程控電熱治療儀的製作方法

2023-09-21 14:04:30 1

專利名稱：程控電熱治療儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種程控電熱治療儀，屬於通過接觸電極施加交變或間歇電流的物理治療儀。
現有的電熱治療儀大都是由分立元件和中小規模集成電路製成的，如中國專利CN 86 2 00242 U《熱電綜合治療儀》，它由電療、熱療和計時三部分組成。電療部分由150、100、50、25Hz調製波及其組成的四種組合波，調製2、4、6KHz載波頻率，然後輸出波寬為1、2、4ms三種單向或雙向方波。熱療部分用繼電器的吸、斷來控制加熱電流的通斷。計時部分由電阻和電容(R、C)組成的一個大的時間常數來計時，以告警治療時間的結束。其不足之處是1.調製波只有150、100、50、25Hz頻率變化，而無波形變化；2.載波頻率和調製波寬也分別只有2、4、6KHz和1、2、4ms三種變化，不能滿足臨床多種變化的治療要求；3.熱療部分使用繼電器控制加熱電流，時間久了接點易氧化，從而造成接觸不良，影響使用壽命；4.採用R、C時間常數計時，不僅操作麻煩，而且計時不易準確。
本發明的目的是提出一種程控電熱治療儀。
本發明的目的是這樣實現的本程控電熱治療儀由單片機控制系統、低、中頻脈衝電流發生系統、溫度採樣系統、加熱系統和用戶作業系統等組成。醫護人員通過用戶作業系統與單片機控制系統構成人機對話，控制整機的工作。低、中頻脈衝電流發生系統在單片機控制系統的控制下，產生低頻脈衝、等幅中頻雙向方波和兩者的調製波，並將其送至低、中頻脈衝電流發生系統中的複合電極中的脈衝治療電極板，以對患者進行電療。溫度採樣系統將採集到的溫度變化信號送至單片機控制系統，由單片機控制系統控制加熱系統輸出的電流大小，從而使溫度保持在設置的數值，以達到對患者溫熱治療的目的。
本發明的優點是1.由於採用單片機控制，故可以任意編制多種調製波形，能滿足人體不同部位疾病的治療要求；2.調製頻率和載波頻率在一個較寬的頻帶內可以任意選擇；3.調製波寬和治療時間可以任意設置，並且可以把上述參數編製成各種專用治療程序儲存起來，治療時，可以隨時調出；4.有遙控器可由患者自行調節低、中頻脈衝電流強度和電極溫度，從而克服了治療過程中人體產生的適應效應，達到最佳的治療效果；5.熱療、計時和報警都由單片機按程序控制，操作簡單，準確可靠。
本發明的附圖有

圖1程控電熱治療儀總體框圖。
圖2程控電熱治療儀電路原理框圖。
圖3程控電熱治療儀結構框圖。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述圖1為程控電熱治療儀總體框圖。本程控電熱治療儀由單片機控制系統22、低、中頻脈衝電流發生系統23、溫度採樣系統24、加熱系統25和用戶作業系統26等組成。醫護人員通過用戶作業系統26與單片機控制系統22構成人機對話，控制整機的工作狀態。低、中頻脈衝電流發生系統23在單片機控制系統22的控制下，產生低頻脈衝、等幅中頻雙向方波和兩者的調製波，並將其送至低、中頻脈衝電流發生系統23中的複合電極中的脈衝治療電極板，以對患者進行電療。溫度採樣系統24是將採集到的溫度變化信號送至單片機控制系統22，由單片機控制系統22控制加熱系統25輸出的電流大小，從而使溫度保持在設置的數值，以達到對患者溫熱治療的目的。
圖2為程控電熱治療儀電路原理框圖。
(1)單片機控制系統22由時鐘發生器1、單片機2、地址鎖存器3和存儲器4組成，它是本發明的控制核心。時鐘發生器1由晶體振蕩器組成，為單片機2提供系統時鐘，並為可編程分頻器5提供基準時鐘。地址鎖存器3從單片機2的數據/地址復用總線上提取，並鎖存地址信號送存儲器4。存儲器4採用EPROM和EEPROM。EPROM中存儲監控程序、固化的脈衝電流治療程序和波形數據；EEPROM中存儲用戶自編制的脈衝電流治療程序和波形數據。
