一种能自主调制波形的中频电疗设备

摘要

本发明公开一种能自主调制波形的中频电疗设备，包括两个电极贴，恒压测阻传感器，以及处理器；通过电极贴将电流脉冲导入人体，利用电极贴上附带的恒压测阻传感器实时测量人体在两个电极贴之间的电阻，处理器根据实时电阻值，算出下一个输出的电流脉冲的宽度和幅度并输出，让导入人体的电流始终在人体耐受且舒适的范围，没有电流幅度的逐级增大带来的安全隐患，也没有按固定规律变幅降低理疗效果的缺点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种能自主调制波形的中频电疗设备，用于输出适应人体的电流脉冲宽度和幅度，属于中频电疗设备技术领域。

背景技术

目前中频电疗设备针对广泛应用于康复理疗，并获得临床应用实证。但目前的中频电疗设备都是按照计算机控制并依据使用者的选择，输出固定规律的电流波形，在使用过程中只能改变输出电流波形的幅度，随着使用过程中人体对输入电流的逐步适应和人体电阻的逐步变化，人体会感到电疗效果越来越差，这时中频电疗设备可以采用以下两种方法对应：一，调高输出电流的幅度，但随着输出电流幅度的逐级增大，对人体带来一定的安全隐患；二，按照固定规律，从一个较小的输出电流脉冲幅度逐步或随机过渡到设置幅度，但脉冲设置幅度在所有输出的脉冲中比例低，降低了康复理疗的效果。

发明内容

发明目的：针对中频电疗设备不能自主按需求调制输出电流，导致理疗效果差和安全隐患的问题，本发明提供一种能自主调制波形的中频电疗设备。

技术方案：一种能自主调制波形的中频电疗设备，包括两个电极贴，恒压测阻传感器，以及处理器；通过电极贴将电流脉冲导入人体，利用电极贴上附带的恒压测阻传感器实时测量人体在两个电极贴之间的电阻，处理器根据实时电阻值，算出下一个输出的电流脉冲的宽度和幅度并输出，让导入人体的电流始终在人体耐受且舒适的范围，没有电流幅度的逐级增大带来的安全隐患，也没有按固定规律变幅降低理疗效果的缺点。

所述两个电极贴分别贴在人体相关部位，通过输入设备设置电极贴的输出脉冲的幅度和脉宽的初始值，这两个值以使用人的耐受和舒适为准，调节完成后，以该幅度值、脉宽值作为基准输出脉冲，并传送给处理器。

两个电极贴上面的恒压测阻传感器测量人体在两个电极贴之间的电阻值，以该电阻值作为基准人体电阻，并传送给处理器。

所述中频电疗设备还包括电流电压传感器和计数器；处理器指令中频电疗设备当前输出的一组电流脉冲经过电极贴进入人体后，通过中频电疗设备中携带的电流电压传感器测量电流脉冲的幅度，并通过计数器计算脉冲脉宽。所述处理器发出暂停指令，中频电疗设备暂停下一组电流脉冲的输出，通过两个电极贴上面的恒压测阻传感器测出人体此刻在两个电极贴之间的电阻值，并传送给处理器，处理器以该电阻值与基准人体电阻值对比，算出下一组电流脉冲的幅度和脉宽参数值(在电阻值一致的情况下，下一次的输出脉冲与上一个脉冲的参数(幅度和脉宽)相同；在电阻值不一致的情况下按照公式2计算出下一个脉冲的参数(幅度和脉宽))，并控制中频电疗设备按该参数值启动输出，使电极贴将计算出的下一组电流脉冲导入人体。处理器继续发出暂停指令，中频电疗设备暂停下下一组电流脉冲的输出，通过两个电极贴上面的恒压测阻传感器测出人体此刻在两个电极贴之间的电阻值，并传送给处理器，处理器以该电阻值与基准人体电阻值对比，算出下一组电流脉冲的幅度和脉宽参数值，并控制中频电疗设备按该参数值启动输出，使电极贴将计算出的下一组电流脉冲导入人体。处理器持续工作，形成“指令输出一组电流脉冲→指令暂停下一组电流脉冲的输出--测阻/比较--计算/输出”的循环过程。

