电压值不在所述设定电压范围内以及所述电刺激电路向所述负载输出的电流值与所述预设电流值不一致中的任一个发生时，控制所述电刺激电路停止向所述负载输出所述电刺激脉冲。

在其中一个实施例中，所述控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲的步骤之后，还包括：

接收调整命令；

在所述调整命令为增大所述电刺激脉冲的电流幅值时，调整向所述患者输出预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为调整后的预设电流值，并增大所述电刺激电路的供电电压，直到所述电刺激电路向所述负载输出的电压达到调整后的预设电压范围；

在所述调整命令为减小所述电刺激脉冲的电流幅值时，调整向所述患者输出预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为调整后的预设电流值，并减小所述电刺激电路的供电电压，直到所述电刺激电路向所述负载输出的电压达到调整后的预设电压范围。

在其中一个实施例中，所述控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲的步骤之前，还包括：

向所述负载输出测试电刺激脉冲；

获取所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值，并根据所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值得到所述负载的阻抗值；以及

在所述负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制所述电刺激电路停止向所述负载输出所述测试电刺激脉冲。

在其中一个实施例中，所述预设阻抗范围包括阻抗上限和阻抗下限；所述电刺激电路的控制方法还包括：

在所述患者的阻抗值超过所述阻抗上限时，提示负载接触不良；

在所述患者的阻抗值低于所述阻抗下限时，提示负载短路。

一种电刺激电路的控制装置，包括：

控制模块，用于控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲；所述电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；

获取模块，用于获取所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值，并根据所述电刺激电路向所述负载输出的电压值和电流值得到所述负载的阻抗值；以及

所述控制模块还用于在所述负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制所述电刺激电路停止向所述负载输出所述电刺激脉冲。

上述电刺激电路、电刺激电路的控制方法、电刺激电路的控制装置、电刺激治疗设备，通过实时检测电刺激电路向患者负载输出的电压值和电流值，以此计算患者负载的阻抗值，一旦患者的阻抗值不在预设阻抗范围内则控制电刺激电路停止向患者输出电刺激脉冲，从而能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

附图说明

图1为一实施例中的电刺激电路的控制方法的流程图。

图2为另一实施例中的电刺激电路的控制方法的流程图。

图3为一实施例中的电刺激电路的结构框图。

图4为另一实施例中电刺激电路的结构框图。

图5为一实施例中的电压调整模块的电路图。

图6为一实施例中的恒流控制模块的电路图。

图7为一实施例中的h桥模块的电路图。

图8为一实施例中的第一电压检测模块的电路图。

图9为一实施例中的第二电压检测模块的电路图。

图10为一实施例中的电流检测模块的电路图。

图11为一实施例中的电刺激电路的控制装置的结构框图。

图12为一实施例中的计算机设备的结构框图。

附图标记说明：

110、电刺激产生电路；120、检测电路；130、控制电路；111、h桥模块；112、电压调整模块；113、恒流控制模块；111a、上臂左桥单元；111b、上臂右桥单元；111c、下臂左桥单元；111d、下臂右桥单元；121、第一电压检测模块；122、第二电压检测模块；123、电流采样模块；124、电流检测模块；140、负载；210、控制模块；220、获取模块。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

图1为一实施例中的电刺激电路的控制方法的流程图。如图1所示，电刺激电路的控制方法包括以下步骤：

步骤s120，控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲。

具体的，本实施例所提供的电刺激电路的控制方法可以基于任意可以实现上述步骤的电刺激电路来完成。通过电刺激电路产生电刺激脉冲并向负载输出。负载可以是人体，也可以是其余任意需要利用电刺激脉冲进行治疗的生物体。例如，电刺激电路的输出端设置有至少两个电极片，将这两个电极片与患者连接，可以是贴附于患者皮肤表面，也可以是植入患者体内，控制电刺激电路通过电极片向患者输出电刺激脉冲。电刺激脉冲的譬如电流幅值、电压幅值、频率等参数根据治疗需求进行设置即可。本实施例中，电刺激脉冲的电流幅值即电刺激电路向患者输出的电流值等于预设电流值，从而实现恒流输出。

