专利名称：数字化袖珍肝病治疗仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字化袖珍肝病治疗仪的技术方案及其产品，属于通过接触电极施加电流的电疗仪范畴。
在中国，约15-20％的人口(即约2亿人)携带有乙肝病毒，其中绝大多数都有肝脏的炎症反应，随着时同的推移，将会给他们带来严重的健康问题；国家对此十分重视，十余年来始终把乙肝防治研究列为国家科技重点攻关项目。至今，在世界范围内仍无突破性进展，药物治疗效果不确定，还增加肝脏负担，不宜长期使用；而非药物的物理疗法中的脉冲电疗方法日益受到医学界的关注，它可以发挥物理及中医经络两种因素的作用，理疗学上根据脉冲电流的生理学特征将频率低于1KHz的定为低频脉冲电流，频率为1KHz-10KHz的定为中频脉冲电流，脉冲电疗法多采用低频和中频脉冲电流，且主张二者结合使用，即低频调制中频，中频对人体具有较好的物理治疗作用，用低频(尤其是波形、频率、强度不断变化的低频)来调制中频，可大大降低人体对治疗的适应性，增强其疗效；经过多年反复的实践，我们发现用波形、频率、强度不断变化的低频(低于150Hz)脉冲调制中频(高于2KHz)的方波或尖波脉冲，通过2对以上电极(注此处及以下所指“2对以上电极”均包含2对电极)同时施加于人体4个以上穴位或部位，每对电极按照治疗处方独立调节、独立输出其各自波形、频率、强度的电流，依此治疗效果十分理想，较长时间使用亦无副作用。如果能将此种治疗方法推广普及开来，定将使广大患者深受其益。
目前，临床上用于肝病治疗的脉冲电疗仪器，主要有两种一是北京伟力公司的伟力肝病治疗仪(简称伟力仪)，另一是北京宏波公司的宏科肝病治疗仪(简称宏科仪)。
二者从仪器所实现的医用功能看这两种仪器的治疗原理均为利用特定的脉冲电流作用于人体的穴位或局部部位而产生相应的治疗效能；伟力仪仅有低频脉冲，宏科仅虽有对疾病治疗有积极效果的中频脉冲(低频调制中频)，但波形单一、变化形式不多(仅有低频三个固定频率档次的变化、且需手动调节)，易为人体所适应而降低疗效；无法存储有效的治疗方案。
二者从仪器制作的技术方面看在脉冲发生方面均完全采用模拟技术(或传统的电子电路技术)实现，波形不易规整，人体感觉不适；整机结构复杂，元器件使用过多，易出故障，性能不稳定，能耗亦大；非程序控制，调节不灵活，变化不丰富，无法满足肝病临床上多种多样的治疗要求，以致治疗效果大打折扣；性能/价格比低。
二者从应用方面看价格昂贵(伟力仪人民币45000元/台，宏科仪人民币12000元/台)，体积大，治疗只适于在医院开展，给广大患者接受治疗带来不便，亦严重阻碍了该项治疗的推广应用。
从两种专利公开号为CN1091045A、CN1096966A的肝病治疗仪之专利文献看，与上述两种治疗仪相比，前者主要是增加了永磁体电极，有电磁两种作用，后者主要是将电极改为柱状手握电极及片状电极，而在医用功能、技术、应用方面无其他新意。
从专利公开号为CN1068045A便携式脉冲调制中频治疗仪、CN1090781A超小型程控电子按摩治疗仪的专利文献看，与上述仪器相比，制作技术上虽实现了部分程序控制，但实质上仍采用模拟技术(或传统的电子电路技术)，医用功能亦无明显特别之处，虽称之为便携式或超小型，但要满足多路(2对以上电极)同步输出独立的低频、中频或其调制的波形并能灵活控制的肝病治疗要求，则其所用技术就要成倍增加元器件，构筑复杂电路，也就无法真正实现便携式或超小型了。
为使该项治疗由医院走进千家万户，让广大患者随身携带治疗仪便利地接受治疗，本发明利用单片机的完全数字化的思想及其技术方案，改进现有的生产技术方案，来生产能充分满足肝病治疗需要的产品，以此填补长期以来未能实现的既能多路(2对以上电极)同步独立输出低频、中频及其灵活调制组合的脉冲电流，又结构简洁，且价格低、微型化的肝病治疗仪的制造问题；同时亦为适应国际电子技术全面数字化的新趋势，实现医用电子技术由模拟化向数字化的彻底转变作出贡献。
