一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器的製作方法

2023-09-18 23:44:10

專利名稱：一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子治療儀器，尤其是指一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器。
背景技術：
分娩過程中由於子宮收縮會引起異常劇烈的疼痛，產婦緊張、焦慮和驚恐的心理狀態也會引起體內一系列神經內分泌的反應，使腎上腺皮質激素、皮質醇、兒茶酚胺、內啡呔等與疼痛相關的物質濃度增高，疼痛反應加劇。體內兒茶酚胺增加會使得產婦血管收縮和心血管壓力過大，氧耗增加子宮收縮受影響，同時胎盤血流減少會潛在引起胎兒酸中毒。因此恰當的分娩鎮痛不僅降低產婦分娩時的痛苦，更重要的是，它能夠減少產婦不必要的耗氧量和能量消耗，防止母嬰代謝性酸中毒的發生，提高產程進展的速度，降低產後出血率。同時，它還可以避免子宮胎盤血流量的減少，從而改善胎兒氧合狀態，降低胎兒缺氧及新生兒窒息狀況的出現。現有的分娩鎮痛儀器多種多樣，然而鎮痛效果一直不夠理想。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種鎮痛效果好、可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器；通過對產婦背部特定部位進行電刺激，有效促使人體自身分泌鎮痛物質阿片肽，阻斷來自子宮底和子宮體的中樞神經疼痛信息傳導通路，迅速使產婦劇烈疼痛降至可忍受的輕微疼痛。
本實用新型通過下述技術方案實現:一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，包括外殼、按鍵模塊、顯示模塊、安裝在外殼內的控制電路、連接儀器與人體的表面貼片電極，所述控制電路包括升壓電路、雙向脈衝波產生與輸出電路、恆定脈衝電流控制電路。所述升壓電路包括第一三極體、第二三極體、第三三極體和第四三極體；其中，第一三極體集電極接到VCC1，發射極連接到第二三極體的發射極，第一三極體和第二三極體的基極並聯並經電阻連接到控制晶片的控制引腳PCtrl端，第二三極體的集電極連接到地；第一三極體與第二三極體串聯工作使得A點和B點電位相等；第三三極體和第四三極體的集電極並聯後再經電感接到VCC1，第三三極體和第四三極體的基極並聯後再與第一三極體和第二三極體的發射極相連，第三三極體和第四三極體的發射極接到地，第三三極體和第四三極體的集電極經過二極體連接到電解電容的正端，電解電容的負端連接到地；升壓電路的輸出端UCC由電解電容正端引出。所述雙向脈衝波產生與輸出電路包括控制晶片，該控制晶片的引腳端VCtrl-1、控制晶片的引腳端VCtrl-2分別通過第二電阻和第六電阻連接到第五三極體、第九三極體的基極，用以輸出雙向脈衝波產生的控制信號；輸出電極的正端通過電感連接到第六三極體的集電極和第H 三極體的發射極，輸出電極的負端通過電感連接到第十三極體的集電極和第七三極體的發射極，第七三極體和第十一三極體的集電極經採樣電阻連接到地，同時採樣電阻一端連接到控制晶片的採樣引腳端AD_P ;當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出高電平、控制晶片引腳端VCtrl-2輸出低電平時，第五三極體、第六三極體、第七三極體、第八三極體導通，輸出端為正端電位高、負端電位低的正向波形；當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出低電平、VCtrl-2輸出高電平時，第九三極體、第十三極體、第十一三極體、第十二三極體導通，輸出端為正端電位低、負端電位高的負向波形；這樣在輸出端即可獲得雙向脈衝波。所述恆定脈衝電流控制電路，包括採樣電阻、穩壓管、和控制晶片；採樣電阻一端連接到控制晶片的採樣引腳端，另一端接地；控制晶片通過採樣引腳採集採樣電阻兩端的電壓，實時監測輸出刺激強度。本實用新型相對於現有技術，具有如下的優點及效果:本可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器,產婦根據自身的疼痛情況預設定刺激模式和刺激強度，儀器即工作在預設的穩定狀態，發出刺激脈衝，通過貼片電極作用到人體。產婦在使用過程中可以隨時轉換刺激模式調節刺激強度以獲得最理想的鎮痛效果。本實用新型屬非藥物類分娩陣痛儀器，體積小重量輕，操作簡便易行，無明顯副作用，非常適於家庭和婦產科臨床應用。