步骤s131，获取电刺激电路向负载输出的电压值和电流值，并根据电刺激电路向负载输出的电压值和电流值得到负载的阻抗值。

具体的，在向患者负载输出电刺激脉冲的过程中，实时检测电刺激电路向负载输出的电流值和电压值，计算电刺激电路向负载输出的电压值除以电刺激电路向负载输出的电流值的商即患者负载的阻抗值。

步骤s131，判断负载的阻抗值是否在预设阻抗范围内。

步骤s140，控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲。

具体的，预设阻抗范围可以根据需求进行设置。例如，根据患者的治疗部位的标准阻抗值进行设置。在负载的阻抗值在预设阻抗范围内时，表示电刺激电路与负载之间的连接正常，可以控制电刺激电路继续向负载输出电刺激脉冲；在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，表示电刺激电路与负载之间的连接异常，对患者进行电刺激治疗时，电刺激电路与患者之间连接异常容易造成刺痛患者甚至灼伤患者皮肤，此时，控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲以保证患者的安全。

上述电刺激电路的控制方法，通过实时检测电刺激电路向患者负载输出的电压值和电流值，以此计算患者负载的阻抗值，一旦患者负载的阻抗值不在预设阻抗范围内则控制电刺激电路停止向患者输出电刺激脉冲，从而能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

图2为另一实施例中的电刺激电路的控制方法，如图2所示，电刺激电路的控制方法在执行步骤s120之前还包括执行步骤s111至步骤s114。

步骤s111，控制电刺激电路向负载输出测试电刺激脉冲。

具体的，控制电刺激电路向患者输出测试电刺激脉冲。测试电刺激脉冲的电流幅值即电刺激电路向负载输出的电流值可以为低于标准电流的较小的值，以不会引起人体反应为准，并且，还可以控制电刺激电路向负载输出的电压值同样为一个较小的不会引起人体反映的电压值，测试电刺激脉冲的频率和脉宽可以分别为测试频率和测试脉宽。

步骤s112，获取电刺激电路向负载输出的电压值和电流值，并根据电刺激电路向负载输出的电压值和电流值得到负载的阻抗值。

步骤s113，判断负载的阻抗值是否在预设阻抗范围内。

步骤s114，控制电刺激电路停止向负载输出测试电刺激脉冲。

具体的，步骤s112与步骤s131相同或类似，步骤s113与步骤s132相同或类似。在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，表示负载与电刺激电路之间的连接异常，此时，控制电刺激电路停止向患者输出测试电刺激脉冲。医生或技师可以检查电刺激电路与患者之间的连接，并重新将电刺激电路与患者进行连接。之后可以继续控制电刺激电路向患者输出测试刺激脉冲，直到判断到负载的阻抗值在预设范围内后控制电刺激电路向患者输出用于治疗的电刺激脉冲。本实施例中，在对患者输出用于治疗的电刺激脉冲之前先利用测试电刺激脉冲进行测试，由于测试电刺激脉冲的各项参数均以不会引起人体的反应为准，使得即便电刺激电路与患者负载之间的连接异常也能够保证患者的安全。

一实施例中，步骤s120控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲具体包括步骤s121和s122。

步骤s121，控制电刺激电路向负载输出预设脉冲电流。

步骤s122，逐渐增大电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压值达到设定电压范围。

具体的，可以在测试得到电刺激电路与患者之间连接正常后，控制电刺激电路向患者输出预设脉冲电流，预设脉冲电流的幅值为预设电流值，预设脉冲电流的频率和脉宽可以分别为预设频率和预设脉宽，并且逐渐增大电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压值达到设定电压范围。本实施例中，在正常向患者输出电刺激脉冲的过程中保持了恒流输出，电流幅值为预设电流值，并限定了最大输出电压为设定电压范围，在恒流、恒压下向患者输出电刺激脉冲，使得在保证对患者的治疗效果的同时，避免了由于患者负载的阻抗值变化引起治疗的不适感。