(2)中低頻脈衝電流發生系統23由可編程分頻器5、電平轉換器6、D/A轉換器7、D/A轉換器8、功率放大器9、音頻輸出變壓器10和一對複合電極中的導電橡膠電極板11組成。可編程分頻器5在單片機2的控制下，將時鐘發生器1送來的基準時鐘進行分頻輸出，送至電平轉換器6。由運算放大器和若干電阻構成的電平轉換器6將接收到的TTL電平方波脈衝轉換成正、負雙向脈衝，送至D/A轉換器7作為參考電壓輸入。由於D/A轉換器7的輸出與參考電壓輸入及單片機2送來的鎖存數據成正比，因此，單片機2隻要控制改變送到D/A轉換器7的鎖存數據及參考電壓就能在輸出端產生低、中頻脈衝(低頻脈衝、等幅中頻雙向方波及受低頻波調製的中頻調幅波)，並且低頻頻率和波形及中頻頻率受單片機2控制。D/A轉換器7的輸出送到D/A轉換器8作為參考電壓輸入，由於D/A轉換器8的輸出與參考電壓輸入(即低、中頻脈衝)及單片機2送來的鎖存數據成正比，因此，單片機2隻要控制改變送到D/A轉換器8的鎖存數據就可控制信號輸出幅度，這就是所謂的脈衝電流強度調節。D/A轉換器8的輸出送至功率放大器9進行功率放大，然後經音頻輸出變壓器10阻抗變換後送至一對複合電極中的導電橡膠電極板11。
(3)溫度採樣系統24由A/D轉換器12和置於複合電極中的精密溫度傳感器13組成。精密溫度傳感器13採用LM335集成電路，LM335集成電路能將絕對溫度轉換成電壓，這一電壓再由A/D轉換器12採樣，從而實現電極溫度的精確測量。
(4)加熱系統25由電源變壓器14、橋式整流器15、功率場效應管16和置於複合電極中的電熱器17組成。電源變壓器14將交流220V轉換成交流18V低壓，其目的是保證安全，防止高壓觸電。交流18V電壓經橋式整流器15整流成直流電。功率場效應管16受單片機2的控制處於導通或截止，導通時直流電送至複合電極中的電熱器17，使複合電極加熱；截止時複合電極中的電熱器17無電流通過，複合電極自然冷卻。因此，單片機2依據採樣到的複合電極溫度及患者指定的溫度，以一定的算法控制功率場效應管16的導通與截止時間，就能使複合電極溫度達到患者指定的溫度。
(5)用戶作業系統26由蜂鳴器18、點陣式圖形液晶顯示模塊19、鍵盤20和遙控器21組成。蜂鳴器18受單片機2控制發出各種證實音和告警音等音響，點陣式圖形液晶顯示模塊19受單片機2控制可顯示西文字符、漢字和圖形，實時顯示儀器內的各種信息，如治療程序、波形、頻率、電流強度、電極溫度、時間等。用戶在鍵盤20和遙控器21上的操作指令由單片機2進行接收，單片機2再控制其他部件作出相應的動作。
圖3為程控電熱治療儀結構框圖。它由液晶顯示器27、鍵盤20、治療線28、遙控器21、遙控線29和複合電極30等組成。在本程控電熱治療儀的面板上設有鍵盤20和液晶顯示器27，通過治療線28和遙控線29與複合電極30和遙控器21相連接，其它電路部分裝在本程控電熱治療儀的內部。在患者治療時，操作鍵盤20和液晶顯示器27顯示的數據可以選擇所患病症的治療程序、中頻頻率和複合電極30的溫度數值。然後將複合電極30固定於患病部位，再操作鍵盤20，啟動本程控電熱治療儀輸出低、中頻脈衝電流的組合波(治療程序)和複合電極30的加熱電流，這時液晶顯示器27顯示出所選用治療程序的治療時間，低、中頻脈衝電流的輸出大小和複合電極30的加熱溫度。如果患者由於身體位置(如臥在床上)不能操作鍵盤20，則可通過操作遙控器21調整低、中頻脈衝電流的輸出強度和複合電極30的溫度，使治療達到最佳的效果。治療時間結束時(即本程控電熱治療儀顯示的治療時間遞減為零)，本程控電熱治療儀發出警告信號，同時自動停止低、中脈衝電流和複合電極30加熱電流的輸出，然後將複合電極30從患病部位取下，即完成整個治療過程。
