基於醫生工作站的聲頻調製電療儀的製作方法

2023-07-02 14:05:26 1

專利名稱：基於醫生工作站的聲頻調製電療儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及進行穴位剌激的電治設備，尤其涉及一種聲頻調製電療儀。
背景技術：
目前，公知的音樂電療儀是由音樂裝置和電療裝置構成。音樂裝置包括存儲器、 MP3解碼控制器和聲頻功率放大器等，電療裝置包括脈衝調製電路、功率驅動電路、脈衝變 壓器和電極片等。現有技術可參考中國專利一種音樂電療儀(專利號200420009141. 1， 公告號:CN 2750820Y)。 但是，電療儀採用等頻脈衝採樣的音樂信號包絡所形成的脈衝信號幅度時大時 小，當幅度相差太大時，容易使病人不舒適。而且治療音樂被固化在存儲介質內，不可添加 或更新；音樂裝置與電療裝置分別使用不同的控制器，電路複雜且資源浪費嚴重。此外， 現有技術都是基於可攜式的家庭式康復設備，沒有一種能夠將聲頻電療儀與醫生工作站結 合，組成完整的治療信息管理的系統。

發明內容針對現有技術的缺點，本實用新型的目的是提供一種基於醫生工作站的聲頻調製 電療儀，解決現有電療儀難於管理控制以及音樂文件不可更新的問題。
為了實現上述目的，本實用新型的技術方案為一種基於醫生工作站的聲頻調製
電療儀，包括醫生工作站和聲頻調製電療儀，所述醫生工作站通過有線或無線網絡分別連
接控制多個終端的聲頻調製電療儀。醫生工作站包括資料庫、聲頻信息文件下載和傳輸、治
療儀參數控制及反饋部分。醫生工作站可設定聲頻調製電療儀的工作參數和已儲存的聲頻
信息文件分別傳送到多個聲頻調製電療儀，聲頻調製電療儀再次調整的自身工作狀態(治
療時間、脈衝寬度、脈衝強度)反送回醫生工作站以便醫生監控病人的治療狀況。醫生工作
站同時兼有病人基本信息管理、查詢管理、數據備份和還原、管理信息列印等功能。 所述聲頻調製電療儀包括ARM處理器、功率放大電路、分頻電路、脈寬調製電路、
功率驅動電路、脈衝變壓器以及電極，通過ARM處理器對醫生工作站傳輸來的聲頻文件解
碼、D/A轉換後輸出聲頻信號，該聲頻信號分成兩路，一路經分頻電路、脈寬調製電路、功率
驅動電路、脈衝變壓器後，輸出與聲頻節奏相應的非周期等幅脈衝到電極，另一路經功率放
大電路放大後輸出到耳機。聲頻調製電療儀上裝載有基於ARM處理器控制的嵌入式系統，
通過有線或無線網絡與醫生工作站連接。它的功能為通過特定通信協議與工作站交互，醫
生在工作站上選取已錄入資料庫的聲頻信息文件並設定聲頻調製電療儀的工作參數傳送
到終端。ARM處理器讀取聲頻信息文件和工作參數，並根據工作參數初始化自身的工作狀
態，設定治療時間、脈衝寬度、脈衝強度、音量大小，把工作狀態返回給工作站，然後開始播
放聲頻信息文件，ARM處理器對聲頻文件進行解碼、D/A轉換後輸出聲頻信號，該信號分成
兩路，一路經分頻電路、脈寬調製電路、功率驅動電路、脈衝變壓器後，輸出與聲頻節奏相應
的非周期等幅脈衝，通過電極供病人穴位剌激治療。另一路經放大後用耳機供病人聆聽治療。 所述脈寬調製電路包括一比較器、與該比較器連接的可變電阻器，經可變電阻器 分壓形成的基準電壓加在所述比較器的反相輸入端，所述聲頻信號在通過所述分頻電路後 輸出到比較器的正相輸入端。所述聲頻信號放大後通過分頻電路取出適用於治療的各種 頻率的信號，送到用電壓比較方式實現脈寬調製的比較器輸入端，比較器的輸入基準電壓 (閾值電壓)經過可變電阻器對直流電源分壓產生。當信號電壓高於閾值電壓時，比較器輸 出脈衝信號。聲頻信號越大，輸出脈衝信號脈寬越大，反之越小；同一幅值的信號輸入，閾值 電壓越高，輸出脈衝信號的幅值越小，反之越大。 與現有技術相比，本實用新型的有益效果是 醫生工作站與聲頻調製電療儀配合，具有病歷檔案管理、治療信息反饋、輸出脈衝 信號控制等功能，方便醫生對病人進行治療監控。 脈衝信號寬度隨聲頻信號的節奏變化，避免了現有音樂電療儀脈衝頻率固定而造 成患者產生適應性的問題。 相同強度級數下脈衝信號幅度恆定，避免了現有音樂電療儀脈衝剌激信號幅度變 化過大而造成患者的不舒適感。 在接受電脈衝穴位剌激治療的同時，治療者聆聽相同節奏的聲頻信號，既舒適又 具有協同治療效果。