一实施例中，在步骤s120之后还可以包括：

步骤s151，接收调整命令。

具体的，在步骤s120之后电刺激电路加载在患者负载两端的电压值在设定电压范围内，电刺激电路加载在患者负载两端的电流值为预设电流值。调整命令可以包括增大对患者输出的电刺激脉冲的强度，则对应的此时的电刺激电路对患者负载输出的电流值和电压值都需要对应增大；调整命令还可以包括减小对患者输出的电刺激脉冲的强度，则对应的此时的电刺激电路对患者输出的电流值和电压值都需要对应减小。

步骤s152，在调整命令为增大电刺激脉冲的强度时，调整向负载输出的预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为增大后的预设电流值，并增大电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压达到增大后的设定电压范围。

步骤s173，在调整命令为减小电刺激脉冲的强度时，调整向负载输出的预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为减小后的预设电流值，并减小电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压达到减小后的设定电压范围。

本实施例中，调整命令可以通过输入设备输入给电刺激电路，电刺激电路在接收到调整命令后根据命令内容调整输出给患者负载的电压值和电流值，从而对加载给患者的电刺激脉冲的强度进行调节。

一实施例中，在步骤s120之后还可以包括步骤s133至s135。

步骤s133，获取电刺激电路向负载输出的电压值和电流值。

步骤s134，判断电刺激电路向负载输出的电压值是否在设定电压范围内。

步骤s135，判断电刺激电路向负载输出的电流值与预设电流值是否一致。

在电刺激电路向负载输出的电压值不在设定电压范围内以及电刺激电路向负载输出的电流值与预设电流值不一致中的任一个发生时，执行步骤s140控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲。

具体的，可以设置电压检测电路和电流检测电路以分别检测电刺激电路向负载输出的电压值和电流值。在步骤s120之后，在电刺激电路与患者负载之间的连接正常时电刺激电路向患者负载输出的电压值应当保持在设定电压范围内，电刺激电路向患者负载输出的电流值应当保持在预设电流值。本实施例中，根据电刺激电路向患者负载输出的电压值与设定电压范围的比较判断以及电刺激电路向患者负载输出的电流值与预设电流值的比较判断能够及时检测电刺激电路内部是否发生故障，从而保证患者的安全。

在一实施例中，上述步骤s113在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激电路停止向负载输出测试电刺激脉冲和/或步骤s160在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲还可以进一步包括以下步骤：

在负载的阻抗值超过阻抗上限时，提示负载接触不良。

在负载的阻抗值低于阻抗下限时，提示负载短路。

具体的，可以设置报警装置，利用报警装置的不同报警形式以标识负载接触不了和负载短路，例如设置闪烁红灯为负载接触不良，闪烁黄灯为负载短路，或者也可以通过语音报警装置来提示负载接触不良和负载短路，或者通过文字显示等来进行提示。

需要说明的是，以上实施例中各步骤并不仅限于附图1和附图2中的实施顺序，例如步骤s131、步骤s132及步骤s140可以在任意步骤进行的同时进行，例如，也可以在执行步骤s152或s153后执行步骤s133至步骤s140。

本申请还提供一种电刺激电路，上述电刺激电路的控制方法可以通过该电刺激电路来实现。如图3所示，电刺激电路包括电刺激产生电路110、检测电路120以及控制电路130。控制电路130与电刺激产生电路110和检测电路120连接，控制电路130用于控制电刺激产生电路110向负载140输出电刺激脉冲。检测电路120还与电刺激产生电路110连接，检测电路120用于检测电刺激产生电路110向负载140输出的电压值和电流值，控制电路130还用于根据电刺激产生电路110向负载140输出的电压值和电流值得到负载140的阻抗值，并在负载140的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激产生电路110停止向负载140输出电刺激脉冲。

具体的，负载140可以是人体负载140，电刺激产生电路110的输出端可以至少通过两个电极片与患者连接，电极片可以是贴附于患者的皮肤表面，也可以植入患者体内，电刺激产生电路110通过电极片向患者输出电刺激脉冲从而对患者进行电刺激治疗。电刺激脉冲的譬如电流幅值、电压幅值、频率等参数根据治疗需求进行设置即可。本实施例中，电刺激脉冲的电流幅值即电刺激产生电路110向患者输出的电流值等于预设电流值，从而实现恒流输出。可选的，控制电路130可以控制电刺激产生电路110向患者输出双向恒流脉冲。

