一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路的製作方法
2023-10-29 17:09:37
專利名稱：一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種信號發生電路，特別是一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，能夠生成可調的直流脈衝信號以及超聲換能器激勵信號，可用於生物醫學技術領域。
背景技術：
經皮給藥技術相對於傳統的口服或注射給藥技術有諸多的優點。經皮給藥的技術關鍵在於藥物需要透過皮膚進入毛細血管，但是人體或動物皮膚的角質層增加了對藥物的吸收難度。經皮藥物導入設備允許通過患者的皮膚層吸收藥物化合物，並且允許藥物化合物進入血流，已知使用超聲能量和電信號刺激能夠促進皮膚對藥物化合物的吸收。現有的經皮藥物導入設備通常只有超聲或電信號的其中一種輔助滲透能量，本實用新型將二者結合併設計了穩定安全的超聲激勵信號和電刺激信號的生成和放大電路。現有的超聲激勵信號電路多為推挽式放大電路和變壓器輸出方式，其線路複雜、所需的饋電電源電壓高，效率較低。現有的電脈衝信號生成電路採用DAC的集成電路，新的集成電路引進容易受噪聲影響，尤其是串行DAC晶片一點數據通信過程中受到噪聲幹擾很容易出現較大輸出偏差。
實用新型內容針對現有技術的不足，本實用新型提供一種可生成周期和幅度可調的直流脈衝信號，以及周期可調的超聲換能器激勵信號的信號發生電路。本實用新型為實現上述目的所採用的技術方案是一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路主機板微控制 器與電脈衝信號生成電路、電脈衝信號幅度控制電路、控制面板微控制器和兩個超聲激勵信號生成電路連接；超聲激勵信號生成電路用於經治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭；電脈衝信號生成電路用於經第一個治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭；電脈衝信號幅度控制電路用於經第二個治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭。所述超聲激勵信號生成電路包括三極體和超聲換能器；三極體Q2的基極與主控板微控制器的一個輸出端連接，發射極通過電阻R58與電源連接，三極體Q2的集電極順序串聯電阻R59、電感L3和三極體BGl的基極；三極體BGl的發射極順序串聯電感L1、L2和地線，電感LI和L2間的連接點通過電容C21與電源連接，該連接點通過電容C22與超聲換能器的一極連接，電源通過電容C24與該超聲換能器的另一極連接。所述超聲換能器置於治療頭內。所述電脈衝信號生成電路包括運算放大器、三極體和用於將數位訊號轉換為模擬信號的分壓電路；所述分壓電路的輸入端連接主控板微控制器的輸出端；分壓電路輸出端與運算放大器UlA的同相輸入端連接，運算放大器UlA的反相輸入端和輸出端均與運算放大器U2B的同相輸入端連接；運算放大器U2B的輸出端通過電阻R61與三極體T15的基極連接；三極體T15的發射極與運算放大器U2B的反相輸入端連接，還通過電阻R66接地，三極體T15的集電極與第一個治療頭表面電極連接。[0008]所述電脈衝信號幅度控制電路包括運算放大器、場效應電晶體、三極體和用於將數位訊號轉換為模擬信號的分壓電路；三極體Tio的基極與主控板微控制器的一個輸出端連接，其集電極通過電阻R56與場效應電晶體T6的源極連接，集電極還與三極體Tll的基極和T12的基極連接，三極體T11、T12的發射極與第二個治療頭表面電極連接，三極體TlO的發射極和三極體Tll的集電極接地；場效應電晶體T5的源極和三極體T12的集電極連接，場效應電晶體T5的漏極與電源連接，還通過電阻R37與三極體T4的集電極連接；場效應電晶體T6的源極通過電容C28接地，其漏極接地，柵極與場效應電晶體T5的柵極連接；三極體T4的集電極與T5的柵極連接，三極體T4的基極通過電阻R36與運算放大器UlB輸出端連接，發射極與運算放大器UlB的反相輸入端連接後通過電阻R38接地；運算放大器UlB的同相輸入端與運算放大器U2A輸出端、反相輸入端連接，運算放大器U2A的同相輸入端與分壓電路輸出端連接；分壓電路輸入端與主控板微控制器的輸出端連接。所述治療頭為兩個；每個治療頭表面有一個電極，內部有一個超聲換能器。所述控制面板微控制器與數碼管顯示電路、蜂鳴器電路、按鍵電路連接。本實用新型具有以下有益效果及優點1.本實用新型設計的超聲激勵信號電路生成的超聲信號經由治療頭接口輸出到超聲換能器，換能器將電能轉化為超聲能量，從而促進皮膚對藥物的吸收；並且超聲激勵信號電路中振蕩器的調試簡單方便。2.電脈衝信號生成電路中運算放大器實現電壓轉換，同時減小電脈衝信號可能產生的幹擾對微控制器的影響。3.本實用新型採用的電阻分壓式脈衝生成電路簡單實用，且輸出穩定。將此電路應用於醫療領域具有更高的安全性。4.本實用新型同時使用超聲和電流脈衝兩種能量輔助藥物滲透，使用了穩定的超聲激勵信號及電刺激信號的生成和放大電路，信號安全可靠。5.電脈衝信號幅度控制電路與電脈衝信號生成電路的輸出點經治療頭電極與人體皮膚串聯後形成環路，電脈衝放大電路將流經其輸出點的電流放大，在兩個治療頭的電極之間就形成了，能夠促進藥物吸收的電流脈衝刺激信號。