圖1為本實用新型結構框圖。圖2為升壓電路原理圖。圖3是雙向脈衝波產生與輸出電路和恆定脈衝電流控制電路原理圖。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本實用新型作進一步具體詳細描述。實施例如圖1、圖2、圖3所示，本實用新型可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，包括外殼、按鍵模塊、顯示模塊、安裝在外殼內的控制電路、連接儀器與人體的表面貼片電極，其特徵在於:所述控制電路包括升壓電路、雙向脈衝波產生與輸出電路、恆定脈衝電流控制電路。所述升壓電路包括第一三極體Q1、第二三極體Q2、第三三極體Q3和第四三極體Q4 ；其中，第一三極體Ql集電極接到VCCl (3V)，發射極連接到第二三極體Q2的(PNP型三極體)發射極，第一三極體Ql和第二三極體Q2的基極並聯並經電阻Rl (IK)連接到控制晶片的控制引腳(PCtrl)端，第二三極體Q2的集電極連接到地；第一三極體Ql與第二三極體Q2串聯工作使得A點、B點電位相等；第三三極體Q3 (NPN型三極體)和第四三極體Q4 (NPN型三極體)的集電極並聯後再經電感LI接到VCCl，第三三極體Q3和第四三極體Q4的基極並聯後再與第一三極體Ql和第二三極體Q2的發射極相連，第三三極體Q3和第四三極體Q4的發射極接到地，第三三極體Q3和第四三極體Q4的集電極經過二極體Dl連接到電解電容Cl的正端，電解電容Cl的負端連接到地；升壓電路的輸出端UCC由電解電容Cl正端引出。升壓電路利用電感的儲能作用和電容對電壓的保持作用，通過控制晶片產生脈衝波形控制組合開關管的通斷，使得組合開關管的飽和導通狀態更加理想進而實現在瞬間完成開關轉換控制。升壓過程如下:控制晶片通過引腳端PCtrl將升壓控制脈衝波輸出，在升壓控制脈衝波的高電平Ton期間，由第一三極體Q1、第二三極體Q2、第三三極體Q3和第四三極體Q4構成的組合開關管導通，電感LI電流不斷增加，保持該高電平直至電感LI電流達到最大值，此時電感LI儲能最大。升壓控制脈衝波的低電平Toff期間，組合開關管截至，電感LI將能量釋放向電解電容Cl，電解電容Cl電壓升高，保持該低電平直至電感LI能量完全釋放。這樣在一個周期Ton+Toff內電解電容Cl電壓升高到最大值。電路在升壓控制脈衝波的作用下不斷重複上述過程，使得輸出電壓升高。系統控制升壓輸出的過程是保持Ton不變，改變Toff。減小Toff，則電路在單位時間內工作周期增多，輸出電壓升高；增大TofT，則電路在單位時間內工作周期減少，輸出電壓降低。所述雙向脈衝波產生與輸出電路包括控制晶片，該控制晶片的引腳端VCtrl-1、控制晶片的引腳端VCtrl-2分別通過第二電阻R2、第六電阻R6連接到第五三極體Q5、第九三極體Q9的基極，用以輸出雙向脈衝波產生的控制信號；輸出電極的正端OUT+通過電感L2連接到第六三極體Q6 (PNP)的集電極和第十一三極體Qll (PNP)的發射極，輸出電極的負端OUT-通過電感L3連接到第十三極體QlO (PNP)的集電極和第七三極體Q7 (PNP)的發射極，第七三極體Q7和第十一三極體Qll的集電極經採樣電阻RlO連接到地，同時採樣電阻RlO一端連接到控制晶片的採樣引腳端(AD_P);當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出高電平、控制晶片引腳端VCtrl-2輸出低電平時，第五三極體Q5、第六三極體Q6、第七三極體Q7、第八三極體Q8導通,輸出端為正端OUT+電位高、負端OUT-電位低的正向波形；當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出低電平、VCtrl-2輸出高電平時，第九三極體Q9、第十三極體Q10、第i^一三極體Q11、第十二三極體Q12導通，輸出端為正端OUT+電位低、負端OUT-電位高的負向波形；這樣在輸出端即可獲得雙向脈衝波。控制晶片產生脈衝波形，通過雙向脈衝波產生電路，將升壓電路輸出的較高電壓調整為預設刺激模式的波形，然後通過人體表面貼片電極將刺激施加到人體特定部位，達到鎮痛目的；當使用者通過按鍵操作改變刺激模式時，控制晶片引腳Vctrl_l、控制晶片引腳Vctrl_2兩個引腳產生的控制波形轉換為相應模式對應的波形，此時輸出端會輸出一個相同波形。所述恆定脈衝電流控制電路，包括採樣電阻R10、穩壓管D2、和控制晶片；採樣電阻RlO —端連接到控制晶片的採樣引腳端AD_P，另一端接地；控制晶片通過採樣引腳AD_P採集採樣電阻RlO兩端的電壓，實時監測輸出刺激強度。當人工選定刺激模式和刺激強度之後，本儀器在該模式下輸出穩定的刺激電流，當輸出外接人體電阻變化時，控制晶片自動調節升壓電路控制波形的低電平時間Toff，使得輸出刺激電流始終穩定在預設刺激強度。