音樂調製的經皮電神經刺激疼痛治療儀的製作方法
2023-10-05 00:38:14
專利名稱：音樂調製的經皮電神經刺激疼痛治療儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是為人類治病的醫療儀器，特別是應用於疼痛治療的音樂調製的經 皮電神經刺激疼痛治療儀。
背景技術：
根據醫療原理，刺激人體穴位時會激活內源性阿片系統，促使釋放內源性阿片肽； 刺激粗神經纖維，關閉間門，抑制痛覺傳入；改善局部血液循環，加速清除致痛物質。目前使 用的TENS鎮痛儀存在下述問題，1)程序模式固定，人體很容易產生適應性和耐受性，影響 治療效果；2)刺激單調，不能滿足患者的個性化要求。使用單純音樂療法對於中度以上疼 痛效果欠佳。
發明內容
本發明的目的是提出一種音樂調製的經皮電神經刺激疼痛治療儀，它是由機盒、 按鍵電路、單片機電路、升壓電路、輸出電路、音頻處理電路和電源電路組成。圖1為方框原 理圖，圖2為電路原理圖，單片機電路是以單片機晶片為核心，按鍵電路的Kl接入單片機 晶片的10腳，單片機晶片的11、12、13、14腳接輸出電路的輸入端，輸出電路的輸出端接插 孔J3再外接輸出探頭，升壓電路的輸入與單片機晶片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過 R19、R20中間頭與輸出電路Ql 1、Q13的發射極相連接，升壓電路的輸出通過R19、R20與音 頻處理電路的輸出相連接，音頻處理電路的輸入通過插孔Jl與外接MP3相連接，電源電路 的12V穩壓電路的輸入端與單片機晶片的8腳相連接。下面詳述各電路的結構。1、單片機電路如圖3所示，單片機是儀器的核心，本儀表選用Microchip公司的 28dsPIC30F2010單片機晶片，該晶片是改進的哈弗結構，優化過的C編譯器指令集，具有84 跳具備靈活尋址模式的基本指令，片內16位快閃記憶體數位訊號控制器，1KB片內EEPR0M，具有4 個佔空比發生器，具有4種工作模式的專用時基，6個PWM輸出通道，每個通道有互補或者獨 立的輸出模式。本儀器使用了 4個PWM輸出通道和一個定時器做波形輸出，PA+、PA-、PB+ 和PB-為PWM輸出，PV2為定時器輸出。以一路波形輸出為例，PA+和PA-交替輸出高電平 一次，完成一次電刺激，這種交替為固定頻率。PV2輸出電平從本次高電平到來，至下次高電 平到來為一個周期，PV2的變化頻率即是儀器的波形頻率，波形時序圖如圖4所示2、升壓電路如圖5所示，升壓電路由Q2、D3、L2和C6組成，其中Q2為電晶體9013， D3為1N4007，它把輸入的周期脈衝信號幅度放大，升至53V。D4、D6單向導通，使C6隻能通 過D3充電。電路中Vright和Vleft分別連接音頻處理電路的左聲道和右聲道的輸出，它 用來調製升壓電路的幅度。VDl和VD2分別是這兩路調製脈衝的輸出。3、輸出電路如圖6所示，輸出電路由4個2N5551和2個2N5401組成，它對升壓電 路的輸出電壓信號擴流，其中Q3、Q4和Qll為一組，對應插孔J3的第2腳，Q8、Q9和Q13為 一組，對應插孔J3的第1腳，當VDl為高PA+也為高時Q3、Q11導通，J3輸出是2腳高，1腳低。當PA-為高時Q8、Q13導通，J3輸出是1腳高，2腳低。通過調節分壓電路中的R19和 R20可以調整輸出的強度。PB支路的原理與PA完全一致。4、音頻處理電路如圖7所示，音頻處理電路由三個OPl 13運放組成，其中1個運放 接成電壓基準，另外兩路接成比較器，比較器放大基準電壓Vref和從插孔輸入的MP3音頻 電壓信號的差值，使音樂電壓信號有足夠的幅值推動輸出電路的電晶體Qll和Q13。5、電源電路如圖8所示，在本儀器中除音頻處理電路使用12V電源電壓以外，其它 電路均為5V直流供電，所以電源電路為兩路電源設計，其中一路為全局電源，從插孔接入 6V直流電源，由LM7805線性穩壓模塊穩壓成5V輸出；另外一組電源是直流12V電源，它由 LM7812組成，LM7812為12V線性穩壓器，由於輸入電源為5V，達不到LM7812的最小輸入電 壓，則由Ql、Ll和Dl組成升壓電路，將單片機給出的PVl信號放大至22V以上，為LM7812 提供足夠的輸入電壓。