數位化袖珍肝病治療儀的製作方法
2023-07-14 04:31:01
專利名稱：數位化袖珍肝病治療儀的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種數位化袖珍肝病治療儀的技術方案及其產品，屬於通過接觸電極施加電流的電療儀範疇。
在中國，約15-20％的人口(即約2億人)攜帶有B肝病毒，其中絕大多數都有肝臟的炎症反應，隨著時同的推移，將會給他們帶來嚴重的健康問題；國家對此十分重視，十餘年來始終把B肝防治研究列為國家科技重點攻關項目。至今，在世界範圍內仍無突破性進展，藥物治療效果不確定，還增加肝臟負擔，不宜長期使用；而非藥物的物理療法中的脈衝電療方法日益受到醫學界的關注，它可以發揮物理及中醫經絡兩種因素的作用，理療學上根據脈衝電流的生理學特徵將頻率低於1KHz的定為低頻脈衝電流，頻率為1KHz-10KHz的定為中頻脈衝電流，脈衝電療法多採用低頻和中頻脈衝電流，且主張二者結合使用，即低頻調製中頻，中頻對人體具有較好的物理治療作用，用低頻(尤其是波形、頻率、強度不斷變化的低頻)來調製中頻，可大大降低人體對治療的適應性，增強其療效；經過多年反覆的實踐，我們發現用波形、頻率、強度不斷變化的低頻(低於150Hz)脈衝調製中頻(高於2KHz)的方波或尖波脈衝，通過2對以上電極(注此處及以下所指「2對以上電極」均包含2對電極)同時施加於人體4個以上穴位或部位，每對電極按照治療處方獨立調節、獨立輸出其各自波形、頻率、強度的電流，依此治療效果十分理想，較長時間使用亦無副作用。如果能將此種治療方法推廣普及開來，定將使廣大患者深受其益。
目前，臨床上用於肝病治療的脈衝電療儀器，主要有兩種一是北京偉力公司的偉力肝病治療儀(簡稱偉力儀)，另一是北京宏波公司的宏科肝病治療儀(簡稱宏科儀)。
二者從儀器所實現的醫用功能看這兩種儀器的治療原理均為利用特定的脈衝電流作用於人體的穴位或局部部位而產生相應的治療效能；偉力儀僅有低頻脈衝，宏科僅雖有對疾病治療有積極效果的中頻脈衝(低頻調製中頻)，但波形單一、變化形式不多(僅有低頻三個固定頻率檔次的變化、且需手動調節)，易為人體所適應而降低療效；無法存儲有效的治療方案。
二者從儀器製作的技術方面看在脈衝發生方面均完全採用模擬技術(或傳統的電子電路技術)實現，波形不易規整，人體感覺不適；整機結構複雜，元器件使用過多，易出故障，性能不穩定，能耗亦大；非程序控制，調節不靈活，變化不豐富，無法滿足肝病臨床上多種多樣的治療要求，以致治療效果大打折扣；性能/價格比低。
二者從應用方面看價格昂貴(偉力儀人民幣45000元/臺，宏科儀人民幣12000元/臺)，體積大，治療只適於在醫院開展，給廣大患者接受治療帶來不便，亦嚴重阻礙了該項治療的推廣應用。
從兩種專利公開號為CN1091045A、CN1096966A的肝病治療儀之專利文獻看，與上述兩種治療儀相比，前者主要是增加了永磁體電極，有電磁兩種作用，後者主要是將電極改為柱狀手握電極及片狀電極，而在醫用功能、技術、應用方面無其他新意。
從專利公開號為CN1068045A可攜式脈衝調製中頻治療儀、CN1090781A超小型程控電子按摩治療儀的專利文獻看，與上述儀器相比，製作技術上雖實現了部分程序控制，但實質上仍採用模擬技術(或傳統的電子電路技術)，醫用功能亦無明顯特別之處，雖稱之為可攜式或超小型，但要滿足多路(2對以上電極)同步輸出獨立的低頻、中頻或其調製的波形並能靈活控制的肝病治療要求，則其所用技術就要成倍增加元器件，構築複雜電路，也就無法真正實現可攜式或超小型了。
