專利名稱：一種電致孔藥物導(dǎo)入儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種藥物導(dǎo)入儀，具體涉及一種可輸出多種電脈沖波形且參數(shù)變化靈活可調(diào)的電致孔藥物導(dǎo)入儀。
背景技術(shù)：
電致孔藥物導(dǎo)入儀的電脈沖形狀、幅度和持續(xù)時(shí)間等參數(shù)對(duì)給藥效果均有不同程度的影響；同時(shí)由于不同生物細(xì)胞的大小、結(jié)構(gòu)、化學(xué)特性各不相同，所以對(duì)某一種特定藥物進(jìn)行有效電致孔所需要電脈沖參數(shù)也不相同；這樣就需要根據(jù)被給藥者及所給藥物選擇合適的電脈沖。而現(xiàn)有的電致孔藥物導(dǎo)入儀提供的脈沖參數(shù)都比較單一，大部分儀器或局限于一種脈沖波形或參數(shù)變化范圍小。

發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷與不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可輸出多種電脈沖波形且參數(shù)變化靈活可調(diào)的電致孔藥物導(dǎo)入儀。為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)任務(wù)，本實(shí)用新型采取如下的技術(shù)解決方案一種電致孔藥物導(dǎo)入儀，包括殼體，其特征在于，所述殼體中安裝有依次連接的控制芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器、程控放大電路和功率放大電路，所述殼體的前面板上設(shè)置有液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)控按鈕；所述程控放大電路包括繼電器控制芯片、運(yùn)放和至少兩個(gè)繼電器，所述每個(gè)繼電器分別通過電阻與濾波器連接，每個(gè)繼電器均與繼電器控制芯片連接，每個(gè)繼電器均與運(yùn)放連接，所述繼電器控制芯片與控制芯片連接；所述功率放大電路包括依次連接的第一放大電路、互補(bǔ)電路、脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器和脈沖變壓器，所述功率放大電路中連接有反饋電路，該反饋電路包括相連接的第二放大電路和濾波電路，所述第二放大電路通過采樣電阻與脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器連接，所述濾波電路與互補(bǔ)電路的輸入端連接，所述第一放大電路與運(yùn)放連接；所述液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)整按鈕均與控制芯片連接。本實(shí)用新型的其他技術(shù)特征為所述控制芯片采用EP2C8Q208C8芯片。所述濾波器采用7階橢圓濾波器。所述的第一放大電路為單管放大電路。所述繼電器控制芯片采用ULN2001芯片。所述的脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器采用IRF740 MOSFET0本實(shí)用新型的藥物導(dǎo)入儀為一種全函數(shù)波形窄脈沖藥物導(dǎo)入儀，該導(dǎo)入儀能夠提供正弦波、三角波、方波和鋸齒波四種脈沖波形，此外還能對(duì)脈沖的參數(shù)幅值、間隔、寬度和波形類型進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。
圖I為本實(shí)用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的程控放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的功率放大電路的結(jié)構(gòu)示意圖。以下結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
具體實(shí)施方式
如圖I和2所示，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案，該實(shí)施例的電致孔藥物導(dǎo)入儀包括殼體，該殼體中安裝有依次連接的控制芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器、程控放大電路和功率放大 電路，所述殼體的前面板上設(shè)置有液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)控按鈕；所述程控放大電路包括繼電器控制芯片、運(yùn)放和十個(gè)繼電器，每個(gè)繼電器分別通過電阻與濾波器連接，每個(gè)繼電器均與繼電器控制芯片連接，每個(gè)繼電器均與運(yùn)放連接，繼電器控制芯片與控制芯片連接；所述功率放大電路包括依次連接的第一放大電路、互補(bǔ)電路、脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器和脈沖變壓器，該功率放大電路中還連接有反饋電路，該反饋電路包括相連接的第二放大電路和濾波電路，第二放大電路通過采樣電阻與脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器連接，濾波電路與互補(bǔ)電路的輸入端連接，第一放大電路與運(yùn)放連接；所述液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)整按鈕分別于控制芯片連接。