专利名称：：生物电治疗仪的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及医疗器械及美容
技术领域：
，尤其涉及一种生物电治疗仪，即在生物电医学和生物电中医理论的基础上，设计出的一种用于人体生物电康复的按摩设备，用于生物电异常性疾病，包括各种疼痛性疾病、关节炎、瘫痪、耳聋、失眠、美容、亚健康的按摩治疗。
背景技术：
：医疗器械和美容器械市场上，多数电疗仪和美容仪都是输出脉冲电压、电流，将电极直接放在患者身上进行治疗，这些器材的理论基础是局部剌激，临床实验证明瞬间的高压脉冲会使患者有明显地麻痛感觉，而能量却难以深入病灶，很难沿机体经络传播，由于频率大，无法让机体的固有生物电康复。同时，一般的电疗仪，治疗输出都未注明使用它时患者能承受的最大电流是多少，电流超过多少时，安全保护装置开始动作(关闭输出)，以保护患者的安全。有的电疗仪是否有安全保护装置都未说明。
实用新型内容本实用新型的目的是以生物电医学的理论和完全刺激(非局部刺激)为基础、以康复机体生物电为目标，提供一种生物电治疗仪，由生物电治疗仪的输出和患者形成回路进行治疗，或按摩师的手部与患者共同形成回路进行治疗，同时，治疗仪输出正弦波，能量分布均匀，通过按摩技术将电流导入病灶深层，使患者感觉舒适，并且在治疗仪中设有安全保护装置。本实用新型生物电治疗仪，运用生物电中医学说的生物电经络理论，将生物电的康复与传统中医按摩相结合，对生物电异常性疾病包括疼痛、瘫痪、失眠、老年性耳聋、亚健康等疾病产生了比现有任何医疗手段都达不到的治疗效果。同时，本治疗方法成本低、没有任何副作用，由于个体的电阻大小差距很大，所以所需的输出电压有较大的调节范围。为达到上述目的，本实用新型的技术解决方案是提供包括信号发生器l、信号频率选择器2、增益控制电路3、功率放大器4、电流取样及全波整流滤波电路5和单片机控制电路7，所述信号发生器1、信号频率选择器2、增益控制电路3、功率放大器4和电流取样及全波整流滤波电路5顺序连接，且信号频率选择器2和增益控制电路3的控制端与单片机控制电路7连接；该生物电治疗仪还包括一过流和开路保护电路6，用于实现该生物电治疗仪在异常情况下的断电保护，所述过流和开路保护电路6的输入端连接于电流取样及全波整流滤波电路5的输出端，并通过电压比较器与单片机控制电路7连接。所述过流和开路保护电路6包括过流保护电路和开路保护电路。所述过流保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，预先为数字电位器设定一个过流保护电压，当电流取样及全波整流滤波电路输出的电压大于所述过流保护电压时，电压比较器将向单片机控制电路输出一个低电平作为中断信号，使数字电位器输出为零。所述开路保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，当整个电路处于开路状态时，所述电压比较器将发出中断信号INT1给单片机控制电路7，单片机控制电路7将降低电流输出强度，如果在一定时间内，电路恢复正常，则单片机控制电路7将电流输出强度也调整为正常；否则，单片机控制电路7主通道将变为0模式，O输出，INT1此时将关中断。所述信号发生器l为正弦波信号发生器，包括3个正弦波发生器，分别产生150赫兹、IOO赫兹、50赫兹正弦波，经过各自的电位器调整为有效值等于3V的正弦波，然后送到信号频率选择器2的输入端。所述50赫兹正弦波发生器还产生一个与正弦波同步的方波，输出给信号频率选择器2。所述信号频率选择器2包括八选一MOS开关、计数器及单片机的Pl.O、Pl.l、P1.2、P1.3口，用于在单片机控制电路7的控制下对接收自信号发生器1的3种频率的正弦波进行选择和切换。所述八选一MOS开关为一CD4051芯片，其输出信号经过隔离放大器后输出给增益控制电路3;所述计数器为一74HC161芯片，为十六进制可预置同步计数器；所述单片机控制电路7为单片机AT89S51芯片。所述增益控制电路3为X9313W芯片，用于调整输出电压的幅度，将接收自信号频率选择器2的信号进行调整后输出给功率放大器4。