检测电路120还与电刺激产生电路110连接，检测电路120用于检测电刺激产生电路110向患者负载140输出的电压值和电流值并输出给控制电路130，使得控制电路130根据该电流值和电压值计算患者负载140的阻抗值。例如，电刺激产生电路110包括第一输出端和第二输出端，并且这两个输出端分别通过两个电极片与患者连接。检测电路120分别检测第一输出端的电压值v1和第二输出端的电压值v2以及流过患者的电流值i，则患者的连接于两个电极片之间的阻抗值为v1与v2的差的绝对值除以i。

接着，控制电路130判断该阻抗值是否在预设阻抗范围内，若不在预设阻抗范围内，控制电路130控制电刺激产生电路110停止向负载140输出电刺激脉冲。预设阻抗范围可以根据患者的治疗部位即连接于两个电极片之间的部位的标准阻抗值进行确定。若判断到患者负载140的阻抗值不在预设阻抗范围内，则表示电刺激产生电路110与患者之间的连接异常，此时停止向患者输出电刺激脉冲有利于保证患者的安全，避免在治疗过程中刺痛或灼伤患者。

上述电刺激电路，通过实时检测电刺激产生电路110向患者输出的电压值和电流值，以此计算患者负载140的阻抗值，一旦患者的阻抗值不在预设阻抗范围内则控制电刺激产生电路110停止向患者输出电刺激脉冲，从而能够及时保护患者安全，避免患者被刺痛或灼伤。

图4为另一实施例中的电刺激电路的结构框图。如图4所示，电刺激产生电路110包括h桥模块111、电压调整模块112以及恒流控制模块113。

其中，h桥模块111包括与控制电路130连接且与负载140连接的上臂左桥单元111a、上臂右桥单元111b、下臂左桥单元111c以及下臂右桥单元111d。控制电路130控制上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d同时导通或者控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c同时导通。本实施例中，控制电路130可以按照预设脉宽和预设频率轮流控制上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d同时导通以及控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c同时导通，使得电流依次从上臂左桥单元111a、患者负载140以及下臂右桥单元111d流过，或者电流依次从上臂右桥单元111b、患者负载140以及下臂左桥单元111c流过，以实现向患者负载140输出双向恒流电刺激脉冲。

需要注意的是，在上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d导通时，控制电路130需要控制上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c关断；在上臂右桥单元111b和下臂左桥单元111c导通时，控制电路130需要控制上臂左桥单元111a和下臂右桥单元111d关断。

恒流控制模块113与控制电路130、检测电路120、下臂左桥单元111c以及下臂右桥单元111d连接。恒流控制模块113用于调节h桥模块111向患者负载140输出的电流值等于控制电路130提供的预设电流值，即用于实现h桥模块111的恒流输出。

电压调整模块112与控制电路130、上臂左桥单元111a以及上臂右桥单元111b连接。电压调整模块112用于根据控制电路130提供的预设电压值向上臂左桥单元111a和上臂右桥单元111b提供预设电压。电压调整模块112根据控制电路130提供的预设电压值可以对电源电压进行调整，包括对电源电压进行升压或降压，使得为h桥模块111提供预设电压，从而最终h桥模块111向患者输出的电压达到并保持在设定电压范围。需要注意的是，设定电压范围可以不等于预设电压值。

本实施例中，利用恒流控制模块113控制h桥电路在输出电刺激脉冲过程中保持恒流输出，电流值为预设电流值，并利用电压调整模块112限定了h桥电路的输出电压的范围为设定电压范围，即在恒流、恒压下向患者输出电刺激脉冲，使得在保证对患者的治疗效果的同时，避免了由于患者负载140变化引起治疗的不适感。

