一种多功能神经肌肉电刺激装置的制作方法

本实用新型涉及医疗设备
技术领域：
，具体地是涉及一种多功能神经肌肉电刺激装置。
背景技术：
：静脉曲张在我国发病率高达20％，发病率随着年龄的增大而增加，传统静脉曲张的治疗方式一般采用手术治疗，且恢复期较长。而传统的药物镇痛，持续用药后容易出现耐药性，而且止痛药本身具有副作用。近年来，研发人员开始尝试通过经皮神经电刺激疗法(简称tens)以及神经肌肉电刺激疗法(简称nmes)来实现腰肌劳损的止痛。经皮神经电刺激疗法（transcuataneouselectricalnervestimulation）简称tens是通过皮肤将特定的低频脉冲电流输入人体以治疗疼痛的电疗方法，是70年代兴起的一种电疗法，在止痛方面收到较好的效果，因而在临床上(尤其在美国)得到了广泛的应用。tens是借由适当强度频率的电流，连续、轻柔的刺激神经、肌肉和细胞，激发身体自然产生吗啡，阻断、舒缓疼痛的讯息，相比于传统的药物治疗，几乎没有副作用。神经肌肉电刺激疗法(neuromuscularelectricalstimulation,nmes)是一项应用低频电流通过电极刺激特定肌肉群使其抽搐或者收缩，继而达到“功能”修复的技术。神经肌肉电刺激疗法是主要作用于肌肉神经的电刺激，侧重于引起肌肉收缩而作为一种训练或者物理治疗。因此，发明一种对肌肉疼痛、静脉曲张进行缓解以及辅助治疗的电刺激装置具有极大的现实意义。技术实现要素：本实用新型旨在提供一种多功能神经肌肉电刺激装置，其可以为解决上述技术问题提供硬件结构上的支撑。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种多功能神经肌肉电刺激装置，包括主机、控制系统和电极片，其中所述主机与所述电极片连接，所述控制系统设置在所述主机内；所述控制系统包括mcu和与之连接的供电电路、电量检测电路、充电电路、按键电路、升压电路、波形输出电路、霍尔传感器检测电路、屏幕电路、led电路，所述供电电路、电量检测电路、充电电路与一电池连接；所述电极片内嵌有感应磁片，所述霍尔传感器检测电路通过该感应磁片实现对电极片的识别。优选地，所述波形输出电路包括三极管u6a、三极管u6b、三极管u7a、三极管u7b、三极管u8a、三极管u8b、电阻r16、电阻r17，其中三极管u6a的基极通过电阻r16后与三极管u7a的集电极连接，三极管u7a的发射极接地；三极管u6a的集电极与三极管u8a的发射极连接，三极管u8a的集电极接地；三极管u6a的发射极与三极管u6b的发射极连接，三极管u6b的基极通过电阻r17后与三极管u7b的集电极连接，三极管u7b的发射极接地；三极管u6b的集电极与三极管u8b的发射极连接，三极管u8b的集电极接地。优选地，所述升压电路包括电阻r20、三极管q1、二极管d7、电感l2、电容c19、电阻r23，其中所述电阻r20一端与mcu连接，另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极分别与二极管d7的正极和电感l2连接，二极管d7的负极经过电容c19后接地，电阻r23与电容c19并联。优选地，所述mcu为da14585低功耗蓝牙芯片。优选地，所述电极片还包括第一保护膜、导电膜、凝胶膜层、第二保护膜和磁扣，其中在所述第一保护膜上设置有若干磁扣，所述磁扣与所述主机通过磁吸附的方式连接；所述导电膜设置在所述第一保护膜下方，二者之间设置有若干感应磁片，并且所述磁吸扣与感应磁片呈十字型设置；所述凝胶膜层设置在所述导电膜下方，用于和用户的皮肤表层接触，在所述凝胶膜层的下方黏贴有所述第二保护膜。优选地，所述凝胶膜层所用的凝胶为导电水凝胶。优选地，所述第一保护膜为无纺布。优选地，所述第二保护膜为pc膜。优选地，所述导电膜为导电银浆线路膜。优选地，所述感应磁片和所述磁扣的数量均为两个，二者呈十字型设置。采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：本实用新型所述的多功能神经肌肉电刺激装置，电极片内嵌感应磁片，控制系统设置有霍尔传感器检测电路，霍尔传感器检测电路通过感应磁片实现对电极片的识别和区分，从而输出不同的波形。并且这些经过设定的波形通过电极片作用到人体后，能够缓解腰肌劳损疼痛，进行局部按摩，缓解静脉曲张症状。