所述功率放大器4为TDA2030芯片，工作电压为+16V，组成互补对称OCL功放直接推动输出变压器。该生物电治疗仪进一步包括电源8、LED数字显示电路9、键盘10和脚踏板开关11;所述LED数字显示电路9连接于单片机控制电路7的显示板接口P4，所述键盘10连接于单片机控制电路7的按键板接口P6，所述脚踏板开关11连接于单片机控制电路7的脚踏板开关接口P5。所述电源包括变压器、整流桥、滤波电容和7812、7912、7805芯片，用于提供-土16V非稳压电源，供功率放大器使用；土12V稳压电源供运算放大器、电压比较器使用；+5V稳压电源，供单片机和数字电路使用。所述的生物电治疗仪，在使用时，患者和生物电治疗仪接成串连回路，生物电治疗仪的一电极接触患者两脚部涌泉穴，另一电极接触病患的相关穴位；或接触按摩师手部，按摩师以手部接触患者身体，通过按摩进行治疗。所述的生物电治疗仪，其所述过流保护电路，在头部按摩时，其电流为2mA，在身体其他部位按摩时，其电流为90mA。本实用新型生物电治疗仪与其它治疗仪相比较，其优点在于-1、本仪器输出的电压电流波形为交流正弦波而不是一般仪器输出的方波脉冲；2、本仪器有可靠的安全保护电路，当输出电流大于设定值时可在瞬间关闭。3、生物电治疗仪可输出适当的仿生电流用于康复治疗。它可以方便的对输出电流的频率、强度和治疗时间等进行程序化控制，并设计了有效的过流安全保护电路和开路保护电路图1是本实用新型生物电治疗仪电路结构方框图；图2是本实用新型生物电治疗仪LED数字显示电路、脚踏板开关和键盘的电路图3是本实用新型生物电治疗仪操作面板的示意图4是本实用新型生物电治疗仪外观的示意图。具体实施方式为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。如图1所示，图1是本实用新型生物电治疗仪电路结构方框图，该生物电治疗仪包括信号发生器l、信号频率选择器2、增益控制电路3、功率放大器4、电流取样及全波整流滤波电路5、过流和开路保护电路6、单片机控制电路7、电源8、LED数字显示电路9、键盘10和脚踏板开关11。其中，LED数字显示电路9、键盘10和脚踏板开关11的电路图如图2所示，图2是本实用新型生物电治疗仪LED数字显示电路、脚踏板开关和键盘的电路图。以下分别对上述组成生物电治疗仪的各组成单元进行详细说明。1、信号发生器信号发生器l，是一正弦波信号发生器，包括3个正弦波发生器，分别产生150赫兹、100赫兹、50赫兹正弦波，其经过各自的电位器调整为有效值等于3V的正弦波，然后送到信号频率选择器2的输入端，即输出到"八选一MOS开关"的输入端。其中，50赫兹正弦波发生器还产生一个与正弦波同步的方波，输出给信号频率选择器2，经过信号频率选择器2中的第一电压比较器及输出电阻进行电平匹配后，作为计数脉冲送到计数器。2、信号频率选择器信号频率选择器2，包括八选一MOS开关、计数器及单片机的Pl.O、Pl.l、P1.2、P1.3口，用于在单片机控制电路7的控制下对接收自信号发生器1的3种频率的正弦波进行选择和切换。所述八选一MOS开关为一CD4051芯片，其输出信号经过隔离放大器后输出给增益控制电路3;所述计数器为一74HC161芯片，为十六进制可预置同步计数器；所述单片机控制电路7为单片机AT89S51芯片。正弦波信号经过频率选择开关的选择后被送到第一放大器，然后又送到模拟开关的Y4输入端。当频率选择开关位于第2档或第3档时，正弦波信号在模拟开关中不作任何处理被直接送到com端然后输出到第2放大器，此时信号频率为50Hz或100Hz。当频率开关位于第l档时，计数器的复位信号被解除，并开始用50Hz方波作为计数脉冲开始计数。计数器的二进制输出信号用来控制模拟开关的输入端Y4,Y5，Y6,Y7之间的依次转换，每4个时钟转换一遍。其中只有Y4端是正弦波信号，而其余3个输入端均为0V。这样在com端会得到12.5Hz的间歇正弦波信号。信号频率选择器2的作用是在单片机的控制下对各种频率的正弦波进行选择和切换。