在一实施例中，仍然参见图4，检测电路120包括第一电压检测模块121、第二电压检测模块122、电流采样模块123以及电流检测模块124。第一电压检测模块121的一端连接于上臂左桥单元111a和下臂左桥单元111c之间，第一电压检测模块121的另一端与控制电路130连接，第一电压检测模块121用于放大或衰减h桥模块111向负载140的一端输出的电压并输出给控制电路130。第二电压检测模块122的一端连接于上臂右桥单元111b和下臂右桥单元111d之间，第二电压检测模块122的另一端与控制电路130连接，第二电压检测模块122用于放大或衰减h桥模块111向负载140的另一端输出的电压并输出给控制电路130。可以理解，例如，当电刺激电路通过两个电极片与患者连接从而对患者进行电刺激治疗时，第一电压检测模块121检测的是其中一个电极片上输出的电压，第二电压检测模块122检测的是另一个电极片上输出的电压，第一电压检测模块121和第二电压检测模块122的放大倍数或衰减可以根据需要进行设置。控制电路130只需要计算第一电压检测模块121检测到的电压值和第二电压检测模块122检测到的电压值的差的绝对值即可得到h桥模块111向患者输出的电压值。

电流采样模块123的一端与下臂左桥单元111c、下臂右桥单元111d、恒流控制模块113连接，电流采样模块123的另一端与接地端连接，电流采样模块123用于采集h桥模块111向负载140输出的电流值。示例性的，电流采样模块123可以为采样电阻r7，下臂左桥单元111c通过该采样电阻r7接地，且下臂右桥单元111d通过该采样电阻r7接地。由于采样电阻r7串联于患者负载140所在支路，因此可以采集h桥模块111向患者负载140输出的电流所对应的电压值以反馈给恒流控制模块113和电流检测模块124。电流检测模块124的一端与电流采样模块123连接，电流检测模块124的另一端与控制电路130连接。电流检测模块124用于放大电流采样模块123采集的电流值并输出给控制电路130。

图5为一实施例中的电压调整模块的电路图。本实施例中的电压调整模块112包括boost升压电路。如图5所示，电压调整模块112包括第一储能电容c1、第二储能电容c2、电感l1、第一三极管q1以及第一二级管d1。第一三极管q1可以是npn三极管。第一储能电容c1的阳极和第一电感l1的一端均与电源(图未示出)连接，电感l1的另一端与第一二级管d1的阳极和第一三极管q1的集电极连接，第一三极管q1的基极与控制电路130连接，第二储能电容c2的阳极与第一二级管d1的阴极和h桥模块111连接，第一储能电容c1的阴极、第一三极管q1的发射极以及第二储能电容c2的阴极均与接地端连接。

根据控制电路130向第一三极管q1输出的譬如pwm信号，从而控制电压调节电路对电源电压dc进行升压以向h桥电路输出电压v_stim。

图6为一实施例中的恒流控制模块的电路图。如图6所示，恒流控制模块113包括第一运算放大器u1以及选择开关s1。第一运算放大器u1的同向输入端与控制电路130连接，第一运算放大器u2的反向输入端与检测电路120连接。选择开关s1的第一电连接端a与第一运算放大器u1的输出端和控制电路130连接，选择开关s1的第二电连接端b与下臂左桥单元111c连接，所述选择开关的第三电连接端c与下臂右桥单元111d连接。

控制电路130向第一运算放大器u1的同向输入端输入预设电流值i_out_da，检测电路120向第一运算放大器u2的反向输入端输入流过患者负载140的电流值i_det。第一运算放大器u2将这两个电流值的比较信号输出给选择开关s1的第一电连接端a，控制电路130的控制信号l_sel控制将比较信号输出给第二电连接端b或输出给第三电连接端c，从而控制下臂左桥单元111c的导通程度或控制下臂右桥单元111d的导通程度。

图7为一实施例中的h桥模块的电路图。如图7所示，上臂右桥单元111b包括第二三极管q2和第五三极管q5。第二三极管q2的发射极与电压调整模块112连接，第二三极管q2的集电极与负载140连接，第二三极管q2的基极与第五三极管q5的集电极连接，第五三极管q5的发射极与接地端连接，第五三极管q5的基极与控制电路130连接。