附图说明

图1是电极贴和触点式恒压源测阻传感器位置关系的附图；

图2是电压电流传感器和计数器附图；

图3是输出的脉冲波形原理图；

图4是触点式恒压源测阻传感器分布及结构附图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种能自主调制波形的中频电疗设备，包括两个电极贴，恒压测阻传感器，以及处理器；通过电极贴将电流脉冲导入人体，利用电极贴上附带的恒压测阻传感器实时测量人体在两个电极贴之间的电阻，处理器实时比对电阻值，算出下一个输出的电流脉冲的宽度和幅度并输出，让导入人体的电流始终在人体耐受且舒适的范围，没有电流幅度的逐级增大带来的安全隐患，也没有按固定规律变幅降低理疗效果的缺点。

如图1所示，电极贴上附带触点式恒压源测阻传感器，两个电极贴分别贴在人体相关部位，通过输入设备设置电极贴的输出脉冲的幅度和脉宽的初始值，脉冲的幅度和脉宽的初始值从0开始，逐步增加，这两个值以使用人的耐受和舒适为准，调节完成后，电极贴以该幅度值U

如图2所示，电极贴线通过一个额定电阻(1kΩ)与处理器(CPU)中的脉宽调制(PWM)输出口相连，在额定电阻(1kΩ)两端连接测压传感器，并把测量结果的电压值输入到处理器(CPU)中的模数转换(D/A)模块。具体工作过程如下：

(1)在脉冲输出前，设定脉冲的幅度按照U预定输出，并把脉冲的幅度P预定记录到计数器2中。

(2)在脉冲输出时，电流通过脉宽调制(PWM)输出口输出，经过额定电阻(1kΩ)后，产生电压，并把电压值输入到模数转换(D/A)模块采样。

(3)当采样的电压值超过5V后，处理器(CPU)开始控制计数器1从0开始进行脉宽计数(加1)，并记录各计数值对应的最高电压幅度值，同时计数器2开始倒计数(减1)。

(4)当采样的电压值低于5V后，处理器(CPU)控制计数器1停止计数(得到实测脉宽P实测)，计数器2停止倒计数，检查脉宽输出是否与设定参数值一致(计数器2是否为0)。

(5)用实际测得参数与预定参数做差，得到ΔU＝U实测-U预定；ΔP＝P实测-P预定。

(6)按照公式2算出再下一个脉冲的Ux和Px，并对其修正为U预定＝Ux-ΔU和P预定＝Px-ΔP。

(7)依次类推。

如图2所示，电流电压传感器测量能直接测量出脉冲的幅度，当幅度超过5伏特后，处理器指令计数器从0开始计数，直到脉冲的幅度低于5伏特后，处理器指令计数器停止计数，计数器的计数值就是脉冲宽度。

恒压源测阻传感器，用于测出人体此刻两个电极贴之间的电阻值R

处理器控制中频电疗设备在输出完当前一组(连续输出1毫秒)电流脉冲后，发出暂停输出指令，暂停输出0.1毫秒，通过触点式恒压源测阻传感器，测出人体此刻两个电极贴之间的电阻值R

中频电疗设备的处理器根据U

处理器重复“指令输出一组电流脉冲→指令暂停下一组电流脉冲的输出--测阻/比较--计算/输出”过程，每一组脉冲的输出(连续输出1毫秒)都需要间隔0.1毫秒，利用触点式恒压源测阻传感器测量当前人体电阻，而下一组脉冲的输出需要利用公式1和公式2计算生成，利用中频电疗设备主体中携带的电流电压传感器和计数器实现自主调制。

触点式恒压源测阻传感器如图4所示，恒压源为电压10伏特的直流源，两个触点分别分布在电极贴中间部位，直径不超过1厘米，一个电极贴上的触点为正10伏特，另一个电极贴上的触点接地，为0伏特。

如图4所示，一路电极贴上的触点式电阻接10V直流源，另一路电极贴上的触点式电阻接地，两者之间通过一个100kΩ的电阻连在一起，该连线与电极贴线一同封装。

使用时两路电极贴分置于人体两处，由于人体存在电阻(随时间变化，1kΩ-100kΩ)，该电阻与100kΩ的连线电阻并联，产生总电阻R

输出脉冲的幅度和宽度依据公式1和公式2，这两种算法结合电极贴携带的触点式恒压源测阻传感器、中频电疗设备主体中携带的电流电压传感器和计数器，调制算出的脉冲既保证了防止人体对交流电的麻木性适应进而主动增大电流幅度可能带来的安全隐患，又保证了在人体电阻发送变化时通过人体的电流不变，能量不变，实现了人体感觉最舒适，理疗效果最好。