本发明的上述目的是这样实现的采用完全数字化技术方案的数字化袖珍肝病治疗仪，其脉冲电流的发生及控制均由数字化技术实现，仪器由单片机和其外围辅助电路组成，所述单片机仅为一片8位单片机或一片8位以上单片机。
所述数字化技术完全由单片机承担，即至少能同时实现如下功能的数字化技术，无需借助其他元器件只由一片8位单片机或一片8位以上单片机即可实现①低频脉冲波(小于150Hz)、中频脉冲波(大干2000Hz)及其调制组合波形的发生和其信号输出；②仪器所有控制调节信号的接收、处理、输出；③多路(2对以上电极)独立脉冲电流信号的同步输出及其独立控制调节；④仪器工作状态显示信号的输出。
图1为数字化袖珍肝病治疗仪的结构及原理框2为数字化袖珍肝病治疗仪的外观示意2为数字化袖珍肝病治疗仪实施例之一的电路1中，单片机1内均含有中央处理器CPU11，只读存储器ROM12(用于存放多个固定治疗处方及波形数据)，随机存储器RAM13(用于存放仪器工作时所用治疗处方及其参数以及用户存储的治疗处方)，D-A转换器14，输入输出端口15；单片机1按照治疗处方在CPU11的控制下，从RAM13(或ROM12)中取得所需所有参数，按照有关参数调用ROM12中存储的所需波型数据(中频、低频脉冲波或其调制波)，经D-A转换器14，将波形信号送入输入输出端口15，输入输出端口15在CPU11的控制下，将波形信号及有关控制信号由相应的输出端口传送给升压、输出电路4，从相应的端口输出工作状态信号和接收键盘33输入信号，以实现至少上述①-④项满足肝病治疗需要的功能。
图1中，外围辅助电路只需要由电源电路2，人机对话操作电路3，升压、输出电路4组成；电源电路2由内置电池及外接电源两组电路组成，以提供仪器所需直流电源；人机对话操作电路3由液晶显示器LCD31，蜂鸣器32，键盘33组成，液晶显示器LCD31显示单片机1提供的仪器工作状态及操作信息，蜂鸣器32提示有关功能及操作信息，键盘33中的按键向单片机1(CPU11及RAM13)输入参数调整或程序终止信息；升压、输出电路4由多路输出电路41，升压电路42(主要是变压器)，电极43组成，多路输出电路41由单片机1控制从相应输出端口接收波形(脉冲电流)信号输送给相应的升压电路42，升压电路42由单片机1控制调节电流强弱，电极43将升压电路的电流送至人体。
采用完全数字化技术方案的数字化袖珍肝病治疗仪最佳实施方案是只由一片8位单片机和外围辅助电路组成，该8位单片机体积为长25mm、宽20mm、高2.5mm或长22mm、宽22mm、高2.5mm，单片机内部含有CPU、ROM、RAM、D-A转换器、各种输入输出端口(含LCD端口)等，辅助电路中再无其他单片机。
如图1，本发明的基本工作原理是电源电路2开启后，单片机1按默认的或选定的治疗处方在CPU11的控制下从RAM13(或ROM12)中取得或通过人机对话3获得操作者所需所有参数，再按照有关参数从单片机的ROM12中调用所需的波型数据(中频、低频脉冲波或其调制波)，经其D-A转换器14，由输入输出端口15中相应的输出端口将信号传送给升压、输出电路4，再由多路输出电路41按用户的控制参数经不同的输出电路同步输出电流给相应的升压电路，由升压电路42按用户的控制参数调节输出电流的强弱，最后经相应的输出电极43将所需电流输送给人体，同时，单片机1将有关信息送至LCD31提示给操作者；操作者在程序执行过程(即治疗过程)中可随时根据需要通过人机对话3中的LCD31了解有关信息，并可通过键盘33中的按键调整参数或终止程序；单片机可将多次用户所执行的治疗处方及参数按用户治疗处方的形式分别存放在RAM13中，以便再次使用这些参数时可直接调用；有关功能或操作有蜂鸣器提示。
