专利名称：一种用于产生保健治疗电信号的设定方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及产生保健治疗电信号的设定方法及其装置，尤其涉及融合现代微电脑、电子技术及电疗基础学、临床学等技术于一体的电路及其应用。
现有的一些保健和治疗的电子仪器，都以单一的治疗方法及其电路而制成的仪器，如音频治疗仪、音乐电治疗仪也是一种中频疗法的仪器，又如脉冲电针仪、电脑脉冲理疗仪、电子消炎去痛治疗仪、智能电针灸仪、痉挛肌治疗仪都是低频类的治疗仪，也包括带有微处理器的保健及电疗仪器，如电脑中频治疗仪，电脑中频治疗仪等调制中频的理疗仪器，但其价格高、多用于大中型医院。这类仪器包括低频振荡电路与中频振荡电路，二种信号共同经放大输出后即产生被调制的中频输出信号。低频振荡电路是多路并联的产生方波、梯形波、正弦波、三角波的振荡电路，并通过转换或模拟开关接通放大电路。模拟开关的周期由外设的逻辑运算电路构成并设定，周期的调节亦通过逻辑运算电路确定。未见有多种复合保健及电疗的电脑仪器。即使设计具有几种电波的治疗仪，但其输出的信号调整使用困难，功能欠缺，难以取得较理想效果，无论家庭还是医疗单位使用均不方便，还会因其性能价格比太低难以普及推广。
本发明的目的是设计和提供一种可以产生保健及治疗的复合信号，尤其产生易于调整的多种复合调制电信号，本发明的目的还在于将利用上述电信号制成保健及治疗的仪器，使其具有多种保健或治疗的性能，尤其是输出的信号调整使用简易，方便家庭和医疗单位使用，制作成本低而又操作调节方便、用途广泛的保健及治疗装置，本发明的其它目的在说明书中还有列出。
本发明的目的是这样实现的一种产生保健治疗电信号的设定方法，频率为1000-5000HZ的中频信号，经过频率从0.2-150HZ低频调制信号调制后并经放大后作为输出信号，调制低频信号一般在正弦波、三角波和方波等中选择，其特征是以低频调制信号在时间顺序上用不同波形对中频信号进行交变调制，本发明电信号的方法在二个时间中断(INTO、INTI)子程序中完成，电信号的波形由专设的波形存贮器决定。频率由INTO来完成，波形变化及工作时间由INTI组合完成，将INTO、INTI程序有机配合和内部波形寄存器的综合作用，形成更丰富多变的输出信号。二个时间中断(INTO、INTI)子程序中组合完成输出波形频率、波形变化及工作时间等。具体言之本发明电信号设定方法在主程序中采用微处理器内部寄存器地址码值作为控制指令子程序产生各种波形和时间中断，即将波型处方中寄存器地址码的输出或执行所产生的频率、波形、时间的组合，还包括将上述固定或调制的输出信号组成一系列多样的输出信号。
本发明装置中设有频率及波形调节装置，使输出信号因需而变。本发明的进一改进还包括设定2-30和输出信号供直接输出，亦由中断子程序组合而成。此信号为治疗或保健处方信号，典型的多种固定输出信号如下述1.50HZ和100HZ低频正弦(1S∶1S)，调制2000HZ中频，调幅度100％。2.用10HZ正弦波和积分波(1S∶3S)交变调制4000HZ的中频，3.用0.25-2HZ的正弦、梯形、三角波周期(1S∶1S∶1S)连续交变调制4000HZ的中频，4.低频0.25-150HZ可调制4000HZ中频波；5.低频5-50HZ的断调波调制4000H7中频，并以正弦波和积分波断调，其调制周期的比值为1S∶1S-5S，其中50HZ左右频率用于锻炼，而5-10HZ的低频多用于治疗神经失配的肌肉；6.用50HZ∶100HZ的变调(1S∶1S)中频50Hz调制度50％用于促进皮肤炎的康复和消除病位组织的粘连。7.以1.5HZ/100HZ(2S∶2S)的方波、指数波调制2000HZ的中频波。