為使該項治療由醫院走進千家萬戶，讓廣大患者隨身攜帶治療儀便利地接受治療，本發明利用單片機的完全數位化的思想及其技術方案，改進現有的生產技術方案，來生產能充分滿足肝病治療需要的產品，以此填補長期以來未能實現的既能多路(2對以上電極)同步獨立輸出低頻、中頻及其靈活調製組合的脈衝電流，又結構簡潔，且價格低、微型化的肝病治療儀的製造問題；同時亦為適應國際電子技術全面數位化的新趨勢，實現醫用電子技術由模擬化向數位化的徹底轉變作出貢獻。
本發明的上述目的是這樣實現的採用完全數位化技術方案的數位化袖珍肝病治療儀，其脈衝電流的發生及控制均由數位化技術實現，儀器由單片機和其外圍輔助電路組成，所述單片機僅為一片8位單片機或一片8位以上單片機。
所述數位化技術完全由單片機承擔，即至少能同時實現如下功能的數位化技術，無需藉助其他元器件只由一片8位單片機或一片8位以上單片機即可實現①低頻脈衝波(小於150Hz)、中頻脈衝波(大幹2000Hz)及其調製組合波形的發生和其信號輸出；②儀器所有控制調節信號的接收、處理、輸出；③多路(2對以上電極)獨立脈衝電流信號的同步輸出及其獨立控制調節；④儀器工作狀態顯示信號的輸出。
圖1為數位化袖珍肝病治療儀的結構及原理框2為數位化袖珍肝病治療儀的外觀示意2為數位化袖珍肝病治療儀實施例之一的電路1中，單片機1內均含有中央處理器CPU11，只讀存儲器ROM12(用於存放多個固定治療處方及波形數據)，隨機存儲器RAM13(用於存放儀器工作時所用治療處方及其參數以及用戶存儲的治療處方)，D-A轉換器14，輸入輸出埠15；單片機1按照治療處方在CPU11的控制下，從RAM13(或ROM12)中取得所需所有參數，按照有關參數調用ROM12中存儲的所需波型數據(中頻、低頻脈衝波或其調製波)，經D-A轉換器14，將波形信號送入輸入輸出埠15，輸入輸出埠15在CPU11的控制下，將波形信號及有關控制信號由相應的輸出埠傳送給升壓、輸出電路4，從相應的埠輸出工作狀態信號和接收鍵盤33輸入信號，以實現至少上述①-④項滿足肝病治療需要的功能。
圖1中，外圍輔助電路只需要由電源電路2，人機對話操作電路3，升壓、輸出電路4組成；電源電路2由內置電池及外接電源兩組電路組成，以提供儀器所需直流電源；人機對話操作電路3由液晶顯示器LCD31，蜂鳴器32，鍵盤33組成，液晶顯示器LCD31顯示單片機1提供的儀器工作狀態及操作信息，蜂鳴器32提示有關功能及操作信息，鍵盤33中的按鍵向單片機1(CPU11及RAM13)輸入參數調整或程序終止信息；升壓、輸出電路4由多路輸出電路41，升壓電路42(主要是變壓器)，電極43組成，多路輸出電路41由單片機1控制從相應輸出埠接收波形(脈衝電流)信號輸送給相應的升壓電路42，升壓電路42由單片機1控制調節電流強弱，電極43將升壓電路的電流送至人體。
採用完全數位化技術方案的數位化袖珍肝病治療儀最佳實施方案是只由一片8位單片機和外圍輔助電路組成，該8位單片機體積為長25mm、寬20mm、高2.5mm或長22mm、寬22mm、高2.5mm，單片機內部含有CPU、ROM、RAM、D-A轉換器、各種輸入輸出埠(含LCD埠)等，輔助電路中再無其他單片機。
如圖1，本發明的基本工作原理是電源電路2開啟後，單片機1按默認的或選定的治療處方在CPU11的控制下從RAM13(或ROM12)中取得或通過人機對話3獲得操作者所需所有參數，再按照有關參數從單片機的ROM12中調用所需的波型數據(中頻、低頻脈衝波或其調製波)，經其D-A轉換器14，由輸入輸出埠15中相應的輸出埠將信號傳送給升壓、輸出電路4，再由多路輸出電路41按用戶的控制參數經不同的輸出電路同步輸出電流給相應的升壓電路，由升壓電路42按用戶的控制參數調節輸出電流的強弱，最後經相應的輸出電極43將所需電流輸送給人體，同時，單片機1將有關信息送至LCD31提示給操作者；操作者在程序執行過程(即治療過程)中可隨時根據需要通過人機對話3中的LCD31了解有關信息，並可通過鍵盤33中的按鍵調整參數或終止程序；單片機可將多次用戶所執行的治療處方及參數按用戶治療處方的形式分別存放在RAM13中，以便再次使用這些參數時可直接調用；有關功能或操作有蜂鳴器提示。