它由八选一MOS开关(CD4051)和计数器及单片机的Pl.O、PU、P1.2、P1.3口组成。计数器为74HC161芯片，它是十六进制可预置同步计数器。它们与单片机配合起来，按规定的模式对50Hz、100Hz、150Hz交流信号和0V进行转换，共有7种模式。其中4种简单模式如下表<table><row><column>模</column><column>89S51-P</column><column>脉冲</column><column>计数器输出</column><column>MOS开关</column><column>输出波形式1.3/1.2/1.1/1.0QdQcQbQa输入端</column></row><row><column></column><column>6</column><column>1010</column><column>/</column><column>1110</column><column>Y2</column><column>150Hz连续正弦波</column></row><row><column></column><column>5</column><column>1011</column><column>/</column><column>1111</column><column>Y3</column><column>100Hz连续正弦波</column></row><row><column></column><column>4</column><column>1111</column><column>/</column><column>1111</column><column>Y7</column><column>50Hz连续正弦波</column></row><row><column></column><column>0</column><column>1000</column><column>/</column><column>1100</column><column>Y0</column><column>OV无输出</column></row><table>注P1.3口经过一个或非门后送到计数器的装入端。当P1.3=l时，计数器的输出端等于输入端，即计数器的输出状态并未因为时钟的到来而发生变化(固定输出)。上述4个模式均属这种情况。以下3种模式均为P1.3=0，计时器进入计数状态。模式3:<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>从上表看到第3个脉冲时，计时器又返回到初始状态，2个节拍循环一次。它的输出是以50赫兹正弦波为基波的间断波形，我们称它为25赫兹间断正弦波。模式2:<table>compelxtableseeoriginaldocuemntpage11</column></row><table>模式2为3个节拍循环一次，我们称它为17赫兹间断正弦波。模式l:<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>模式1为4个节拍循环一次，我们称它为12.5赫兹间断正弦波。下表综合了上述7个模式<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>"八选一MOS开关"输出的信号经过隔离放大器(第一放大器)后，送到增益控制部分。3、增益控制电路增益控制电路3为X9313W芯片，用于调整输出电压的幅度，将接收自信号频率选择器2的信号进行调整后输出给功率放大器4。增益控制部分即第一数字电位器，它的作用是调整输出电压幅度。数字电位器的作用与传统电位器完全一样，我们采用X9313W芯片，内部32个抽头，IOK欧姆。Vh端接受来自第一放大器的信号，VL接地，Vw端输出经过调整幅度的信号。开机上电后，Vw=0V。在单片机的控制下，当U/D=l时，每个INC脉冲将使Vw的输出电压上升一档，31档到达最大值。当U/D-0时，每个INC脉冲将使Vw的输出电压下降一档，最多31档到达最小值。经过增益调控的信号被送到第二放大器。