治疗保健可以组合下述处方波形低频0.25-150HZ调制4000HZ中频波(用于模拟按摩)；低频50HZ的断调波调制4000HZ(用于锻炼肌肉)，并以正弦波和积分波断调，其调制周期的比值为1S∶1S-5S；低频0.25-150HZ可调制4000HZ中频波(用于模拟按摩)；以15HZ至1Hz低频方波调制2000HZ的中频正弦波(用于催眠)。此组合偏重保健。
治疗保健也可以组合下述处方波形50HZ与100HZ可调制2000HZ的中频波(用于镇痛)；5-10HZ的低频调制4000的中频波多半用于治疗神经失配的肌肉；15HZ至1Hz低频方波调制2000HZ的中频正弦波用于催眠；用50HZ∶100HZ的变调(1S∶1S)中频50Hz调制度50％用于促进皮肤炎的康复和消除病位组织的粘连；以5HZ/100HZ(2S∶2S)的方波、指数波调制2000HZ的中频波，对颈椎病、肩周炎和软组织损伤、关节炎等有明显作用。此组合偏重治疗。中、低频信号的频率均有一定的范围，简单的扩展并没有超出本发明的范围。
利用本发明方法而制成的装置有多种选择利用设定的程序使微处理器发生低频的各种频率及各种波形，其输出通过D/A变换或再经过一级放大后连至调制放大器输入端，中频振荡电路的输出亦连至调制放大器的另一输入端，固定或可调的程序由微处理器设定。
本发明采用现代微电脑及现代电子技术相结合，以最优的设计、简单紧凑的电路结构及带专家处方的高级软件功能而发明的一种新型家用型综合电疗仪器，输出的信号调整使用简易，适于家庭和医疗单位的方便使用。
本发明的其它特点是根据需要设定并给出适宜的刺激小的和效果好的保健和治疗信号，例如，当低频电流作用于人体时，作用的电流随频率的变化，人体的感受是不一样的，当频率为0.5-15HZ时，电流对人体有一种叩击感，即如同按摩中的叩击法，频率＜50HZ时为抖动感，频率为100-150HZ时，在电极下有明显的束缚坚压感，应用低频电调制中频后，具有作用强度大而无刺激感的优点。因此按摩波形为可调节的按摩波，给人以叩击、揉、捏、挤压等各种感觉。
利用微处理器设定的固定或可调程序可以方便的组合产生最佳的治疗或保健用电波的方案。例如，用于家用型装置，主要利用固定的波形程序，固定有5-20种常用波形。如综合上述50HZ与100HZ可调制2000HZ的中频波用于镇痛；低频0.25-150HZ可调制4000HZ中频波用于模拟按摩；低频5-50HZ的断调波调制4000HZ用于锻炼肌肉，并以正弦波和积分波断调，其调制周期的比值为1S∶1S-5S，其中50HZ左右频率用于锻炼，而5-10HZ的低频多半用于治疗神经失配的肌肉；从15HZ至1Hz低频方波调制2000HZ的中频正弦波用于催眠；用50HZ∶100HZ的变调(1S∶1S)中频50Hz调制度50％用于促进皮肤炎的康复和消除病位组织的粘连；以1.5HZ/100HZ(2S∶2S)的方波，指数波调制2000HZ的中频波，对颈椎病、肩周炎和软组织损伤、关节炎等有明显作用。作用于人体的时间一般为5-30分钟。构成了更加完备的装置。以上涉及波型治疗的机制和效果，不但有相当符合的医学原理和人体病理机制的还有着临床方面的验证。
如果适用医疗单位和熟练的消费者使用本发明装置，设有的调节装置可以方便进行。进行有关参数的调节，如频率，调制波形的时间之比，作用时间和强度等。尤其方便进行主处方和辅助处方的调正和新增，可以将各种治疗波形有机组合成更能因症施治的处方波形，便于到更好的保健或锻炼和治疗效果。
本发明成本及价格低，性能价格比高，尤其适用于家庭使用，因此，可望得到最广的市场响应。本发明的治疗效果如下如述