圖1是經皮藥物導入儀器結構示意圖；圖2是經皮藥物導入儀器電路結構框圖；圖3是超聲激勵/[目號電路圖；圖4是電脈衝信號生成電路圖；圖5是電脈衝信號幅度控制電路圖；其中，1、220V電源線；2、鍵盤接口 ；3、電源變壓器；4、電源插座；5、治療頭接口 ；
6、治療頭；7、控制面板；8、治療儀機箱；9、主機電路板；10、主機板微處理器晶片；11、治療頭輸出插座、12、超聲激勵信號電路；13、主機板微控制器；14、電脈衝信號生成電路；15、電脈衝信號幅度控制電路； 16、數碼管顯示電路；17、控制面板微控制器；18、蜂鳴器電路；19、按鍵電路。
具體實施方式
以下結合附圖及實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。本實用新型設計了一種經皮藥物導入儀器，並設計了一種經皮藥物導入儀器的超聲激勵信號電路、電刺激信號生成和放大電路。如圖1所示，本實用新型主機電路板根據控制面板傳送來的控制信息，生成頻率和強度可調的直流電脈衝和超聲激勵信號。如圖2所示，由使用者通過控制面板7上的按鍵電路19輸入控制信息，根據數碼管顯示電路16顯示的信息，選擇直流電脈衝信號和超聲激勵信號波群的出現頻率、波群的持續時間、電刺激信號的強度，設置治療時間等，由控制面板微控制器17產生控制指令，指令經數據線發給主機板微控制器13。其主機電路板9收到控制面板7的指令後，主機板微控制器13發出信號給電脈衝信號生成電路14，生成電脈衝信號。幅度控制電路15由微控制器發出的信號控制電脈衝信號幅度。直流電脈衝信號和超聲激勵信號通過治療頭輸出插座11和治療頭6相連接。兩個治療頭6內分別具有超聲換能器，兩個治療頭6表面具有導電電極，通過藥物與人體皮膚相接觸，形成閉合電流環路，超聲換能器產生的超聲能量和電流能量刺激皮膚，實現促進皮膚對藥物的有效吸收的功能。如圖3所示，超聲激勵信號電路12，生成的超聲激勵信號由輸出點I和輸出點2連接至治療頭6的其中一個裡面的超聲換能器兩極，經由治療頭輸出插座11輸出到超聲換能器，換能器將電能轉化為超聲能量，從而促進皮膚對藥物的吸收。儀器具有兩組相同結構的超聲激勵信號電路。超聲激勵信號電路12由振蕩電路組成，電路中的振蕩器是一種由超聲換能器(高頻壓電陶瓷片)組成的振蕩器，其振蕩頻率決定於選定的超聲換能器。電晶體BGl (BU406)和電容器C21、C22等構成電容三點式振蕩器電路。C21和電感LI等效並聯的諧振頻率比工作頻率低，其作用是決定 工作振蕩器的振蕩幅度；C22和電感L2等效串聯的諧振頻率比工作頻率高，其作用是決定工作振蕩器的反饋量，以保證振蕩器起振和維持電路的可靠振蕩。主控板微控制器13輸出埠 P4. 3 (兩組超聲激勵信號電路12都由此輸出埠控制)產生邏輯信號控制Q2的通斷，從而控制超聲激勵信號持續時間和波群出現周期。調整電阻R59的阻值，可以直接改變BGl管的偏置電流，所以在本實用新型設計的電路，振蕩器的調試簡單和方便。如圖4、圖5所示，圖5中電脈衝信號幅度控制電路的輸出點4與圖4中電脈衝信號生成電路的信號輸出點3經治療頭電極與人體皮膚串聯後形成環路，電脈衝放大電路將流經輸出點4的電流放大，在兩個治療頭6的電極之間就形成了，能夠促進藥物吸收的電流脈衝刺激信號。如圖4所示，電脈衝信號生成電路14，主機板微控制器13的輸出埠 P2. O P2. 7發出數字邏輯信號，此數位訊號由電阻Rl R9和R18 R23組成的分壓電路轉換為模擬電壓信號，再經過UlA和U2B兩個運算放大器，此電路中運算放大器實現電壓轉換，同時減小電脈衝信號可能產生的幹擾對微控制器的影響。電脈衝信號生成電路14，產生的信號決定了電脈衝的基本波形。如圖5所示的電脈衝信號幅度控制電路15，主機板微控制器13的輸出埠Pl. O Pl. 4發出數字邏輯信號，此數位訊號由電阻Rll R16和R24 R28組成的分壓電路轉換為模擬電壓信號，再經過U2A和UlB兩個運算放大器，此電路與電脈衝生成電路的原理相同。T4輸出的信號用於調節電脈衝信號的放大幅度。電脈衝信號幅度控制電路15中T5和T6為增強型娃柵功率場效應電晶體,主機板微控制器13輸出埠 P3. 5輸出邏輯信號，此邏輯信號控制TlO的通斷，進而控制T5電晶體FR9220和T6電晶體FR220的通斷控制脈衝信號波形的周期和波群的出現頻率。上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型具體實現方式並不受上述方式的限制，只要採用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進直接應用於其 他 場合的，聚在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於主機板微控制器(13)與電脈衝信號生成電路(14)、電脈衝信號幅度控制電路(15)、控制面板微控制器(17)和兩個超聲激勵信號生成電路(12)連接；超聲激勵信號生成電路(12)用於經治療頭輸出插座(11)連接至其對應的治療頭(6);電脈衝信號生成電路(14)用於經第一個治療頭輸出插座(11)連接至其對應的治療頭(6);電脈衝信號幅度控制電路(15)用於經第二個治療頭輸出插座(11)連接至其對應的治療頭(6)。