附图说明图1为本实用新型所述的多功能神经肌肉电刺激装置的原理图；图2为本实用新型所述的供电电路的电路图；图3为本实用新型所述的充电电路的电路图；图4为本实用新型所述的led电路的电路图；图5为本实用新型所述的电量检测电路的电路图；图6为本实用新型所述的屏幕电路的电路图；图7为本实用新型所述的升压电路的电路图；图8为本实用新型所述的波形输出电路的电路图；图9为本实用新型所述的按键电路的电路图；图10为本实用新型所述的霍尔传感器检测电路的电路图；图11为本实用新型所述的mcu的电路图；图12为占空比与强度的关系图；图13为本实用新型所述的电极片的结构示意图；图14为本实用新型所述的电极片的爆炸图；图15为本实用新型所述的主机的部分结构示意图；图16为本实用新型所述的主机的部分结构示意图；图17为本实用新型所述的主机的爆炸图。其中：1.第一保护膜，2.导电膜，3.凝胶膜层，4.第二保护膜，5.感应磁片，6.磁扣，7.usb接口，8.屏幕，9.led灯，10.按键，11.金属电极扣。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图1至图17所示，为符合本实用新型的一种多功能神经肌肉电刺激装置，包括主机、控制系统和电极片，其中所述主机与所述电极片连接，所述控制系统设置在所述主机内；所述控制系统包括mcu和与之连接的供电电路、电量检测电路、充电电路、按键电路、升压电路、波形输出电路、霍尔传感器检测电路、屏幕电路、led电路，所述供电电路、电量检测电路、充电电路与一电池连接；所述电极片内嵌有感应磁片，所述霍尔传感器检测电路通过该感应磁片实现对电极片的识别。优选地，所述波形输出电路包括三极管u6a、三极管u6b、三极管u7a、三极管u7b、三极管u8a、三极管u8b、电阻r16、电阻r17，其中三极管u6a的基极通过电阻r16后与三极管u7a的集电极连接，三极管u7a的发射极接地；三极管u6a的集电极与三极管u8a的发射极连接，三极管u8a的集电极接地；三极管u6a的发射极与三极管u6b的发射极连接，三极管u6b的基极通过电阻r17后与三极管u7b的集电极连接，三极管u7b的发射极接地；三极管u6b的集电极与三极管u8b的发射极连接，三极管u8b的集电极接地。优选地，所述升压电路包括电阻r20、三极管q1、二极管d7、电感l2、电容c19、电阻r23，其中所述电阻r20一端与mcu连接，另一端与三极管q1的基极连接，三极管q1的集电极分别与二极管d7的正极和电感l2连接，二极管d7的负极经过电容c19后接地，电阻r23与电容c19并联。优选地，所述mcu为da14585低功耗蓝牙芯片。优选地，所述电极片还包括第一保护膜1、导电膜2、凝胶膜层3、第二保护膜4和磁扣6，其中在所述第一保护膜1上设置有若干磁扣6，所述磁扣6与所述主机通过磁吸附的方式连接；所述导电膜2设置在所述第一保护膜1下方，二者之间设置有若干感应磁片5，并且所述磁扣6与感应磁片5呈十字型设置；所述凝胶膜层3设置在所述导电膜2下方，用于和用户的皮肤表层接触，在所述凝胶膜层3的下方黏贴有所述第二保护膜4。优选地，所述凝胶膜层3所用的凝胶为导电水凝胶。优选地，所述第一保护膜1为无纺布。优选地，所述第二保护膜4为pc膜。优选地，所述导电膜2为导电银浆线路膜。优选地，所述感应磁片5和所述磁扣6的数量均为两个，二者呈十字型设置。本实施例主要是通过经皮神经电刺激疗法(简称tens)以及神经肌肉电刺激疗法(简称nmes)实现腰肌劳损的止痛，局部按摩，缓解静脉曲张的。下面结合附图具体阐述。控制系统部分说明，参见图1-11：1、mcu采用da14585低功耗蓝牙芯片，带蓝牙5.0功能，利用adc采样功能采集电池电量信息，硬件spi总线驱动屏幕显示，硬件pwm控制升压电路升压，普通io口控制波形输出电路输出相应波形。2、利用供电电路中rt9193-30gb芯片将电池电压降压至3v，给系统供电。3、利用充电电路中的tp4065芯片，给电池充电。4、利用电池分压原理，将电池电压由r18，r22分压后，经过adc检测，获取adc数值，从而判断电池电量。bat_adc＝(vbat*r22)/(r18+r22)5、通过mcu的硬件pwm进行升压，升压电压为vems，升压强度和带负载能力与升压电路参数和pwm输出的频率与占空比有关，在本电路的参数设计下，在pwm输出频率为50khz下性能最佳，通过调节pwm脉宽可以实现对输出强度的调节，脉宽调节范围为1～99％，波形与强度的关系如图12所示，当占空比为85％时，强度可达最大，最大为90v。即硬件pwm通过控制升压的boost电路，从而实现对输出刺激强度的控制，电压输出的大小与带负载能力，与pwm的频率和脉宽以及电路元器件参数有关，本系统采用50khz的pwm波对强度进行调节，经过实验带负载能力可靠。