治 疗 组对 照 组病 种例数 痊愈 显著好转 好转 无效 例数 痊愈 显著好转 好转 无效神经衰弱 7 0 3 3 1 5 0 0 3 2骨质增生 8 0 3 5 0 5 0 0 5 0硬结 8 2 6 0 0 5 2 1 2 0颈椎病 8 1 6 0 1 5 0 0 5 0软组织损伤 8 4 0 4 0 5 1 1 3 0肌劳损 8 2 0 6 0 5 1 0 4 0肩周炎 8 0 0 8 0 5 1 0 4 0软组织扭挫伤 8 4 1 3 0 5 2 0 3 0合计63 13 19 29 240 7 2 29 2治 疗 组 对 照 组病 种例数 痊愈 显效 有效 无效 例数 痊愈 显效 有效 无效软组织扭挫伤 82 24 0 5 1 2 2 0肩周炎80 15 2 5 1 1 3 0颈椎病80 26 0 5 0 1 4 0腰椎间盘突出症80 25 1 5 0 1 3 1瘢痕硬节粘连 102 43 1 6 1 3 2 0骨性关节炎80 25 1 5 0 1 3 1不全肠麻痹85 12 0 4 1 0 1 2习惯性便秘慢性前列腺炎140 28 4 5 0 1 3 1前列腺肥大慢性咽喉炎80 17 0 5 0 1 4 0声带小结周围神经麻痹 71 33 0 3 0 1 2 0失眠 80 06 2 5 0 1 4 0附件炎70 33 1 5 0 1 3 1尿潴留66 00 0 5 5 0 0 0合 计 108 16 23 5712 63 91434 6总有效率 88.89％ 90.48％显效率 36.11％ 36.51％经统计学检验，P＞0.05治疗组与对照组间疗效无差异。
对照组为使用大型电脑中频仪所得到的疗效，这是电脑中频仪最重要的功能。
以下结合附图和通过实施例对本发明作进一步说明
图1为本发明的结构框2为本发明的实施例电路图，含CPU的部分，包括二级低频调制电路和中频发生电路图3为本发明的实施例电路图，图2的另一半，包括输出电路和保护控制电路图4本发明的实施例电路图，包括电源电路和保护电路图5为本发明的实施例输出电路波形图(一次调制波形)图6为本发明的实施例输出电路波形图(二次调制波形)图7为本发明的主程序框8为本发明的初始化程序框9为本发明的定时器0中断程序框图(中断INT0程序框图)图10为本发明的定时器1中断程序框图(中断INT1程序框图)本发明的电路原理框图如附图1所示，CPU及附设的晶振及人机界面(包括键盘和复位按钮等)，从CPU输出口连接液晶接口和液晶显示，另通过连至低频发生器及调制电路，低频发生器连接CPU的输出端，并由CPU给出低频三角波，正弦波等信号。从CPU还连出强度控制调制电路控制并调节低频发生器及单调制电路的输出，最后经功率放大和升压后作为整机输出，输出端设有输出保护控制反馈。框图中还给出变压器和电源装置。强度控制调制电路为在输出端串有光耦D1。光耦的输出连接功放电路的输入端V1、V2。
以下就方法和附图作一一介绍1、中频选择器1它由模拟开关N4(4051)及其电阻网络R2-22组成，在电脑控制下，通过压控振荡器N7(8038)产生1.8-6K的8种中频信号。
中频发生器用函数发生器ICL8038构成。当函数发生器8038扫描输入加上一变化的电压时，可得到不同频率的输出信号，如果调节适当，频率摆动范围为最高频率与最低频率之比。8038的这个范围可超过100∶1(此时调制信号应加在第8脚和Voc(第6脚)之间)，得到较小的频偏，调制信号可直接加第8脚，本电路就是利用这一原理构成的压控振荡器。把电压控制在1.7-5V产生一定频率范围的振荡电路中的振荡频率由R27、R28、C9及8脚的电压决定。振荡频率由R27、R28、C9与8脚电压的值决定，并与之成反比。
由CD4051模拟开关及电阻网络组成的程控电压电路分别可产生2K-5.5KHZ的振荡，其对应2.17-4.09V的电压。中频正弦波信号经8038的2脚输出。此信号必经再次缓冲放大。N2B运放即完成缓冲放大，放大倍数为2.55。输出为4V的正弦波信号。
中频信号由Y脚的信号输入至DAC0832(N1)的Vref端，与0832产生的D/A转换信号相乘，即为D/A的最终输出(N1A的1脚)。
当Vref输入信号为-5V时，D/A信号可直接产生低频脉冲或其它低频信号。当Vref输入信号为5V的中频正弦波时，当D/A数据固定不变时可产生音频电疗法，即产生调制信号即为本仪器的最主要的一疗法中频调制电疗法。
