專利名稱：音樂(lè)調(diào)制的經(jīng)皮電神經(jīng)刺激疼痛治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是為人類(lèi)治病的醫(yī)療儀器，特別是應(yīng)用于疼痛治療的音樂(lè)調(diào)制的經(jīng) 皮電神經(jīng)刺激疼痛治療儀。
背景技術(shù)：
根據(jù)醫(yī)療原理，刺激人體穴位時(shí)會(huì)激活內(nèi)源性阿片系統(tǒng)，促使釋放內(nèi)源性阿片肽； 刺激粗神經(jīng)纖維，關(guān)閉間門(mén)，抑制痛覺(jué)傳入；改善局部血液循環(huán)，加速清除致痛物質(zhì)。目前使 用的TENS鎮(zhèn)痛儀存在下述問(wèn)題，1)程序模式固定，人體很容易產(chǎn)生適應(yīng)性和耐受性，影響 治療效果；2)刺激單調(diào)，不能滿足患者的個(gè)性化要求。使用單純音樂(lè)療法對(duì)于中度以上疼 痛效果欠佳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種音樂(lè)調(diào)制的經(jīng)皮電神經(jīng)刺激疼痛治療儀，它是由機(jī)盒、 按鍵電路、單片機(jī)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(jī)電路是以單片機(jī)芯片為核心，按鍵電路的Kl接入單片機(jī) 芯片的10腳，單片機(jī)芯片的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(jī)芯片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過(guò) R19、R20中間頭與輸出電路Ql 1、Q13的發(fā)射極相連接，升壓電路的輸出通過(guò)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(guò)插孔Jl與外接MP3相連接，電源電路 的12V穩(wěn)壓電路的輸入端與單片機(jī)芯片的8腳相連接。下面詳述各電路的結(jié)構(gòu)。1、單片機(jī)電路如圖3所示，單片機(jī)是儀器的核心，本儀表選用Microchip公司的 28dsPIC30F2010單片機(jī)芯片，該芯片是改進(jìn)的哈弗結(jié)構(gòu)，優(yōu)化過(guò)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(nèi)16位閃存數(shù)字信號(hào)控制器，1KB片內(nèi)EEPR0M，具有4 個(gè)占空比發(fā)生器，具有4種工作模式的專用時(shí)基，6個(gè)PWM輸出通道，每個(gè)通道有互補(bǔ)或者獨(dú) 立的輸出模式。本儀器使用了 4個(gè)PWM輸出通道和一個(gè)定時(shí)器做波形輸出，PA+、PA-、PB+ 和PB-為PWM輸出，PV2為定時(shí)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(lái)，至下次高電 平到來(lái)為一個(gè)周期，PV2的變化頻率即是儀器的波形頻率，波形時(shí)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為晶體管9013， D3為1N4007，它把輸入的周期脈沖信號(hào)幅度放大，升至53V。D4、D6單向?qū)?，使C6只能通 過(guò)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(lái)調(diào)制升壓電路的幅度。VDl和VD2分別是這兩路調(diào)制脈沖的輸出。3、輸出電路如圖6所示，輸出電路由4個(gè)2N5551和2個(gè)2N5401組成，它對(duì)升壓電 路的輸出電壓信號(hào)擴(kuò)流，其中Q3、Q4和Qll為一組，對(duì)應(yīng)插孔J3的第2腳，Q8、Q9和Q13為 一組，對(duì)應(yīng)插孔J3的第1腳，當(dāng)VDl為高PA+也為高時(shí)Q3、Q11導(dǎo)通，J3輸出是2腳高，1腳低。當(dāng)PA-為高時(shí)Q8、Q13導(dǎo)通，J3輸出是1腳高，2腳低。通過(guò)調(diào)節(jié)分壓電路中的R19和 R20可以調(diào)整輸出的強(qiáng)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(gè)OPl 13運(yùn)放組成，其中1個(gè)運(yùn)放 接成電壓基準(zhǔn)，另外兩路接成比較器，比較器放大基準(zhǔn)電壓Vref和從插孔輸入的MP3音頻 電壓信號(hào)的差值，使音樂(lè)電壓信號(hào)有足夠的幅值推動(dòng)輸出電路的晶體管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(shè)計(jì)，其中一路為全局電源，從插孔接入 6V直流電源，由LM7805線性穩(wěn)壓模塊穩(wěn)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(wěn)壓器，由于輸入電源為5V，達(dá)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(jī)給出的PVl信號(hào)放大至22V以上，為L(zhǎng)M7812 提供足夠的輸入電壓。當(dāng)單片機(jī)將PVl為高電平時(shí)，升壓電路工作，當(dāng)PVl為低電平時(shí)，升 壓電路不工作，為L(zhǎng)M7812半波供電，LM7812輸出12V。本發(fā)明的工作過(guò)程是這樣的。疼痛不僅是生理的，它包括心理成分。音樂(lè)對(duì)人的身心具有顯著的調(diào)節(jié)作用。