4、功率放大器功率放大器4为TDA2030芯片，工作电压为+16V，组成互补对称(OCL)功放直接推动输出变压器。5、电流取样及全波整流滤波电路在输出变压器的输出回路中串联一个电流取样电阻，该信号经整流后输出一个正比于输出电流值的支流电压信号。输出变压器的输出电流最大为30毫安。一个51欧姆电阻将电流信号转换为电压信号并送到全波整流滤波电路，它输出一个模拟电流的直流电压信号，O.lV-lmA。然后这个信号被送到第二电压比较器和第三电压比较器。6、过流和开路保护电路过流和开路保护电路6用于实现该生物电治疗仪在异常情况下的断电保护，所述过流和开路保护电路6的输入端连接于电流取样及全波整流滤波电路5的输出端，电压比较器输出端与单片机控制电路7连接。所述过流和开路保护电路6包括过流保护电路和开路保护电路。所述过流保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，预先为数字电位器设定一个过流保护电压，当电流取样及全波整流滤波电路输出的电压大于所述过流保护电压时，电压比较器将向单片机控制电路输出一个低电平作为中断信号，使数字电位器输出为零。所述过流保护电路的作用是由单片机给第二数字电位器预定一个过流保护值(电压值)，当全波整流滤波电路输出的电压大于第二数字电位器的预定值时，第二电压比较器将发出一个低电平作为中断信号INTO给单片机，单片机再发出"O模式"指令给频率选择器，使主通道信号为OV，从而使输出为零，最终保护了患者的安全。此时仪器将发出报警声，以警告患者和按摩师。第二数字电位器也采用X9313W芯片，它的Vh端接+3.2V电压，每个INC脉冲将使Vw端送往第二电压比较器的电压变化O.IV。假设我们预定过流保护值为20毫安，单片机将Vw设为2.0V。治疗仪开始输出工作，当输出电流超过20毫安时，模拟输出电流的直流电压信号将大于2.0V，这时第二电压比较器将输出低电平作为INTO送到单片机，并最终将输出电压置为OV。所述开路保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，当整个电路处于开路状态时，所述电压比较器将发出中断信号INT1给单片机控制电路7，单片机控制电路7将降低电流输出强度，如果在一定时间内，电路恢复正常，则单片机控制电路7将电流输出强度也调整为正常；否则，单片机控制电路7主通道将变为0模式，O输出，INT1此时将关中断。所述开路保护电路的作用是在治疗过程中如果治疗电极从患者身上意外脱落，仪器将使输出电压降到一个很小值，以防止发生意外。我们将电位器RT5调到O.IV，.治疗仪开始输出工作后，而且输出强度达到一定值(假设为第一数字电位器位置大于5)以后，将允许INT1中断。在治疗过程中，当输出电流小于l毫安时，我们即认为它已开路。此时第三电压比较器将发出INT1中断信号给单片机，单片机将调整第一数字电位器(假设为6)，使输出强度降到一个较小值；在10秒钟内，如果电极又接好，则第一数字电位器又逐步恢复到原定值，继续治疗；如果10秒钟后电极还未接好，则主通道将变为O模式，O输出，INT1此时将关中断。7、单片机控制电路单片机控制电路7采用单片机AT89S51芯片，是整个生物电治疗仪的控制部分，其输入端分别与信号频率选择器2、增益控制电路3和过流和开路保护电路6的输出端连接，接收信号频率选择器2、增益控制电路3和过流和开路保护电路6输入的信号。另外，单片机控制电路7还包括显示板接口P4、脚踏板开关接口P5和按键板接口P6，LED数字显示电路通过显示板接口P4与单片机控制电路7连接，脚踏板开关通过脚踏板开关接口P5与单片机控制电路7连接，键盘通过按键板接口P6与单片机控制电路7连接。8、电源电源8由变压器、整流桥、滤波电容和7812、7912、7805等芯片组成。输入电压为220V，输出如下土16V非稳压电源，供功率放大器使用；士12V稳压电源，供运算放大器、电压比较器使用；+5￥稳压电源，供单片机和数字电路使用。