上臂左桥单元111a包括第三三极管q3和第四三极管q4。第三三极管q3的发射极与电压调整模块112连接，第三三极管q3的集电极与负载140连接，第三三极管q3的基极与第四三极管q4的集电极连接，第四三极管q4的发射极与接地端连接，第四三极管q4的基极与控制电路130连接。

下臂左桥单元111c包括第六三极管q6，第六三极管q6的集电极与负载140连接，第六三极管q4的发射极与接地端连接，第六三极管q6的基极与选择开关s1的第二电连接端b连接；

下臂右桥单元111d包括第七三极管q7，第七三极管q7的集电极与负载140连接，第七三极管q7的发射极与接地端连接，第七三极管q7的基极与选择开关s1的第三电连接端c连接。

示例性的，上述第二三极管q2和第三三极管q3可以为双极性pnp三极管，第六三极管q6和第七三极管q7可以为双极性npn三极管。

图8为一实施例中的第一电压检测模块的电路图。如图8所示，第一电压检测模块121包括第二运算放大器u2、第一分压电阻r1以及第二分压电阻r2。第一分压电阻r1和第二分压电阻r2串联后的一端连接于上臂左桥单元111a和下臂左桥单元111c之间即与患者负载140的一端连接，第一分压电阻r1和第二分压电阻r2串联后的另一端与接地端连接。第二运算放大器u2的同向输入端连接于第一分压电阻r1和第二分压电阻r2之间，第二运算放大器u2的反向输入端与第二运算放大器u2的输出端连接，第二运算放大器u2的输出端还与控制电路130连接。

利用第一分压电阻r1和第二分压电阻r2对负载140一端的电压(其中一个电极片输出的电压)ch+进行采样并输出给第二运算放大器u2的同向输入端，经过第二运算放大器u2的放大或衰减后得到第一电压采样信号ch+_ad并输出给控制电路130。

图9为一实施例中的第二电压检测模块的电路图。如图9所示，第二电压检测模块122包括第三运算放大器u3、第三分压电阻r3以及第四分压电阻r4。第三分压电阻r3和第四分压电阻r4串联后的一端连接于上臂右桥单元111b和下臂右桥单元111d之间，第三分压电阻r3和第四分压电阻r4串联后的另一端与接地端连接。第三运算放大器u3的反向输入端连接于第三分压电阻r3和第四分压电阻r4之间，第三运算放大器u3的同向输入端与第三运算放大器u3的输出端连接，第三运算放大器u3的输出端还与控制电路130连接。

利用第三分压电阻r3和第四分压电阻r4对负载140另一端的电压(另一个电极片输出的电压)ch-进行采样并输出给第三运算放大器u3的反向输入端，经过第三运算放大器u3的放大或衰减后得到第二电压采样信号ch-_ad并输出给控制电路130。

图10为一实施例中的电流检测模块的电路图。如图10所示，电流检测模块124包括第四运算放大器u4、第一放大电阻r5以及第二放大电阻r6。第四运算放大器u4的同向输入端与电流采样模块123连接，第四运算放大器u4的反向输入端通过第一放大电阻r5与接地端连接，第四运算放大器u4的反向输入端还通过第二放大电阻r6与第四运算放大器u4的输出端连接，第四运算放大器u4的输出端还与控制电路130连接。

请同时参考图7和图10，电流采样模块123包括采样电阻r7，利用采样电阻r7对h桥模块111向患者负载140输出的电流i_det进行采样，之后经过图10中电流检测模块124的放大，最终将电流采样信号i_ad输出给控制电路130。

一实施例中，电刺激电路的具体工作流程如下：

控制电路130在接收到电刺激输出请求后，控制电刺激产生电路110向患者输出测试电刺激脉冲。具体为，控制电路130先通过pwm或dac输出一个测试电流对应的电压值给恒流控制模块113，该电压值所对应的输出电流值较小，以不会引起人体反应为准。同时，控制电路130通过pwm或dac控制电压调整模块112向电刺激产生电路110输出测试电压，并且控制电路130还按照测试频率和测试脉宽，轮流切换和关闭h桥模块111中的桥臂的输出。当控制导通上臂左桥单元111a和使能恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接，且断开上臂右桥单元111b和禁止使能恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接时，控制电路130在同一时刻或按照预设延迟时间对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行ad采样，获取该方向上加载在患者负载140上的电压值和电流值。