人 體正常細(xì)胞的生長(zhǎng)、繁殖及內(nèi)臟、大腦等都有特定的振動(dòng)節(jié)律，那些使人感到舒暢的音樂(lè)， 實(shí)際上正好與人們的生理振動(dòng)節(jié)律合拍、協(xié)調(diào)；音樂(lè)還可以作用于大腦，提高神經(jīng)細(xì)胞的興 奮性，改變情緒狀態(tài)，喚起積極、健康的情緒；通過(guò)神經(jīng)及神經(jīng)體液的調(diào)節(jié)，促進(jìn)機(jī)體分泌一 些對(duì)健康有益的激素?；颊咄ㄟ^(guò)MP3播放器可以選擇自己喜歡的音樂(lè)欣賞，輔以音樂(lè)治療， 雙管齊下。本發(fā)明是在單片機(jī)控制下產(chǎn)生電脈沖波，并用患者喜好的MP3輸出的音樂(lè)進(jìn)行調(diào) 制，使作用在人體上的電脈沖波產(chǎn)生非常多的變化，在MP3音樂(lè)的配合下大大增強(qiáng)疼痛治 療的效果。本發(fā)明的有益效果1.復(fù)合物理、音樂(lè)等多種模式平衡鎮(zhèn)痛，通過(guò)多途徑綜合發(fā)揮作用，符合最現(xiàn)代的 疼痛治療理念。2.通過(guò)調(diào)整機(jī)體自身神經(jīng)功能，減少外源性鎮(zhèn)痛藥的需求，提高了醫(yī)療安全，故社 會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益廣闊。3.電刺激脈沖振幅隨著音樂(lè)的強(qiáng)弱而變化，而且音樂(lè)的左右聲道分別對(duì)應(yīng)兩路輸 出，使兩路輸出脈沖各不相同，特殊的音樂(lè)調(diào)制經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(TENS)電信號(hào)與患者自己 所選音樂(lè)同步作用，提高了療效，以上均在胃腸手術(shù)病人術(shù)后臨床應(yīng)用中表現(xiàn)出顯著地鎮(zhèn) 痛效果。這種變化的刺激不僅最大程度解決了機(jī)體對(duì)TENS的適應(yīng)性和耐受性的問(wèn)題，也 實(shí)現(xiàn)了鎮(zhèn)痛的個(gè)體化需求。


圖1為本發(fā)明方框原理圖；圖2為本發(fā)明總電路原理圖；圖3為本發(fā)明單片機(jī)電路原理圖；圖4為本發(fā)明波形時(shí)序圖5為本發(fā)明升壓電路原理圖；圖6為本發(fā)明輸出電路原理圖；圖7為本發(fā)明音頻處理電路原理圖；圖8為本發(fā)明電源電路原理圖。
具體實(shí)施例方式從圖2看出，本發(fā)明是由機(jī)盒、按鍵電路2、單片機(jī)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，其特征在于按鍵電路的Kl接入單片機(jī)芯片的10腳，單 片機(jī)芯片的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(jī)芯片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過(guò)R19、R20中間頭 與輸出電路Qll、Q13的發(fā)射極相連接，升壓電路的輸出通過(guò)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(guò)插孔Jl與外接MP3相連接，電源電路的12V穩(wěn)壓電路 的輸入端與單片機(jī)芯片的8腳相連接。
權(quán)利要求
一種音樂(lè)調(diào)制的經(jīng)皮電神經(jīng)刺激疼痛治療儀，它主要由機(jī)盒、按鍵電路(2)、單片機(jī)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，其特征在于按鍵電路的K1接入單片機(jī)芯片的10腳，單片機(jī)芯片的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(jī)芯片的18腳相連接，升壓電路的輸出通過(guò)R19、R20中間頭與輸出電路Q11、Q13的發(fā)射極相連接，升壓電路的輸出通過(guò)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(guò)插孔J1與外接MP3相連接，電源電路的12V穩(wěn)壓電路的輸入端與單片機(jī)芯片的8腳相連接。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提出一種音樂(lè)調(diào)制的經(jīng)皮電神經(jīng)刺激疼痛治療儀，它是由機(jī)盒、按鍵電路、單片機(jī)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(fā)明是在單片機(jī)控制下產(chǎn)生電脈沖波，并用患者喜好的MP3輸出的音樂(lè)進(jìn)行調(diào)制，使作用在人體上的電刺激脈沖振幅隨著音樂(lè)的強(qiáng)弱而變化，而且音樂(lè)的左右聲道分別對(duì)應(yīng)兩路輸出，使兩路輸出脈沖各不相同，特殊的音樂(lè)調(diào)制經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(TENS)電信號(hào)與患者自己所選音樂(lè)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(jī)體對(duì)TENS的適應(yīng)性和耐受性的問(wèn)題，也實(shí)現(xiàn)了鎮(zhèn)痛的個(gè)體化需求。
文檔編號(hào)A61N1/36GK101905060SQ201010222358
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者張咸偉, 鄧乾, 陳志軍 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬同濟(jì)醫(yī)院