图2中，5为液晶显示器LCD显示屏幕，6为键盘按键，7为外接电源输入插孔，8为仪器机壳，9为脉冲电流输出导线及电极。
图3中，101对应于图1中单片机1,102对应于图1中电源电路2,1031对应于图1中液晶显示器LCD31,1032对应于图1中蜂鸣器32,1033对应于图1中键盘33,104对应于图1中升压、输出电路4。
使用举例说明某位大三阳、肝功能异常的慢性乙型肝炎患者，第一次使用本治疗仪时，开机后可通过人机对话的方式从LCD屏幕上显示的10余个肝病治疗处方中，选择“大三阳、肝功能异常”处方，并按说明书的要求将4对电极贴于人体相应的穴位及部位，按一下键盘的“启动”按键，治疗即可开始，治疗处方所设定的脉冲电流将从相应的电极输送给相应的穴位及部位，发挥其治疗作用；针对个体的差异，治疗过程中治疗仪的电流强度可随时调节，以调节到人体能耐受、感觉舒适为宜，如该患者觉得其中某对电极的电流过弱(或过强)，可即时按“暂停”键，暂停治疗，通过其他选择键选定所指电极，按电流强弱选择键，将电流强度调到合适的位置，再按“启动”键即可按新的参数继续余下治疗；治疗结束后患者如觉得此次治疗处方及参数非常合适，可将其存入LCD屏幕上显示的几个用户治疗处方中的一个中，以便下次使用时可直接调用它来治疗，方便患者使用。如果该患者同时又患有脂肪肝，那么按照说明书及根据患者具体情况，可在“大三阳、肝功能异常”处方治疗完后，换“脂肪肝”处方治疗，或在“大三阳、肝功能异常”处方治疗倘未结束时中断，换选“脂肪肝”处方进行治疗，亦可两种处方隔天交替进行。中断、结束及所有操作等均有相应的蜂鸣音提示给使用者。
本发明由于采用了完全数字化的思想及其技术方案，因而与现有技术相比，其相应产品数字化袖珍肝病治疗仪具有如下优点①技术先进由于采用全数字化技术，充分利用单片机的数据处理及控制功能，整机波形规整多样，变化丰富，控制灵活，一改以往的模拟技术(或传统电子电路方法)为了实现某一波形的发生、调制组合及其复杂的输出控制，需要搭配很多元器件组成复杂电路，甚至由于电路组成太过复杂，以致有些功能技术上无法很好实现的被动局面。
②结构简洁，性能可靠整机只有一块单片机芯片和相应的辅助电路组成，因而结构简洁，模块清晰；由于元器件数大为减少，故障发生机率亦下降，因而整机性能可靠。
③易于升级换代及维护由于结构简洁，模块清晰，各部分之间独立性强，因而各部分的升级换代及维护将十分方便，尤其是单片机部分，甚至只将其治疗处方作些修改，整机硬件不变就能使整机的功能产生很大的变化，一方面能不断优化原有治疗处方及有关数据，提高疗效，另一方面也可采用新的治疗处方用于其他疾病的治疗。
④能耗低由于单片机能耗小，加之节省了大量的波形发生、组合、控制等方面元器件，使整机的能量消耗主要用于治疗能量的输出上，无用能量消耗得到了最大程度的降低。
⑤体积小、携带方浸、便于使用，同时功能全面由于采用了完全数字化技术，一片单片机取代了原技术中的许多元器件，并且具备肝病治疗所需要的全部功能，因而其体积小是真正意义上的体积小，而非舍弃部分功能的简单体积缩小，如体积缩小了，但不能2对以上电极同步输出独立的波形，或不能兼备低频、中频或其调制的波形等，做到了真正可随身携带。
⑥价格低，性能/价格比高本发明所述的8位单片机每片人民币30元，整机造价每台人民币不超过100元，且具备较高的性能，易于普及推广。
⑦防止交叉感染由于治疗仪体积小、价格低，患者可以自己购买，一人专用，这样对于肝炎这类传染病来说，就能避免一台仪器在医院多人使用，容易引起不同病情的患者之间交叉感染的问题。