2.根據權利要求1所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述超聲激勵信號生成電路(12)包括三極體和超聲換能器；三極體Q2的基極與主控板微控制器(13)的一個輸出端連接，發射極通過電阻R58與電源連接，三極體Q2的集電極順序串聯電阻R59、電感L3和三極體BGl的基極；三極體BGl的發射極順序串聯電感L1、L2和地線，電感LI和L2間的連接點通過電容C21與電源連接，該連接點通過電容C22與超聲換能器的一極連接，電源通過電容C24與該超聲換能器的另一極連接。
3.根據權利要求2所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述超聲換能器置於治療頭(6)內。
4.根據權利要求1所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述電脈衝信號生成電路(14)包括運算放大器、三極體和用於將數位訊號轉換為模擬信號的分壓電路；所述分壓電路的輸入端連接主控板微控制器(13)的輸出端；分壓電路輸出端與運算放大器UlA的同相輸入端連接，運算放大器UlA的反相輸入端和輸出端均與運算放大器U2B的同相輸入端連接；運算放大器U2B的輸出端通過電阻R61與三極體T15的基極連接；三極體T15的發射極與運算放大器U2B的反相輸入端連接，還通過電阻R66接地，三極體T15的集電極與第一個治療頭(6)表面電極連接。
5.根據權利要求1所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述電脈衝信號幅度控制電路(15)包括運算放大器、場效應電晶體、三極體和用於將數位訊號轉換為模擬信號的分壓電路；三極體TlO的基極與主控板微控制器(13)的一個輸出端連接，其集電極通過電阻R56與場效應電晶體T6的源極連接，集電極還與三極體Tll的基極和T12的基極連接，三極體Til、T12的發射極與第二個治療頭(6)表面電極連接，三極體TlO的發射極和三極體Tll的集電極接地；場效應電晶體T5的源極和三極體T12的集電極連接，場效應電晶體T5的漏極與電源連接，還通過電阻R37與三極體T4的集電極連接；場效應電晶體T6的源極通過電容C28接地，其漏極接地，柵極與場效應電晶體T5的柵極連接；三極體T4的集電極與T5的柵極連接，三極體T4的基極通過電阻R36與運算放大器UlB輸出端連接，發射極與運算放大器UlB的反相輸入端連接後通過電阻R38接地；運算放大器UlB的同相輸入端與運算放大器U2A輸出端、反相輸入端連接，運算放大器U2A的同相輸入端與分壓電路輸出端連接；分壓電路輸入端與主控板微控制器(13)的輸出端連接。
6.根據權利要求1所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述治療頭(6)為兩個；每個治療頭(6)表面有一個電極，內部有一個超聲換能器。
7.根據權利要求1所述的一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，其特徵在於所述控制面板微控制器(17)與數碼管顯示電路(16)、蜂鳴器電路(18)、按鍵電路(19)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種經皮藥物導入儀器的信號發生電路，主機板微控制器與電脈衝信號生成電路、電脈衝信號幅度控制電路、控制面板微控制器和兩個超聲激勵信號生成電路連接；超聲激勵信號生成電路用於經治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭；電脈衝信號生成電路用於經第一個治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭；電脈衝信號幅度控制電路經第二個治療頭輸出插座連接至其對應的治療頭。本實用新型生成的超聲信號經由治療頭接口輸出到超聲換能器，換能器將電能轉化為超聲能量，從而促進皮膚對藥物的吸收；減小電脈衝信號可能產生的幹擾對微控制器的影響；振蕩器的調試簡單且方便；信號安全可靠。
文檔編號A61M37/00GK202892654SQ201220565629
公開日2013年4月24日 申請日期2012年10月30日 優先權日2012年10月30日
發明者張紅武 申請人:瀋陽中康世創科技有限公司