圖2中，5為液晶顯示器LCD顯示屏幕，6為鍵盤按鍵，7為外接電源輸入插孔，8為儀器機殼，9為脈衝電流輸出導線及電極。
圖3中，101對應於圖1中單片機1,102對應於圖1中電源電路2,1031對應於圖1中液晶顯示器LCD31,1032對應於圖1中蜂鳴器32,1033對應於圖1中鍵盤33,104對應於圖1中升壓、輸出電路4。
使用舉例說明某位大三陽、肝功能異常的慢性B型肝炎患者，第一次使用本治療儀時，開機後可通過人機對話的方式從LCD屏幕上顯示的10餘個肝病治療處方中，選擇「大三陽、肝功能異常」處方，並按說明書的要求將4對電極貼於人體相應的穴位及部位，按一下鍵盤的「啟動」按鍵，治療即可開始，治療處方所設定的脈衝電流將從相應的電極輸送給相應的穴位及部位，發揮其治療作用；針對個體的差異，治療過程中治療儀的電流強度可隨時調節，以調節到人體能耐受、感覺舒適為宜，如該患者覺得其中某對電極的電流過弱(或過強)，可即時按「暫停」鍵，暫停治療，通過其他選擇鍵選定所指電極，按電流強弱選擇鍵，將電流強度調到合適的位置，再按「啟動」鍵即可按新的參數繼續餘下治療；治療結束後患者如覺得此次治療處方及參數非常合適，可將其存入LCD屏幕上顯示的幾個用戶治療處方中的一個中，以便下次使用時可直接調用它來治療，方便患者使用。如果該患者同時又患有脂肪肝，那麼按照說明書及根據患者具體情況，可在「大三陽、肝功能異常」處方治療完後，換「脂肪肝」處方治療，或在「大三陽、肝功能異常」處方治療倘未結束時中斷，換選「脂肪肝」處方進行治療，亦可兩種處方隔天交替進行。中斷、結束及所有操作等均有相應的蜂鳴音提示給使用者。
本發明由於採用了完全數位化的思想及其技術方案，因而與現有技術相比，其相應產品數位化袖珍肝病治療儀具有如下優點①技術先進由於採用全數位化技術，充分利用單片機的數據處理及控制功能，整機波形規整多樣，變化豐富，控制靈活，一改以往的模擬技術(或傳統電子電路方法)為了實現某一波形的發生、調製組合及其複雜的輸出控制，需要搭配很多元器件組成複雜電路，甚至由於電路組成太過複雜，以致有些功能技術上無法很好實現的被動局面。
②結構簡潔，性能可靠整機只有一塊單片機晶片和相應的輔助電路組成，因而結構簡潔，模塊清晰；由於元器件數大為減少，故障發生機率亦下降，因而整機性能可靠。
③易於升級換代及維護由於結構簡潔，模塊清晰，各部分之間獨立性強，因而各部分的升級換代及維護將十分方便，尤其是單片機部分，甚至只將其治療處方作些修改，整機硬體不變就能使整機的功能產生很大的變化，一方面能不斷優化原有治療處方及有關數據，提高療效，另一方面也可採用新的治療處方用於其他疾病的治療。
④能耗低由於單片機能耗小，加之節省了大量的波形發生、組合、控制等方面元器件，使整機的能量消耗主要用於治療能量的輸出上，無用能量消耗得到了最大程度的降低。
⑤體積小、攜帶方浸、便於使用，同時功能全面由於採用了完全數位化技術，一片單片機取代了原技術中的許多元器件，並且具備肝病治療所需要的全部功能，因而其體積小是真正意義上的體積小，而非捨棄部分功能的簡單體積縮小，如體積縮小了，但不能2對以上電極同步輸出獨立的波形，或不能兼備低頻、中頻或其調製的波形等，做到了真正可隨身攜帶。
⑥價格低，性能/價格比高本發明所述的8位單片機每片人民幣30元，整機造價每臺人民幣不超過100元，且具備較高的性能，易於普及推廣。
⑦防止交叉感染由於治療儀體積小、價格低，患者可以自己購買，一人專用，這樣對於肝炎這類傳染病來說，就能避免一臺儀器在醫院多人使用，容易引起不同病情的患者之間交叉感染的問題。