⑧治疗效果好经广州中医药大学附属珠海市中医院肝病科临床应用，效果十分满意，与宏科仪相比，本数字化袖珍肝病治疗仪的症状缓解率、肝功能复常率、HBeAg阴转率等均较之高，经统计学处理，差异有显著性意义。
本发明的显著意义就在于①实现了肝病治疗仪的制造技术由模拟化向数字化的彻底转变，有力地推动了医用电子技术从设计思想到生产技术的向前发展；②真正改变了肝病非药物治疗需要在医院进行的传统模式，对肝病的非药物疗法的推广普及有十分积极的作用，促进了医疗卫生及保健服务走向社会，将使广大患者深为受益。
权利要求
1．一种采用完全数字化技术方案的数字化袖珍肝病治疗仪，其特征在于其脉冲电流的发生及控制均由数字化技术实现，仪器由单片机和其外围辅助电路组成，所述单片机仅为一片8位单片机或一片8位以上单片机，所述外围辅助电路只需要电源电路，升压、输出电路，人机对话操作电路。
2．根据权利要求1所述的数字化袖珍肝病治疗仪，其特征在于所述的数字化技术完全由单片机承担，即至少能同时实现如下功能的数字化技术，无需借助其他元器件只由一片8位单片机或一片8位以上单片机即可实现①低频脉冲波(小于150Hz)、中频脉冲波(大于2000Hz)及其调制组合波形的发生和其信号输出；②仪器所有控制调节信号的接收、处理、输出；③多路(2对或2对以上电极)独立脉冲电流信号的同步输出及其独立控制调节；④仪器工作状态显示信号的输出。
3．根据权利要求1所述的数字化袖珍肝病治疗仪，其特征在于所述单片机内均含有中央处理器CPU11，只读存储器ROM12(用于存放多个固定治疗处方及波形数据)，随机存储器RAM13(用于存放仪器工作时所用治疗处方及其参数以及用户存储的治疗处方)，D-A转换器14，输入输出端口15，单片机1按照治疗处方在CPU11的控制下，从RAM13(或ROM12)中取得所需所有参数，按照有关参数调用ROM12中存储的所需波型数据(中频、低频脉冲波或其调制波)，经D-A转换器14，将波形信号送入输入输出端口15，输入输出端口15在CPU11的控制下，将波形信号及有关控制信号由相应的输出端口传送给升压、输出电路4，并从相应的端口输出工作状态信号和接收键盘33输入信号，以实现如权利要求2所述的功能。
4．根据权利要求1所述的数字化袖珍肝病治疗仪，其特征在于所述外围辅助电路由电源电路2，人机对话操作电路3，升压、输出电路4组成，电源电路2由内量电池或外接电源两组电路组成，以提供仪器所需直流电源，人机对话操作电路3由液晶显示器LCD31，蜂鸣器32，键盘33组成，液晶显示器LCD31显示单片机1提供的仪器工作状态及操作信息，蜂鸣器32提示有关功能及操作信息，键盘33中的按键向单片机1(CPU11及RAM13)输入参数调整或程序终止信息，升压、输出电路4由多路输出电路41，升压电路42(主要为变压器)，电极43组成，多路输出电路41由单片机1控制从相应输出端口接收波形(脉冲电流)信号输送给相应的升压电路42，升压电路42由单片机1控制调节电流强弱，电极43将升压电路的电流送至人体。
5．根据权利要求1所述的数字化袖珍肝病治疗仅，其特征在于其最佳实施方案是只由一片8位单片机和外围辅助电路组成，辅助电路中再无其他单片机。
全文摘要
数字化袖珍肝病治疗仪,属通过接触电极施加电流的电疗仪,其脉冲电流的发生及控制均完全采用数字化技术实现,仪器由单片机和其外围辅助电路组成,所述单片机仅为一片8位以上单片机,辅助电路中再无其他单片机;该仪既能多路同步独立输出低频、中频及其灵活调制组合的脉冲电流,又结构简洁,且价格低、微型化便于携带;用于肝病治疗,效果十分理想。
文档编号A61N1/32GK1221635SQ9711433
公开日1999年7月7日 申请日期1997年12月29日 优先权日1997年12月29日
发明者郝慧卿, 张均倡 申请人:郝慧卿