在输出强度控制及二次调制电路中，本电路由一片DAC0832构成，其工作原理与低频发生器完全类似，即Vref的信号和DAC0832D/A变换的电压构成一乘法器，即可控制输出波形的强度，当DAC0832D/A变换产生的电压为一有规律的特低频信号时(本仪器选用1/2HZ)，Vref信号和D/A产生的电压再次相乘构成再调制电路。
经强度控制的信号经C7和R24的滤波选择经一级缓冲隔离后输入至功率放大器。
功放电路由输出强度调整电路、耦合电路、功放集成电路、输出保护电路、滤波电路等组成。由于信号前级经信号发生器，波形选择器信号放大缓冲等通道，因多级误差。会造成信号幅度的一些差异，为使产生的输出能满足一致性，不致造成太多的误差，故在这里选用了一分压调节电路，此电路中用2K的电位器调节功能的输出电压值，使输出电压值为10V的正弦调制信号。
2.波形选择器2它由一片模拟开关组成，它决定输出电流为中频电流还是低频电流，控制引脚分别是A、B，当A＝0，B＝0时，仪器输中频电流或直流电流，当A＝0，B＝1，输出为低频电流。
3、低频发生器兼调制器它由一片D/A N1(0832)构成，电脑根据其输出低频的频率，脉冲或波形等参数输出，经D/A变换输出低频波，并由D/A一端N，Uref做乘法器控制信号，即完成中频调制。
4、输出强度控制器兼二次调制器，由D/A N2(0832)完成幅度控制，并由D/A一端N2，Uref做乘法器控制信号，完成调制。
5、在电源电路中提供电路工作所需的工作电压±5V，±12V。未及更详细说明的具体电路在图中均有明示。
CPU及液晶驱动部分典型的CPU为8051(8752)，主要完成液晶显示控制、按键响应、低频波形形成放大倍数(即强度)控制、低频、中频波形转换。治疗波形(处方)的选择，液晶工作时间、工作频率、通/断比控制等。
CPU中定时器定时器0主要完成低频脉冲的脉宽、频率的时间控制及调制低频波形的频率控制。定时器定时时间因处方不同分别由以上三个参数确定低频脉宽100us＜PW＜5ms，低频频率0.2Hz＜f＜150Hz。
定时器1定时器1定时时间为100ms。它主要控制机器的工作时间(即治疗时间)5-60min可调。由三个寄存器表示工作时间定时器1除完成工作时间控制外，也完成同一处方波形变换的时间控制，短时间控制分别用寄存器T1-T4及T控制(变化方式为四种波形)。时间100ms-25s。长时间控制分别用寄存器TIMELA表示，变化方式有3种时间为1-60分钟任意控制。(见程序框图)操作键为MODE、INC、DEC、OUT四个键，四个键利用P1.0-P1.3四位I/O来判断键盘状态。复位时P1.0-P1.3为高电平。
MODE键每一次响应，即改变一个调节状况，依次为处方、时间、频率、通/断比、强度并依次循环；每到一状态，调节数字闪烁，参见图9INC递增键分别调节处方、时间、频率、通/断、强度的数据递增DEC递减键分别调节处方、时间、频率、通/断、强度等六种数据递减OUT直接输出键当时间、频率、通/断无须调节，直接按OUT键再按INC或DEC键直接输出。
复位键CPU的RESET脚为低电平时，产生一次复位。
存贮器应用内部8K的程序存贮器，其中有执行程序，数据代码段，执行程序含初始化程序，主程序，2个中断程序及其它子程序31个，数据代码主要有主处方代码16个，辅助处方代码5个，频率转换及脉宽代码(100us-5ms)，频率参数代码，低频波形代码，10H三角度，11H斜三角波，12H正弦波，13H非对称三角波，14H方波，15H疏正弦波，16H指数波，17H梯形波，18H积分波19H无波形1AH积分波1BH50％调制正弦波。
液晶显示驱动部分可应用字符型液晶显示驱动器，如DV-16110型。