⑧治療效果好經廣州中醫藥大學附屬珠海市中醫院肝病科臨床應用，效果十分滿意，與宏科儀相比，本數位化袖珍肝病治療儀的症狀緩解率、肝功能復常率、HBeAg陰轉率等均較之高，經統計學處理，差異有顯著性意義。
本發明的顯著意義就在於①實現了肝病治療儀的製造技術由模擬化向數位化的徹底轉變，有力地推動了醫用電子技術從設計思想到生產技術的向前發展；②真正改變了肝病非藥物治療需要在醫院進行的傳統模式，對肝病的非藥物療法的推廣普及有十分積極的作用，促進了醫療衛生及保健服務走向社會，將使廣大患者深為受益。
權利要求
1．一種採用完全數位化技術方案的數位化袖珍肝病治療儀，其特徵在於其脈衝電流的發生及控制均由數位化技術實現，儀器由單片機和其外圍輔助電路組成，所述單片機僅為一片8位單片機或一片8位以上單片機，所述外圍輔助電路只需要電源電路，升壓、輸出電路，人機對話操作電路。
2．根據權利要求1所述的數位化袖珍肝病治療儀，其特徵在於所述的數位化技術完全由單片機承擔，即至少能同時實現如下功能的數位化技術，無需藉助其他元器件只由一片8位單片機或一片8位以上單片機即可實現①低頻脈衝波(小於150Hz)、中頻脈衝波(大於2000Hz)及其調製組合波形的發生和其信號輸出；②儀器所有控制調節信號的接收、處理、輸出；③多路(2對或2對以上電極)獨立脈衝電流信號的同步輸出及其獨立控制調節；④儀器工作狀態顯示信號的輸出。
3．根據權利要求1所述的數位化袖珍肝病治療儀，其特徵在於所述單片機內均含有中央處理器CPU11，只讀存儲器ROM12(用於存放多個固定治療處方及波形數據)，隨機存儲器RAM13(用於存放儀器工作時所用治療處方及其參數以及用戶存儲的治療處方)，D-A轉換器14，輸入輸出埠15，單片機1按照治療處方在CPU11的控制下，從RAM13(或ROM12)中取得所需所有參數，按照有關參數調用ROM12中存儲的所需波型數據(中頻、低頻脈衝波或其調製波)，經D-A轉換器14，將波形信號送入輸入輸出埠15，輸入輸出埠15在CPU11的控制下，將波形信號及有關控制信號由相應的輸出埠傳送給升壓、輸出電路4，並從相應的埠輸出工作狀態信號和接收鍵盤33輸入信號，以實現如權利要求2所述的功能。
4．根據權利要求1所述的數位化袖珍肝病治療儀，其特徵在於所述外圍輔助電路由電源電路2，人機對話操作電路3，升壓、輸出電路4組成，電源電路2由內量電池或外接電源兩組電路組成，以提供儀器所需直流電源，人機對話操作電路3由液晶顯示器LCD31，蜂鳴器32，鍵盤33組成，液晶顯示器LCD31顯示單片機1提供的儀器工作狀態及操作信息，蜂鳴器32提示有關功能及操作信息，鍵盤33中的按鍵向單片機1(CPU11及RAM13)輸入參數調整或程序終止信息，升壓、輸出電路4由多路輸出電路41，升壓電路42(主要為變壓器)，電極43組成，多路輸出電路41由單片機1控制從相應輸出埠接收波形(脈衝電流)信號輸送給相應的升壓電路42，升壓電路42由單片機1控制調節電流強弱，電極43將升壓電路的電流送至人體。
5．根據權利要求1所述的數位化袖珍肝病治療僅，其特徵在於其最佳實施方案是只由一片8位單片機和外圍輔助電路組成，輔助電路中再無其他單片機。
全文摘要
數位化袖珍肝病治療儀,屬通過接觸電極施加電流的電療儀,其脈衝電流的發生及控制均完全採用數位化技術實現,儀器由單片機和其外圍輔助電路組成,所述單片機僅為一片8位以上單片機,輔助電路中再無其他單片機;該儀既能多路同步獨立輸出低頻、中頻及其靈活調製組合的脈衝電流,又結構簡潔,且價格低、微型化便於攜帶;用於肝病治療,效果十分理想。
文檔編號A61N1/32GK1221635SQ9711433
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月29日 優先權日1997年12月29日
發明者郝慧卿, 張均倡 申請人:郝慧卿