其中的控制芯片選用altera公司的Cyclone II系列的EP2C8Q208C8芯片，為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)目的，采用SOPC嵌入式技術(shù)在FPGA芯片中嵌入Nios II軟核處理器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制；并修改直接頻率合成技術(shù)原理，在FPGA芯片中采用硬件描述語言實(shí)現(xiàn)四種脈沖波形發(fā)生電路；濾波器采用7階橢圓濾波器；第一放大電路為單管放大電路；繼電器控制芯片采用ULN2001芯片。系統(tǒng)工作時(shí)，首先通過觸摸屏和旋鈕向FPGA芯片中的Nios II軟核處理器發(fā)送輸出的脈沖信號(hào)參數(shù)，當(dāng)Nios II軟核處理器接收到脈沖參數(shù)指令后，經(jīng)過Nios II軟核處理器程序處理將控制指令發(fā)送到FPGA芯片中的脈沖信號(hào)發(fā)生器，脈沖信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生相應(yīng)參數(shù)的數(shù)字型脈沖信號(hào)，通過D/A轉(zhuǎn)換器將數(shù)字型脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬脈沖信號(hào)，該模擬脈沖信號(hào)是系統(tǒng)最終所要輸出的脈沖信號(hào)的基本脈沖信號(hào)；接著將基本脈沖信號(hào)經(jīng)過濾波電路剔除掉高頻噪聲信號(hào)，通過程控放大電路和后級(jí)的功率放大電路得到最終需要輸出的脈沖電壓信號(hào)。同時(shí)液晶顯示屏顯示脈沖信號(hào)的各項(xiàng)參數(shù)。對(duì)于裝置中的程控放大電路的連接設(shè)計(jì)原理是根據(jù)D/A轉(zhuǎn)換器中T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)原理，采用繼電器和電阻實(shí)現(xiàn)脈沖幅值的調(diào)節(jié)電路。使用繼電器代替D/A轉(zhuǎn)換器T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)中的模擬開關(guān)，消除了模擬開關(guān)寄生參數(shù)對(duì)脈沖信號(hào)波形的影響，通過FPGA中的Nios II軟核處理器實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制，繼電器型號(hào)可為歐姆龍的G6S-2-Y。結(jié)合圖3所示，以N級(jí)T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)為例，電阻RAl —端接第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端(第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端作為程控放大電路脈沖信號(hào)輸入端)，另一端接下第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端；電阻RBl —端接第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端，另一端接繼電器I的公共觸電，即可構(gòu)成第一級(jí)T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)。電阻RA2—端接第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端(第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端也就是第一級(jí)網(wǎng)絡(luò)的輸出端)，另一端接下第三級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端；電阻RB2 —端接第二級(jí)網(wǎng)絡(luò)輸入端，另一端接繼電器2的公共觸電，即可構(gòu)成第二級(jí)T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)。依此連接關(guān)系向后級(jí)聯(lián)構(gòu)成N級(jí)T型權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)，最后一級(jí)的網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系為電阻RBN和RB (N+1)接第N-I網(wǎng)絡(luò)的輸出端，其中電阻RBN接繼電器N的公共觸點(diǎn)，電阻RB (N+1)接地即可。此外所有繼電器的常開觸點(diǎn)接運(yùn)放的反相端，各繼電器的常閉觸點(diǎn)接運(yùn)放的同相端，運(yùn)放的輸出端為脈沖信號(hào)的輸出端；繼電器的線包正端接5V電壓，負(fù)端接到芯片ULN2001的輸出端，ULN2001的輸入端接到FPGA芯片。采用ULN2001芯片作為緩沖器，防止繼電器切換時(shí)產(chǎn)生的反電勢引起FPGA的I/O 口的破壞。其中輸出端運(yùn)放的作用是實(shí)現(xiàn)脈沖信號(hào)求和運(yùn)算，運(yùn)放型號(hào)為AD8009。N的大小取決于控制精度，最小值為2 ;RA系列電阻與RB系列電阻為I :2關(guān)系，網(wǎng)絡(luò)中需要N-I個(gè)RA系列電阻，N+1個(gè)RB系列電阻。