当控制导通上臂右桥单元111b和使能恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接，且断开上臂左桥单元111a和禁止恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接时，控制电路130同一时刻或按预设延迟时间对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122及电流检测模块124进行ad采样，获取该方向上加载在患者负载140上的电压值和电流值。当然也可以只进行单向输出电压的检测。

控制电路130根据ad采样得到的加载于患者负载140的电流及其两端的电压计算患者负载140的阻抗值，并判断该阻抗值是否在预设阻抗范围内，在计算患者负载140的阻抗值时进行多次计算以获得更加准确的患者负载140的阻抗值，例如，取多次计算的负载140阻抗值的平均值。在计算得到的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电路130控制h桥模块111停止向患者输出测试电刺激脉冲。可选地，若患者负载140的阻抗值超过预设阻抗范围，提示负载140接触不良，若患者负载140的阻抗值低于预设阻抗范围，提示负载140短路。

此时，医生或技师及时检测并维护电刺激电路与患者之间的连接，之后，控制电路130继续控制电刺激产生电路110向患者输出测试电刺激脉冲，直到判断为患者负载140的阻抗值在预设阻抗范围内，之后，控制电路130控制h桥模块111向患者输出用于治疗的电刺激脉冲。

控制电路130控制h桥模块111向患者输出用于治疗的电刺激脉冲的具体过程为：

控制电路130通过pwm或dac输出预设电流值i_out_da对应电压值到恒流控制模块113。同时，控制电路130按照接收到频率脉宽(该频率和脉宽为用于治疗的电刺激脉冲的频率和脉宽)轮流切换和关闭h桥模块111中的桥臂输出。当控制导通上臂左桥单元111a和使能恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接，且断开上臂右桥单元111b和禁止恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接时，控制电路130在同一时刻或按预设延迟时间对第二电压检测模块122进行ad采样，获取该方向的下臂右桥单元111d的压降。当控制导通上臂右桥单元111b和使能恒流控制模块113与下臂左桥单元111c的连接，且断开上臂左桥单元111a和禁止恒流控制模块113与下臂右桥单元111d的连接时，控制电路130在同一时刻或按预设延迟时间对第一电压检测模块121进行ad采样，获取该方向的下臂左桥单元111c的压降。

在电刺激脉冲输出过程中，控制电路130通过pwm或dac控制电压调整模块112逐步提高h桥模块111的供电电压v_stim，直至检测到加载在患者负载140两端的电压即第一电压采样模块和第二电压采样单元输出电压的差的绝对值达到设定电压范围时，停止升压并保持该电压输出。在后续电刺激脉冲输出过程中，若控制电路130判断到加载在患者负载140两端的电压采样超过预设电压范围，则控制h桥模块111停止向患者负载140输出电刺激脉冲并提示负载140短路，若控制电路130判断到加载在患者负载140两端的电压采样低于预设电压范围，则控制h桥模块111停止向患者负载140输出电刺激脉冲并提示负载140接触不良。

当控制电路130接收到调整输出预设电流值的调整命令时，通过pwm或dac输出调整后的预设电流值对应电压值到恒流控制模块113，并且，若调整命令为增加预设电流值，则控制电路130再次控制电压调整模块112提高h桥模块111的供电电压，直至检测到加载在患者负载140两端的电压采样上升至改变后的设定电压范围时，停止升压并保持该电压输出。若调整命令为减小预设电流值，则控制电压调整模块112降低h桥模块111的供电电压，直至检测到加载在患者负载140两端的电压采样下降改变后的设定电压范围时，停止降压并保持该电压输出。