當單片機將PVl為高電平時，升壓電路工作，當PVl為低電平時，升 壓電路不工作，為LM7812半波供電，LM7812輸出12V。本發明的工作過程是這樣的。疼痛不僅是生理的，它包括心理成分。音樂對人的身心具有顯著的調節作用。人 體正常細胞的生長、繁殖及內臟、大腦等都有特定的振動節律，那些使人感到舒暢的音樂， 實際上正好與人們的生理振動節律合拍、協調；音樂還可以作用於大腦，提高神經細胞的興 奮性，改變情緒狀態，喚起積極、健康的情緒；通過神經及神經體液的調節，促進機體分泌一 些對健康有益的激素。患者通過MP3播放器可以選擇自己喜歡的音樂欣賞，輔以音樂治療， 雙管齊下。本發明是在單片機控制下產生電脈衝波，並用患者喜好的MP3輸出的音樂進行調 制，使作用在人體上的電脈衝波產生非常多的變化，在MP3音樂的配合下大大增強疼痛治 療的效果。本發明的有益效果1.複合物理、音樂等多種模式平衡鎮痛，通過多途徑綜合發揮作用，符合最現代的 疼痛治療理念。2.通過調整機體自身神經功能，減少外源性鎮痛藥的需求，提高了醫療安全，故社 會和經濟效益廣闊。3.電刺激脈衝振幅隨著音樂的強弱而變化，而且音樂的左右聲道分別對應兩路輸 出，使兩路輸出脈衝各不相同，特殊的音樂調製經皮神經電刺激(TENS)電信號與患者自己 所選音樂同步作用，提高了療效，以上均在胃腸手術病人術後臨床應用中表現出顯著地鎮 痛效果。這種變化的刺激不僅最大程度解決了機體對TENS的適應性和耐受性的問題，也 實現了鎮痛的個體化需求。
圖1為本發明方框原理圖；圖2為本發明總電路原理圖；圖3為本發明單片機電路原理圖；圖4為本發明波形時序圖5為本發明升壓電路原理圖；圖6為本發明輸出電路原理圖；圖7為本發明音頻處理電路原理圖；圖8為本發明電源電路原理圖。
具體實施例方式從圖2看出，本發明是由機盒、按鍵電路2、單片機電路1、升壓電路5、輸出電路3、 音頻處理電路4和電源電路6組成，其特徵在於按鍵電路的Kl接入單片機晶片的10腳，單 片機晶片的11、12、13、14腳接輸出電路的輸入端，輸出電路的輸出端接插孔J3再外接輸出 探頭，升壓電路的輸入與單片機晶片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過R19、R20中間頭 與輸出電路Qll、Q13的發射極相連接，升壓電路的輸出通過R19、R20與音頻處理電路的輸 出相連接，音頻處理電路的輸入通過插孔Jl與外接MP3相連接，電源電路的12V穩壓電路 的輸入端與單片機晶片的8腳相連接。
權利要求
一種音樂調製的經皮電神經刺激疼痛治療儀，它主要由機盒、按鍵電路(2)、單片機電路(1)、升壓電路(5)、輸出電路(3)、音頻處理電路(4)和電源電路(6)組成，其特徵在於按鍵電路的K1接入單片機晶片的10腳，單片機晶片的11、12、13、14腳接輸出電路的輸入端，輸出電路的輸出端接插孔J3再外接輸出探頭，升壓電路的輸入與單片機晶片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過R19、R20中間頭與輸出電路Q11、Q13的發射極相連接，升壓電路的輸出通過R19、R20與音頻處理電路的輸出相連接，音頻處理電路的輸入通過插孔J1與外接MP3相連接，電源電路的12V穩壓電路的輸入端與單片機晶片的8腳相連接。
全文摘要
本發明的目的是提出一種音樂調製的經皮電神經刺激疼痛治療儀，它是由機盒、按鍵電路、單片機電路、升壓電路、輸出電路、音頻處理電路和電源電路組成。本發明是在單片機控制下產生電脈衝波，並用患者喜好的MP3輸出的音樂進行調製，使作用在人體上的電刺激脈衝振幅隨著音樂的強弱而變化，而且音樂的左右聲道分別對應兩路輸出，使兩路輸出脈衝各不相同，特殊的音樂調製經皮神經電刺激(TENS)電信號與患者自己所選音樂同步作用，提高了療效。這種變化的刺激不僅最大程度解決了機體對TENS的適應性和耐受性的問題，也實現了鎮痛的個體化需求。
文檔編號A61N1/36GK101905060SQ201010222358
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月2日 優先權日2010年7月2日
發明者張鹹偉, 鄧乾, 陳志軍 申請人:華中科技大學同濟醫學院附屬同濟醫院