本實(shí)施例中N取10，即需要10個(gè)繼電器9個(gè)51歐姆RA系列電阻，11個(gè)100歐姆RB系列電阻。其中的功率放大電路是由單管放大電路，脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)電路、后級(jí)脈沖變壓器放大和反饋電路組成。 單管放大電路是將程控放大電路輸出的脈沖信號(hào)經(jīng)過緩沖和放大，以滿足后級(jí)MOSFET工作在線性區(qū)的要求。因系統(tǒng)輸出脈沖寬度和間隔變化范圍較寬，放大電路必須實(shí)現(xiàn)較寬頻帶范圍的增益穩(wěn)定性，為了保證電路具有足夠大的帶寬范圍。電路使用單個(gè)晶體管實(shí)現(xiàn)電路放大，選用晶體管型號(hào)為2N5551。脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器件采用M0SFET，為了提高驅(qū)動(dòng)電路的線性度范圍，MOSFET的偏置和推動(dòng)采用了達(dá)林頓對(duì)管實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)輸出電路。MOSFET選用型號(hào)為IRF740 ;達(dá)林頓對(duì)管選用 TIP120/125 對(duì)管。反饋回路的作用是穩(wěn)定MOSFET的直流工作狀態(tài)，使脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器在靜態(tài)時(shí)處于微導(dǎo)通狀態(tài)，同時(shí)防止溫度變化引起的工作點(diǎn)漂移。原理是通過連接在MOSFET漏極的采樣電阻將MOSEFT源漏電流轉(zhuǎn)換成電壓，經(jīng)過濾波放大后的反饋電壓施加到MOSFET驅(qū)動(dòng)電路的輸入端，以起到穩(wěn)定直流狀態(tài)時(shí)的目的。放大電路和濾波電路由一個(gè)集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)，運(yùn)放型號(hào)為LM324。脈沖變壓器對(duì)輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行升壓，實(shí)現(xiàn)脈沖幅度的放大，所用脈沖變壓器的升壓比為1:20。
權(quán)利要求1.一種電致孔藥物導(dǎo)入儀，包括殼體，其特征在于，所述殼體中安裝有依次連接的控制芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器、程控放大電路和功率放大電路，所述殼體的前面板上設(shè)置有液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)控按鈕； 所述程控放大電路包括繼電器控制芯片、運(yùn)放和至少兩個(gè)繼電器，所述每個(gè)繼電器分別通過電阻與濾波器連接，每個(gè)繼電器均與繼電器控制芯片連接，每個(gè)繼電器均與運(yùn)放連接，所述繼電器控制芯片與控制芯片連接； 所述功率放大電路包括依次連接的第一放大電路、互補(bǔ)電路、脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器和脈沖變壓器，所述功率放大電路中連接有反饋電路，該反饋電路包括相連接的第二放大電路和濾波電路，所述第二放大電路通過采樣電阻與脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器連接，所述濾波電路與互補(bǔ)電路的輸入端連接，所述第一放大電路與運(yùn)放連接； 所述液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)整按鈕均與控制芯片連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電致孔藥物導(dǎo)入儀，其特征在于，所述控制芯片采用EP2C8Q208C8 芯片。
3.如權(quán)利要求I所述的電致孔藥物導(dǎo)入儀，其特征在于，所述濾波器采用7階橢圓濾波器。
4.如權(quán)利要求I所述的電致孔藥物導(dǎo)入儀，其特征在于，所述的第一放大電路為單管放大電路。
5.如權(quán)利要求I所述的電致孔藥物導(dǎo)入儀，其特征在于，所述繼電器控制芯片采用ULN2001 芯片。
6.如權(quán)利要求I所述的電致孔藥物導(dǎo)入儀，其特征在于，所述的脈沖變壓器驅(qū)動(dòng)器采用 IRF740 MOSFET。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種電致孔藥物導(dǎo)入儀。儀器包括殼體，該殼體中安裝有依次連接的控制芯片、D/A轉(zhuǎn)換器、濾波器、程控放大電路和功率放大電路，所述殼體的前面板上設(shè)置有液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)整按鈕，該液晶顯示屏和參數(shù)調(diào)整按鈕分別于控制芯片連接。本實(shí)用新型的藥物導(dǎo)入儀能夠提供正弦波、三角波、方波和鋸齒波四種脈沖波形，此外還能對(duì)脈沖的參數(shù)幅值、間隔、寬度和波形類型進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)控。
文檔編號(hào)A61N1/32GK202605532SQ201220200990
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者鄧周虎, 楊海龍, 郝寶華, 王雪文 申請(qǐng)人:西北大學(xué)