6、vems连接到波形输出电路的r15上端，chr、chl用于控制波形输出。理论上，波形输出方向从e+～e-，到e-～e+，切换时间为0，但实际上由于电路内元器件的电容效应，以及io口速率等原因，该电路最大只能输出1mhz以内的波形。当电路输出时，vems、r15、人体、gnd构成回路，进行刺激输出，通过调节vems进行波形的强度控制。即波形输出电路通过io输出控制mmdt5551npn三极管，从而控制h桥的开关以及方向切换，利用这一特点，可以输出任意频率、占空比的方波，控制逻辑与三极管开关关系如下表1。表1chlchru7au7bu6au6bu8au8b方向10开关开关关开e+～e-01关开关开开关e-～e+00关关关关关关无按照如上表格，可以设计出不同频率不同脉宽的波形，根据实际的tens波形以及nmes波形做出设计。即按照相关设计输出的波形作用于人体后，能够用于缓解腰肌劳损疼痛，进行局部按摩，缓解静脉曲张症状。7、led电路通过r1对led灯进行限流，从而控制灯的亮度，利用io口对灯进行控制。8、屏幕电路主要配合屏幕接口进行设计，利用mmbt5551npn三极管，对屏幕进行亮灭控制。9、按键电路主要检测电平，io内部设置为上拉输入，无按键时为高电平，当按键按下后，io检测为低电平。10、霍尔传感器电路包括一霍尔传感器(优选型号为apx8131ai-trg)，用于检测有无感应磁片，若无感应磁片输出低电平，有感应磁片则输出高电平。对于电极片部分，参见图13-14。我们知道，目前，主机或电极线跟理疗电极片的连接都是用纽扣形式的暗扣互联，扣合以及取下都比较费劲，而且暗扣使用时间过长后容易造成磨损，同时不具备主机对电极片的识别功能，在主机更换不同类别的电极片后，只能由用户在主机上手动选择对应电极片的模式，使用比较繁琐。而本实施例中的电极片则可以有效的改善上述问题。该电极片主要由6部分组成，分别为磁扣6、第一保护膜1(无纺布)、感应磁片5、导电膜2、凝胶膜层3、第二保护膜4，磁扣6用于与主机的金属电极扣相连接；无纺布用于提升触摸质感；感应磁片5位于导电膜2和无纺布之间，用户不能直接观察到感应磁片5，感应磁片5用于霍尔传感器的识别，必须尽量靠近霍尔传感器侧；导电膜2用于传输电刺激信号，导电膜2有对应的阻抗要求，通过实验证明，导电膜2最远距离两端阻抗不得大于10ω，否则电刺激信号会随导电膜2阻抗的增大而减小，从而影响用户体验；凝胶膜层3用于和用户的皮肤表层接触，凝胶膜层3也有对应的指标，如粘性、透明度、颜色、阻抗等，本实施例使用的无色透明凝胶(导电水凝胶)，粘性为正常粘贴于人体表面不会自行脱落，阻抗要求不大于300kω；第二保护膜4为的pc膜，用于保护导电水凝胶，不让导电水凝胶沾染污垢后失去粘性、增大阻抗，提高导电水凝胶使用时长。为了防止磁吸扣的磁性干扰到霍尔传感器识别感应磁片5，磁吸扣与感应磁片5呈十字型，磁扣6用于和主机的金属电极扣相连，埋入的感应磁片位置给主机的霍尔传感器进行识别，此电极片有两个感应磁片5，由此区分该电极片。对于主机部分，参见图15-17。所述主机上设置有usb接口7、屏幕8、led灯9、按键10和金属电极扣11，所述屏幕8通过屏幕电路与mcu连接，所述led灯9通过led电路与mcu连接，所述按键10通过按键电路与mcu连接。所述金属电极扣11与所述电极片的磁扣6吸附连接，二者的位置和数量相匹配。在一优选实施例中，所述控制系统设置在pcb板上，通过pcb上的布线实现各个电路模块的连接，并且保证霍尔传感器所在的位置与感应磁片5的位置相对应即可，由于其为本领域技术人员的常规技术手段，故此处不赘述。通过磁吸扣的连接方式，使得主机与电极片的扣合与取下更加容易，通过电极片预埋不同位置和不同数量的感应磁片5，将电极片进行区分，主机通过霍尔传感器可以识别不同的电极片从而通过软件直接进行模式的判断，不需要用户再次调节模式，大大增加了设备的便利性。本实用新型中主机通过金属电极扣与电极片的磁扣相连接，利用这一特性可以设计不同形态的电极片，从而配合不同的刺激波形使用。电极片内嵌了两枚感应磁片，用于霍尔传感器检测，通过感应磁片，对电极片进行识别区分，从而输出不同的波形。并且这些不同的波形通过电极片作用到人体后，能够缓解腰肌劳损疼痛，进行局部按摩，缓解静脉曲张症状。并且由于其结构简单，便于携带，也能够让使用者在户外使用。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12