9、LED数字显示电路LED数字显示电路9连接于单片机控制电路7的显示板接口P4，共6位数字显示器，单片机为串行输出，串并转换芯片为74HC595。串行数据为经过BCD译码的七段显示符。LED为共阴极，绿色，静态显示，数据=1时点亮。P0.0:串行数据，每串6X8-48位；P0.1:串行移位时钟，每位串行数据发出l个脉冲；P0.2:并行输出时钟，每串数据(48位)输出l个脉冲。1#显示器显示模式，共6种模式，0、1、2、3、4、5、6。2#显示器显示过流保护值，分为6档，每档等于5毫安。3#4#显示器显示工作时间，单位分钟。5#6#显示器显示设置输出强度，共32档。1#至5#显示器无小数点显示，#6显示器的小数点作为输出状态显示来使用。10、键盘键盘10连接于单片机控制电路7的按键板接口P6，按键板接口P6直接接到单片机I/0口上，共6个，查询工作方式。要求用软件延时50ms来消除抖动。按键定义如下1#键一模式选择键预选模式。2#键一保护值设定键预定保护值。3#键一时间设置键预置治疗时间。4#键一强度加键增加输出强度。5#键一强度减键减小输出强度。6#键一启动/停止键按下一次，仪器开始输出；再按一次，仪器停止输出。1#键、2#键、3#键在仪器开始输出工作前起作用，开始输出工作后不起作用。4#、5#、6#键在任何时候都起作用。脚踏开关的作用等同于4#和5#键。11、脚踏板开关脚踏板开关11连接于单片机控制电路7的脚踏板开关接口P5。以上各部件连接后组成本实用新型生物电治疗仪电路，置于生物电治疗仪的外壳中。见图3是本实用新型生物电治疗仪操作面板的示意图，以及图4是本实用新型生物电治疗仪外观的示意图。本实用新型的使用方法如下-1、打开仪器箱盖，将两个电极线插入相应的插座上。在两个黑色电极板上各放一块喷过水的脱脂棉，并将其固定在患者脚底"涌泉穴"处；在红色电极板上也放上喷过水的脱脂棉并置于按摩师手部。2、打开电源开关。3、根据患者症状需要，通过"频率选择开关"选定工作频率。4、根据患者患病部位情况，通过"保护值设定"旋钮选定过流保护值。过流保护值最大为30mA。5、根据患者患病部位情况，通过"强度控制"旋钮预调输出电压强度。毫安表显示按摩时的实际电流值。6、如果按摩师或患者皮肤过于干燥，可预先在按摩师手上喷水湿润后再开始按摩操作。按摩电流的大小取决于a输出电压的高低；b患者和按摩师与电极板接触面积的大小和力度；c按摩师与患者皮肤接触面积的大小和按压力度。大范围的电流调整应使用"强度控制"旋钮完成。7、对头部等敏感部位的按摩电流不易太大，一般不要超过5mA。这时为保险起见，可将保护值就设定在5mA。当按摩电流大于5mA时，保护电路会立即关闭输出，同时红色报警指示灯会亮，提示仪器处于保护状态。这时按摩师应立即与患者脱离接触，并将电源关闭。如需继续按摩，打开电源开关后即可继续按摩。同样的道理，对其他部位按摩时，可根据实际需要设定安全保护值。以上所述的具体实施例，对实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。权利要求1、一种生物电治疗仪，包括信号发生器(1)、信号频率选择器(2)、增益控制电路(3)、功率放大器(4)、电流取样及全波整流滤波电路(5)和单片机控制电路(7)，所述信号发生器(1)、信号频率选择器(2)、增益控制电路(3)、功率放大器(4)和电流取样及全波整流滤波电路(5)顺序连接，且信号频率选择器(2)和增益控制电路(3)的控制端与单片机控制电路(7)连接；其特征在于，该生物电治疗仪还包括一过流和开路保护电路(6)，用于实现该生物电治疗仪在异常情况下的断电保护，所述过流和开路保护电路(6)的输入端连接于电流取样及全波整流滤波电路(5)的输出端，并通过电压比较器与单片机控制电路(7)的输入端连接。