恆定電流的控制與實現過程是一個閉環控制系統，不需要外界人為幹預。由圖2、圖3可知，流經輸出端的電流與採樣電阻RlO的電流相同。因此通過採集採樣電阻RlO的電壓值並進行相關計算，即可得知輸出端的輸出電流。當使用者選定刺激模式和刺激強度之後，控制晶片可以根據採樣電阻RlO的電壓來自動控制升壓脈衝的佔空t匕，進而實現電流的恆流輸出。目前，現有的分娩鎮痛儀，雖然功能齊全(可以同時檢測產婦血壓、脈搏等生理參數，某些參數與其他監護儀 器功能重複)，但是都是通過市電供電，儀器體積龐大使用不便，而且是由專門醫師進行操作，耗費人力資源。本實用新型可使用兩節乾電池供電，在保證實現鎮痛效果的基礎上，實現了產婦自主操作、恆定脈衝電流控制、輕便易用等特點，更具推廣性和臨床意義。如上所述，便可較好地實現本實用新型。本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變 、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，包括外殼、按鍵模塊、顯不模塊、安裝在外殼內的控制電路、連接儀器與人體的表面貼片電極，其特徵在於:所述控制電路包括升壓電路、雙向脈衝波產生與輸出電路、恆定脈衝電流控制電路。
2.根據權利要求1所述的可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，其特徵在於:所述升壓電路包括第一三極體、第二三極體、第三三極體和第四三極體； 其中，第一三極體集電極接到VCC1，發射極連接到第二三極體的發射極，第一三極體和第二三極體的基極並聯並經電阻連接到控制晶片的控制引腳PCtrl端，第二三極體的集電極連接到地；第一三極體與第二三極體串聯工作使得A點、B點電位相等； 第三三極體和第四三極體的集電極並聯後再經電感接到VCCl，第三三極體和第四三極體的基極並聯後再與第一三極體和第二三極體的發射極相連，第三三極體和第四三極體的發射極接到地，第三三極體和第四三極體的集電極經過二極體連接到電解電容的正端，電解電容的負端連接到地；升壓電路的輸出端UCC由電解電容正端引出。
3.根據權利要求1所述的可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，其特徵在於:雙向脈衝波產生與輸出電路包括控制晶片，該控制晶片的引腳端VCtrl-1、控制晶片的引腳端VCtrl-2分別通過第二電阻和第六電阻連接到第五三極體、第九三極體的基極，用以輸出雙向脈衝波產生的控制信號；輸出電極的正端通過電感連接到第六三極體的集電極和第十一三極體的發射極，輸出電極的負端通過電感連接到第十三極體的集電極和第七三極體的發射極，第七三極體和第十一三極體的集電極經採樣電阻連接到地，同時採樣電阻一端連接到控制晶片的採樣引腳端AD_P ;當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出高電平、控制晶片引腳端VCtrl-2輸出低電平時，第五三極體、第六三極體、第七三極體、第八三極體導通，輸出端為正端電位高、負端電位低的正向波形；當控制晶片引腳端VCtrl-1輸出低電平、VCtrl-2輸出高電平時,第九三極體、第十三極體、第^ 三極體、第十二三極體導通，輸出端為正 端電位低、負端電位高的負向波形。
4.根據權利要求1所述的可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，其特徵在於:所述恆定脈衝電流控制電路，包括採樣電阻、穩壓管、和控制晶片；採樣電阻一端連接到控制晶片的採樣引腳端AD_P，另一端接地；控制晶片通過採樣引腳AD_P採集採樣電阻兩端的電壓，實時監測輸出刺激強度。
專利摘要本實用新型公開了一種可攜式恆定脈衝電流分娩鎮痛儀器，包括外殼、按鍵模塊、顯示模塊、安裝在外殼內的控制電路、連接儀器與人體的表面貼片電極，其特徵在於所述控制電路包括升壓電路、雙向脈衝波產生與輸出電路、恆定脈衝電流控制電路。升壓電路根據預設刺激強度將由3V電壓升高到滿足刺激要求的電壓，脈衝波形控制電路的輸出調整為與預設波形一致且幅值滿足刺激強度的波形，恆定電流控制電路預設刺激電流強度的恆流輸出，通過電極作用到人體，促使人體自身分泌鎮痛物質阿片肽，阻斷來自子宮底和子宮體的中樞神經疼痛信息傳導通路，迅速使產婦劇烈疼痛降至可忍受的輕微疼痛。逐漸調節刺激頻率和強度，可以獲得最大鎮痛效果。
文檔編號A61N1/36GK203154605SQ201320131200
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者楊榮騫, 呂瑞雪 申請人:華南理工大學