圖1是本實用新型的連接框圖。 圖2是本實用新型的資料庫設計E-R圖。 圖3是本實用新型的醫生工作站功能框圖。 圖4是本實用新型的FTP工作模型圖。 圖5是本實用新型的聲頻調製電療儀電路框圖。 圖6是本實用新型的聲頻調製電療儀的脈衝產生電路圖。
具體實施方式請參閱圖l，本實用新型的聲頻調製電療儀與醫生工作站相連接，聲頻調製電療儀 為終端機並與作為伺服器的醫生工作站進行交互。 醫生工作站部分包括資料庫、聲頻信息文件傳輸及治療儀參數控制、反饋部分。它 利用SQL Sever資料庫技術對用於臨床治療的聲頻信息文件進行錄入，並採集病人的相關 信息，建立資料庫。請參閱圖2，醫生工作站資料庫系統共使用了四張表管理數據，分別為醫 囑信息表(tb-adviceinfo)、操作員信息表(tb-operator)、患者信息表(tb-patientinfo) 和聲頻信號表(tb-music)。再利用￥0++作為語言編寫平臺，運用其狡為靈活的編譯功能 來實現該系統的多種功能(病人信息管理、用戶信息管理、聲頻信息管理、儀器終端管理)。 請參閱圖3，醫生工作站功能包括基本信息管理、查詢管理、儀器管理、系統維護、幫助，在基 本信息管理中需要實現儀器信息、聲頻信號信息、患者信息、系統信息管理，包括基本信息 的錄入、修改、刪除；在查詢管理中需要實現醫囑信息、聲頻信號信息、患者信息的多種查詢 方式，並能將查詢結果列印出來，其中醫囑信息中顯示操作員，而且能按時間查詢；在儀器管理中包括聲頻信號傳輸及治療儀控制；在系統維護中需要實現用戶管理、系統初始化、數 據的備份和還原。在醫生工作站中，SQL Sever本身只是作為一個資料庫服務而存在的，再 以VC++作為開發環境為應用系統設計處理流程和用戶界面。利用API控制項作為VC++與 SQL資料庫的連接。建立起基本的資料庫功能，然後制定通信協議實現終端與工作站的交 互，進行聲頻信號處方傳輸及治療儀參數控制。其中儀器管理模塊使用FTP協議來實現數 據傳輸。FTP將使用兩條單獨的TCP連接， 一條專用於發送FTP命令，另一條則專用於傳遞 數據。初始建立連接時，伺服器在21號埠上接收來自客戶端的命令連接。當需要傳送數 據時(文件列表、文件數據等)，客戶端向伺服器發出Port命令，並進入監聽狀態，等待來自 伺服器的數據連接請求，其工作模型圖如圖4所示，具體實施通過Winsock編程來實現，一 般程式設計師都能實現。終端機採用FTP伺服器模式，在PC機上利用客戶端登錄不同的FTP服 務器即治療終端，通過FTP的上傳、下載來實現終端機與工作站的數據交互。 請參閱圖5，接口電路是RJ-45接口控制晶片，它是由ARM微處理器Z103控制， 與醫生工作站之間通過一定的網絡傳輸協議來交互信息，觸摸顯示屏Z105作為人與終端 的交互界面。Z103對聲頻文件進行解碼、D/A轉換後分兩路， 一路經過聲頻功率放大電路 Z104後送入耳機供病人聆聽治療；另一路通過聲頻信號放大電路Z106放大後，輸入分頻電 路Z108，分頻電路的工作與否，是由Z103通過控制模擬開關Z107的開閉，從而加以控制的。 