低频发生器及一次调制器用DAC0832是8位D/A转换器等构成，芯片内部自带8位输入锁存器及8位DAC寄存器，故其与单片机的接口非常简单。ID1-7数据输入线，它的值D决定D/A输出大小。Vref基准电源输入引脚。fb反馈信号输入引脚，反馈电阻在芯片内部。BAC0832为电流输出型，如需要电压信号，则需完成电流信号到电压信号的转换，这个转换由074(N5A)完成。如上图所示，设输入数线为D，Vref为Vin，TL074输出为V15。Vout为中频信号，Vin为中频信号，其频率为2-5.5Hz，其波形如图，为低频信号和中频信号的乘积。设中频信号Vin＝VOsinw2和低频信号为VlsinwO。则Vout的波形为二者的积，如图5c所示。
强度控制器及二次调制器(即双调制)基本实现原理和低频发生器及一次调制器相同。参见附图。ID0-7为强度控制信号，如ID0-7固定不变，即为一般的输出强度控制，如ID0-7的值随一定时间变化时，即完成二次调制。若ID0-7的数据为D′，TL074的输出为Vout时，Vout波形如图6c所示。
本发明的程序如图给出了主程序和定时器0和定时器1中断子程序，另还包括初始化程序、功能键处理子程序，处方调用子程序，数据显示子程序，清屏子程序和延时子程序等等，共有32个子程序。
主程序主要完成液晶显示及熄灭；键盘处理、治疗结束等等。定时器0、1中断程序在源程序中(见程序框图)均有说明。
在本程序中，应用了21H-5BH的内部寄存器非处方寄存器为20-2DH，4E-5BH，处方寄存器为32字节，地址为2E-4DH。
WACON1(2E)处方输出方式寄存器1；WACON(2F)处方输出方式寄存器2。
FM1(30H)中频控制器1 FM2(31H)中频控制器2(注FM1 FM2送FM)T1(34H)波形自动变化时间控制器1 T2(35H)波形自动变化时间控制器2T3(36H)波形自动变化时间控制器3 T4(37H)波形自动变化时间控制器4T5(32H)通时间数据(10-90)T6(32H)断时间数据(0-90)(注T1-T4)送T寄存器FL2(38H)低频频率1控制时间高位数据寄存器FL1(39H)低频频率1控制时间低位数据寄存器FL4(3AH)低频频率2控制时间高位数据寄存器FL3(3BH)低频频率2控制时间低位数据寄存器FL6(3CH)低频频率3控制时间高位数据寄存器FL5(3DH)低频频率3控制时间低位数据寄存器FL8(3EH)低频频率4控制时间高位数据寄存器FL7(3FH)低频频率4控制时间低位数据寄存器注以上数据在频率变化时送THRH，THRL寄存器FLA1(40H)低频波形地址1 FLA2(41H)低频波形地址2FLA3(42H)低频波形地址3 FLA4(43H)低频波形地址4注以上数据为波形变化时用，例随时可产生指数，正弦等波程序执行时，送SINH寄存器。
PPAL(44H)自动变频时，频率的起始地址PPAL(45H)自动变频时，频率的最低地址PPAL(46H)自动变频时，频率的最高地址IAD(47H)自动变频时，频率的跨度注以上四个寄存器为自动变频时用，即可取得频率值，又可得到相应的脉冲值。
FREC(48H)频率质量寄存器TIMELA(49)处方作用时间寄存器TIME(4AH)治疗时间寄存器P10UT(4BH)输出波形控制寄存器CFAP1(4CH)辅助处方1地址寄存器CFAD2(4DH)辅助处方2地址寄存器如上所述，本发明编有10个处方，但是，将同类的相似功能的处方编在一道可以制成专门的有几种复合信号的且疗效可以控制的装置。例如，制成上述方法所述的偏重保健和偏重治疗的不同型号的装置。
同理，利用波型处方中寄存器地址码的输出或执行的频率、波形、时间的组合，容易构成新的治疗波形处方。
权利要求
1.一种产生保健治疗电信号的设定方法，频率为1000-5000HZ的中频信号，经过频率从0.2-150HZ低频调制信号调制后并经放大后作为输出信号，调制低频信号一般在正弦波、三角波和方波等中选择，其特征是以低频调制信号在时间顺序上用不同波形对中频信号进行交变调制，本发明电信号的方法在二个时间中断(INTO、INTI)子程序中完成，电信号的波形由专设的波形存贮器决定，频率、波形变化及工作时间由二个时间中断子程序组合完成，即在主程序中采用微处理器内部寄存器地址码值作为控制指令子程序产生各种波形和时间中断，将波型处方中寄存器地址码的输出或执行频率、波形、时间的组合。