在电刺激脉冲输出过程中，同样对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行ad采样，以进行患者负载140的阻抗值计算，使得实时显示当前患者负载140与电刺激电路的状况。若控制电路130判断到患者负载140的阻抗值超过预设阻抗范围，则控制h桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示负载140接触不良，若控制电路130判断到患者负载140的阻抗值低于预设阻抗范围，则控制h桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示负载140短路。

可选的，在电刺激脉冲输出过程中，控制电路130对第一电压检测模块121、第二电压检测模块122以及电流检测模块124进行ad采样，以用于判断电压调整模块112为h桥模块111提供的供电电压是否与预设电压值一致，以及用于判断流过患者负载140的电流是否与预设电流值一致，若其中的任意一个不一致，则控制h桥模块111停止向患者输出电刺激脉冲并提示内部电路故障。本实施例中，判断电压调整模块112为h桥模块111提供的供电电压是否与预设电压值一致，以及判断流过患者负载140的电流是否与预设电流值一致，发现故障即停止向患者输出电刺激脉冲，能够进一步保证患者的安全。

本申请还提供一种电刺激治疗设备。电刺激治疗设备包括第一电极片、第二电极片以及如上任一个实施例中电刺激电路。电刺激电路通过第一电极片和第二电极片向负载140输出电刺激脉冲。

本申请还提供一种电刺激电路的控制装置。如图11所示，一种电刺激电路的控制装置包括控制模块210以及获取模块220。控制模块210用于控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲；电刺激脉冲电流的幅值等于预设电流值；获取模块220用于获取电刺激电路向负载输出的电压值和电流值，并根据电刺激电路向负载输出的电压值和电流值得到负载的阻抗值；控制模块210还用于在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲。

在一实施例中，控制模块210包括第一控制单元和第二控制单元。第一控制单元用于控制电刺激电路向负载输出预设脉冲电流；预设脉冲电流的幅值为预设电流值；第二控制单元用于逐渐增大电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压值达到设定电压范围。

在一实施例中，电刺激电路的控制装置还包括判断模块，判断模块用于判断电刺激电路向负载输出的电压值是否在设定电压范围内以及判断电刺激电路向负载输出的电流值是否与预设电流值不一致，控制模块210还用于在电刺激电路向负载输出的电压值不在设定电压范围内以及电刺激电路向负载输出的电流值与预设电流值不一致中的任一个发生时，控制电刺激电路停止向负载输出电刺激脉冲。

在一实施例中，控制模块210还用于接收调整命令；在调整命令为增大电刺激脉冲的强度时，控制电刺激电路调整向负载输出的预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为增大后的预设电流值，并增大电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压达到增大后的设定电压范围；在调整命令为减小电刺激脉冲的强度时，控制模块210控制电刺激电路调整向负载输出的预设脉冲电流，调整后的预设脉冲电流的幅值为减小后的预设电流值，并减小电刺激电路的供电电压，直到电刺激电路向负载输出的电压达到减小后的设定电压范围。

所述控制电刺激电路向负载输出电刺激脉冲的步骤之前，还包括：

在一实施例中，电刺激电路的控制装置还包括测试模块，测试模块用于控制电刺激电路向负载输出测试电刺激脉冲；获取模块220还用于获取电刺激电路向负载输出的电压值和电流值；控制模块210还用于根据电刺激电路向负载输出的电压值和电流值得到负载的阻抗值；在负载的阻抗值不在预设阻抗范围内时，控制电刺激电路停止向负载输出测试电刺激脉冲。

在一实施例中，电刺激电路的控制装置还包括报警模块，预设阻抗范围包括阻抗上限和阻抗下限，报警模块用于在负载的阻抗值超过阻抗上限时，提示负载接触不良；在负载的阻抗值低于阻抗下限时，提示负载短路。

本申请还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器；处理器上存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一个实施例所述方法的步骤。

上述方法和系统可以在计算机设备中实现。该计算机设备的内部结构图如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现前述任一实施例中的电刺激电路的控制方法的步骤。本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一实施例中，一种存储介质，其上存储有计算机程序。该计算机程序被处理器执行时实现如上任一方法的步骤。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。