經過Z108分頻或全聲頻的聲頻信號(與Z107的開閉有關)輸入脈寬調製電路Z110，脈衝 寬度的調節是由Z103通過控制數字電位器Z109實現的。從Z110輸出的是小幅度小功率的 脈衝，在通過脈衝功率驅動電路Zlll後提升到一定的幅度，再經過脈衝變壓器Z112升壓， 最後通過電極Z113供病人穴位剌激治療。 請參閱圖6，可變電阻器P與比較器C0MPARAT0R組成脈寬調節電路。Vcc經過可變 電阻器P分壓產生基準電壓(閾值電壓)。當信號電壓高於閾值電壓時，比較器輸出脈衝 信號。聲頻信號越大，輸出脈衝信號脈寬越大，反之越小；同一幅值的信號輸入，閾值電壓越 高，輸出脈衝信號的幅值越小，反之越大。由此得到一系列脈寬與聲頻節奏相對應的非周期 等幅脈衝信號。 本實用新型主要應用於醫院中醫科、康復科以及社區醫院等醫療機構。工作站的 設計既方便醫生管理病人病歷檔案，又便於醫生對多個病人治療時只需用一臺電腦主機就 可以完成對所有病人的治療和監控。終端電療儀的設計集融音樂療法和傳統針灸治療於一 體，並利用高性能的ARM 9處理器作為主控模塊，既可隨時把治療情況反饋給工作站，又通 過友好的人機交流界面，方便醫生和患者進行操作。終端機的脈寬調製電路是該設計的關 鍵技術，可調節的基準電壓加在比較器的反相輸入端，聲頻信號在通過分頻電路後加在比 較器正相輸入端，當聲頻信號的幅度高於基準電壓時，比較器輸出端即輸出固定幅度的高 電平，基準電壓越高，輸出的脈衝信號寬度越窄，脈衝數量也越少，基準電壓越低，輸出的脈 衝信號寬度越寬，脈衝數量也越多，從而產生一系列脈寬與聲頻節奏相對應的非周期等幅 脈衝信號。信號經功率驅動電路和脈衝變壓器後輸出，在治療者穴位上作剌激治療。這種 經脈寬調製的脈衝電信號既解決了現有音樂電療儀脈衝頻率固定而造成患者產生適應性 的問題，又解決了脈衝剌激信號幅度變化過大而造成患者的不舒適感。
權利要求一種基於醫生工作站的聲頻調製電療儀，包括醫生工作站和聲頻調製電療儀，其特徵在於，所述醫生工作站通過有線或無線網絡分別連接控制多個終端的聲頻調製電療儀。
2. 根據權利要求1所述的聲頻調製電療儀，其特徵在於，所述聲頻調製電療儀包括ARM 處理器、功率放大電路、分頻電路、脈寬調製電路、功率驅動電路、脈衝變壓器以及電極，通 過ARM處理器對醫生工作站傳輸來的聲頻文件解碼、D/A轉換後輸出聲頻信號，該聲頻信號 分成兩路，一路經分頻電路、脈寬調製電路、功率驅動電路、脈衝變壓器後，輸出與聲頻節奏 相應的非周期等幅脈衝到電極，另一路經功率放大電路放大後輸出到耳機。
3. 根據權利要求2所述的聲頻調製電療儀，其特徵在於，所述脈寬調製電路包括一比 較器、與該比較器連接的可變電阻器，經可變電阻器分壓形成的基準電壓加在所述比較器 的反相輸入端，所述聲頻信號在通過所述分頻電路後輸出到比較器的正相輸入端。
專利摘要本實用新型公開了一種基於醫生工作站的聲頻調製電療儀，包括醫生工作站和聲頻調製電療儀，所述醫生工作站通過有線或無線網絡分別連接控制多個終端的聲頻調製電療儀。本實用新型的醫生工作站與聲頻調製電療儀配合，具有病歷檔案管理、治療信息反饋、輸出脈衝信號控制等功能，方便醫生對病人進行治療監控，脈衝信號寬度隨聲頻信號的節奏變化，避免了現有音樂電療儀脈衝頻率固定而造成患者產生適應性的問題，相同強度級數下脈衝信號幅度恆定，避免了現有音樂電療儀脈衝刺激信號幅度變化過大而造成患者的不舒適感，在接受電脈衝穴位刺激治療的同時，治療者聆聽相同節奏的聲頻信號，既舒適又具有協同治療效果。
文檔編號A61M21/00GK201445703SQ20092005959
公開日2010年5月5日 申請日期2009年7月1日 優先權日2009年7月1日
發明者陳仲本 申請人:中山大學;廣州中大中山醫科技開發有限公司