權利要求
1.一種程控電熱治療儀通常包括電療儀和熱療儀，本發明的特徵在於由單片機控制系統(22)、低、中頻脈衝電流發生系統(23)、溫度採樣系統(24)、加熱系統(25)和用戶作業系統(26)組成，通過用戶作業系統(26)與單片機控制系統(22)構成人機對話，低、中頻脈衝電流發生系統(23)在單片機控制系統22的控制下，產生低頻脈衝、等幅中頻雙向方波和兩者的調製波，送至低、中頻脈衝電流發生系統(23)中的脈衝治療電極板，溫度採樣系統(24)將採集的溫度變化信號送至單片機控制系統(22)，由單片機控制系統(22)控制加熱系統(25)輸出的電流大小。
2.根據權利要求1所述的程控電熱治療儀，其特徵在於上述的單片機基本系統(22)由時鐘發生器(1)、單片機(2)、地址鎖存器(3)和存儲器(4)組成，時鐘發生器(1)為單片機(2)提供系統時鐘，為可編程分頻器(5)提供基準時鐘，地址鎖存器(3)從單片機(2)的數據/地址復用總線上提取並鎖存地址信號送存儲器(4)。
3.根據權利要求1所述的程控電熱治療儀，其特徵在於上述的低、中頻脈衝電流發生系統(23)由可編程分頻器(5)、電平轉換器(6)、D/A轉換器(7)、D/A轉換器(8)、功率放大器(9)、音頻輸出變壓器(10)和一對複合電極中的導電橡膠電極板(11)組成，可編程分頻器(5)在單片機(2)的控制下，將時鐘發生器(1)送來的基準時鐘送電平轉換器(6)，電平轉換器(6)將接收到的TTL電平方波脈衝轉換成正、負雙向脈衝，送至D/A轉換器(7)，D/A轉換器(8)的輸出送功率放大器(9)，經音頻輸出變壓器(10)送至導電橡膠電極板(11)。
4.根據權利要求1所述的程控電熱治療儀，其特徵在於上述的溫度採樣系統(24)由實現電極溫度精確測量的A/D轉換器(12)和置於複合電極中的精密溫度傳感器(13)相連，精密溫度傳感器(13)採用LM335集成電路。
5.根據權利要求1所述的程控電熱治療儀，其特徵在於上述的加熱系統(25)由電源變壓器(14)、橋式整流器(15)、功率場效應管(16)和置於複合電極中的電熱器(17)組成，電熱器(17)加熱用的直流電由電源變壓器(14)通過橋式整流器(15)供給，電熱器(17)直流的通斷由單片機(2)通過功率場效應管(16)控制。
6.根據權利要求1所述的程控電熱治療儀，其特徵在於上述的用戶作業系統(26)由蜂鳴器(18)、點陣式圖形液晶顯示模塊(19)、鍵盤(20)和遙控器(21)組成，蜂鳴器(18)受單片機(2)控制發出各種音響，可顯示字符和圖形的點陣式圖形液晶顯示模塊(19)受單片機(2)控制，鍵盤(20)和遙控器(21)上的操作指令由單片機(2)進行接收，單片機(2)再控制其他部件。
全文摘要
一種程控電熱治療儀，由單片機控制系統22、低中頻脈衝電流發生系統23、溫度採樣系統24、加熱系統25和用戶作業系統26組成。通過用戶作業系統26與單片機控制系統22構成人機對話，低中頻脈衝電流發生系統23在單片機2的控制下，產生低頻脈衝、等幅中頻雙向方波和兩者的調製波，將其送至脈衝治療電極板，溫度採樣系統24將採集的溫度變化信號送至單片機控制系統22，由單片機2控制加熱系統25輸出的電流大小。可以實現電熱同步治療。
文檔編號A61N1/32GK1118274SQ9411551
公開日1996年3月13日 申請日期1994年9月10日 優先權日1994年9月10日
發明者李威廉 申請人:李威廉