2、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述过流和开路保护电路(6)包括过流保护电路和开路保护电路；所述过流保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，预先为数字电位器设定一个过流保护电压，当电流取样及全波整流滤波电路输出的电压大于所述过流保护电压时，电压比较器将向单片机控制电路输出一个低电平作为中断信号，使数字电位器输出为零；所述开路保护电路包括一电压比较器和一数字电位器，当整个电路处于开路状态时，所述电压比较器将发出中断信号INT1给单片机控制电路(7)，单片机控制电路(7)将降低电流输出强度，如果在一定时间内，电路恢复正常，则单片机控制电路(7)将电流输出强度也调整为正常；否则，单片机控制电路(7)主通道将变为O模式，0输出，INT1此时将关中断。3、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述信号发生器(1)为正弦波信号发生器，包括3个正弦波发生器，分别产生150赫兹、100赫兹、50赫兹正弦波，经过各自的电位器调整为有效值等于3V的正弦波，然后送到信号频率选择器(2)的输入端。4、根据权利要求3所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述50赫兹正弦波发生器还产生一个与正弦波同步的方波，输出给信号频率选择器(2)。5、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述信号频率选择器(2)包括八选一MOS开关、计数器及单片机的Pl.O、Pl.l、P1.2、P1.3口，用于在单片机控制电路(7)的控制下对接收自信号发生器(1)的3种频率的正弦波进行选择和切换。6、根据权利要求5所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述八选一MOS开关为一CD4051芯片，其输出信号经过隔离放大器后输出给增益控制电路(3);所述计数器为一74HC161芯片，为十六进制可预置同步计数器；所述单片机控制电路(7)为单片机AT89S51芯片。7、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述增益控制电路(3)为X9313W芯片，用于调整输出电压的幅度，将接收自信号频率选择器(2)的信号进行调整后输出给功率放大器(4)。8、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述功率放大器(4)为TDA2030芯片，工作电压为+16V，组成互补对称OCL功放直接推动输出变压器。9、根据权利要求1所述的生物电治疗仪，其特征在于，该生物电治疗仪进一步包括电源(8)、LED数字显示电路(9)、键盘(10)和脚踏板开关(11);所述LED数字显示电路(9)连接于单片机控制电路(7)的显示板接口P4，所述键盘(10)连接于单片机控制电路(7)的按键板接口P6，所述脚踏板开关(11)连接于单片机控制电路(7)的脚踏板开关接口P5。10、根据权利要求9所述的生物电治疗仪，其特征在于，所述电源包括变压器、整流桥、滤波电容和7812、7912、7805芯片，用于提供士16V非稳压电源，供功率放大器使用；土12V稳压电源供运算放大器、电压比较器使用；十5V稳压电源，供单片机和数字电路使用。专利摘要本实用新型公开了一种生物电治疗仪，涉及医疗器械及美容
技术领域：
，包括信号发生器、信号频率选择器、增益控制电路、功率放大器、电流取样及全波整流滤波电路和单片机控制电路，所述信号发生器、信号频率选择器、增益控制电路、功率放大器和电流取样及全波整流滤波电路顺序连接，且信号频率选择器和增益控制电路的控制端与单片机控制电路相连；该生物电治疗仪还包括一过流和开路保护电路，用于实现该生物电治疗仪在异常情况下的断电保护，过流和开路保护电路的输入端连接于电流取样及全波整流滤波电路的输出端，并通过电压比较器与单片机控制电路的输入端连接。本实用新型输出为正弦波，能量分布均匀，深入病灶能力强，安全可靠。文档编号A61N1/36GK201073508SQ20062013899公开日2008年6月18日申请日期2006年9月27日优先权日2006年9月27日发明者王玉玲,然田申请人:王玉玲