2.由权利要求1所述的产生保健治疗电信号的设定方法，其特征是利用微处理器设定固定2-30种程序输出信号供直接输出，亦由中断子程序组合而成。
3.由权利要求1所述的产生保健治疗电信号的设定方法，其特征是组合设有如下波型1).50HZ和100HZ低频正弦(1S∶1S)，调制2000HZ中频，调幅度100％。2).用10HZ正弦波和积分波(1S∶3S)交变调制4000HZ的中频，3).用0.25-2HZ的正弦、梯形、三角波周期(1S∶1S∶1S)连续交变调制4000HZ的中频，4).低频0.25-150HZ可调制4000HZ中频波；5).低频5-50HZ的断调波调制4000HZ中频，并以正弦波和积分波断调，其调制周期的比值为1S∶1S-5S，其中50HZ左右频率用于锻炼，而5-10HZ的低频多用于治疗神经失配的肌肉；6).用50HZ∶100HZ的变调(1S∶1S)中频50Hz调制度50％用于促进皮肤炎的康复和消除病体的粘连；7).以1.5HZ/100HZ(2S∶2S)的方波、指数波调制2000HZ的中频波。
4.由权利要求1、2所述的产生保健治疗电信号的设定方法，其特征是利用微处理器设定如下波型，并包括低频0.25-150HZ调制4000HZ中频波；低频50HZ的断调波调制4000HZ，并以正弦波和积分波断调，其调制周期的比值为1S∶1S-5S；低频0.25-150HZ可调制4000HZ中频波；以1.5HZ至1Hz低频方波调制2000HZ的中频正弦波。
5.由权利要求1、2所述的产生保健治疗电信号的设定方法，其特征是利用微处理器设定如下波型，并包括50HZ与100HZ可调制2000HZ的中频波；5-10HZ的低频调制4000的中频波；1.5HZ至1Hz低频方波调制2000HZ的中频正弦波；用50HZ∶100HZ的变调(1S∶1S)中频50Hz调制度50％；以5HZ/100HZ(2S∶2S)的方波、指数波调制2000HZ的中频波。
6.一种产生保健治疗电信号的装置，包括微处理器低频调制振荡电路与中频振荡电路，二种信号共同经放大输出后即产生被调制的中频输出信号，低频振荡电路产生方波、梯形波、正弦波、三角波，其特征是所述低频振荡电路以微处理器电路构成，其输出通过D/A变换或再经过一级放大后连至调制放大器输入端，由微处理器产生低频的各种频率及各种波形的信号，中频振荡电路的输出亦连至调制放大器的另一输入端，固定或可调的治疗程序由微处理器设定。
7.由权利要求6所述的产生保健治疗电信号的装置，其特征是所述调制放大器为D/A本身构成，D/A一端(Uref)为输入中频的信号。
8.由权利要求7所述的产生保健治疗电信号的装置，其特征是在所述调制放大器后设有二次调制放大器，亦为产生更低频的D/A本身构成，从第一级D/A的输出端连接第二级D/A的输入端，作为被调制信号。
9.由权利要求6、7所述的产生保健治疗电信号的装置，其特征是设有的强度控制调制电路是在输出端串有光耦，用于上下电或输出过强保护。
全文摘要
一种产生保健治疗电信号的设定方法及其装置,以频率为1000—5000Hz的中频信号,经过频率从0.2—150Hz低频调制信号调制后并经放大后作为输出信号,以低频调制信号在时间顺序上用不同波形对中频信号进行交变调制,本发明电信号的方法在二个时间中断子程序中完成,电信号的波形由专设的波形存贮器决定,频率、波形变化及工作时间由二个时间中断子程序组合完成,以微处理器为核心的装置能构成适合家用和医院使用的疗效好、性能性格比高的仪器。
文档编号A61N1/32GK1194872SQ9710690
公开日1998年10月7日 申请日期1997年3月31日 优先权日1997年3月31日
发明者吴思伟 申请人:北京路德有限责任公司