专利名称：音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是为人类治病的医疗仪器，特别是应用于疼痛治疗的音乐调制的经 皮电神经刺激疼痛治疗仪。
背景技术：
根据医疗原理，刺激人体穴位时会激活内源性阿片系统，促使释放内源性阿片肽； 刺激粗神经纤维，关闭间门，抑制痛觉传入；改善局部血液循环，加速清除致痛物质。目前使 用的TENS镇痛仪存在下述问题，1)程序模式固定，人体很容易产生适应性和耐受性，影响 治疗效果；2)刺激单调，不能满足患者的个性化要求。使用单纯音乐疗法对于中度以上疼 痛效果欠佳。
发明内容
本发明的目的是提出一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它是由机盒、 按键电路、单片机电路、升压电路、输出电路、音频处理电路和电源电路组成。图1为方框原 理图，图2为电路原理图，单片机电路是以单片机芯片为核心，按键电路的Kl接入单片机 芯片的10脚，单片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接插 孔J3再外接输出探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通过 R19、R20中间头与输出电路Ql 1、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与音 频处理电路的输出相连接，音频处理电路的输入通过插孔Jl与外接MP3相连接，电源电路 的12V稳压电路的输入端与单片机芯片的8脚相连接。下面详述各电路的结构。1、单片机电路如图3所示，单片机是仪器的核心，本仪表选用Microchip公司的 28dsPIC30F2010单片机芯片，该芯片是改进的哈弗结构，优化过的C编译器指令集，具有84 跳具备灵活寻址模式的基本指令，片内16位闪存数字信号控制器，1KB片内EEPR0M，具有4 个占空比发生器，具有4种工作模式的专用时基，6个PWM输出通道，每个通道有互补或者独 立的输出模式。本仪器使用了 4个PWM输出通道和一个定时器做波形输出，PA+、PA-、PB+ 和PB-为PWM输出，PV2为定时器输出。以一路波形输出为例，PA+和PA-交替输出高电平 一次，完成一次电刺激，这种交替为固定频率。PV2输出电平从本次高电平到来，至下次高电 平到来为一个周期，PV2的变化频率即是仪器的波形频率，波形时序图如图4所示2、升压电路如图5所示，升压电路由Q2、D3、L2和C6组成，其中Q2为晶体管9013， D3为1N4007，它把输入的周期脉冲信号幅度放大，升至53V。D4、D6单向导通，使C6只能通 过D3充电。电路中Vright和Vleft分别连接音频处理电路的左声道和右声道的输出，它 用来调制升压电路的幅度。VDl和VD2分别是这两路调制脉冲的输出。3、输出电路如图6所示，输出电路由4个2N5551和2个2N5401组成，它对升压电 路的输出电压信号扩流，其中Q3、Q4和Qll为一组，对应插孔J3的第2脚，Q8、Q9和Q13为 一组，对应插孔J3的第1脚，当VDl为高PA+也为高时Q3、Q11导通，J3输出是2脚高，1脚低。当PA-为高时Q8、Q13导通，J3输出是1脚高，2脚低。通过调节分压电路中的R19和 R20可以调整输出的强度。PB支路的原理与PA完全一致。4、音频处理电路如图7所示，音频处理电路由三个OPl 13运放组成，其中1个运放 接成电压基准，另外两路接成比较器，比较器放大基准电压Vref和从插孔输入的MP3音频 电压信号的差值，使音乐电压信号有足够的幅值推动输出电路的晶体管Qll和Q13。5、电源电路如图8所示，在本仪器中除音频处理电路使用12V电源电压以外，其它 电路均为5V直流供电，所以电源电路为两路电源设计，其中一路为全局电源，从插孔接入 6V直流电源，由LM7805线性稳压模块稳压成5V输出；另外一组电源是直流12V电源，它由 LM7812组成，LM7812为12V线性稳压器，由于输入电源为5V，达不到LM7812的最小输入电 压，则由Ql、Ll和Dl组成升压电路，将单片机给出的PVl信号放大至22V以上，为LM7812 提供足够的输入电压。当单片机将PVl为高电平时，升压电路工作，当PVl为低电平时，升 压电路不工作，为LM7812半波供电，LM7812输出12V。本发明的工作过程是这样的。疼痛不仅是生理的，它包括心理成分。音乐对人的身心具有显著的调节作用。人 体正常细胞的生长、繁殖及内脏、大脑等都有特定的振动节律，那些使人感到舒畅的音乐， 实际上正好与人们的生理振动节律合拍、协调；音乐还可以作用于大脑，提高神经细胞的兴 奋性，改变情绪状态，唤起积极、健康的情绪；通过神经及神经体液的调节，促进机体分泌一 些对健康有益的激素。患者通过MP3播放器可以选择自己喜欢的音乐欣赏，辅以音乐治疗， 双管齐下。本发明是在单片机控制下产生电脉冲波，并用患者喜好的MP3输出的音乐进行调 制，使作用在人体上的电脉冲波产生非常多的变化，在MP3音乐的配合下大大增强疼痛治 疗的效果。本发明的有益效果1.复合物理、音乐等多种模式平衡镇痛，通过多途径综合发挥作用，符合最现代的 疼痛治疗理念。2.通过调整机体自身神经功能，减少外源性镇痛药的需求，提高了医疗安全，故社 会和经济效益广阔。3.电刺激脉冲振幅随着音乐的强弱而变化，而且音乐的左右声道分别对应两路输 出，使两路输出脉冲各不相同，特殊的音乐调制经皮神经电刺激(TENS)电信号与患者自己 所选音乐同步作用，提高了疗效，以上均在胃肠手术病人术后临床应用中表现出显著地镇 痛效果。这种变化的刺激不仅最大程度解决了机体对TENS的适应性和耐受性的问题，也 实现了镇痛的个体化需求。
图1为本发明方框原理图；图2为本发明总电路原理图；图3为本发明单片机电路原理图；图4为本发明波形时序图5为本发明升压电路原理图；图6为本发明输出电路原理图；图7为本发明音频处理电路原理图；图8为本发明电源电路原理图。
具体实施例方式从图2看出，本发明是由机盒、按键电路2、单片机电路1、升压电路5、输出电路3、 音频处理电路4和电源电路6组成，其特征在于按键电路的Kl接入单片机芯片的10脚，单 片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接插孔J3再外接输出 探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通过R19、R20中间头 与输出电路Qll、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与音频处理电路的输 出相连接，音频处理电路的输入通过插孔Jl与外接MP3相连接，电源电路的12V稳压电路 的输入端与单片机芯片的8脚相连接。
权利要求
一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它主要由机盒、按键电路(2)、单片机电路(1)、升压电路(5)、输出电路(3)、音频处理电路(4)和电源电路(6)组成，其特征在于按键电路的K1接入单片机芯片的10脚，单片机芯片的11、12、13、14脚接输出电路的输入端，输出电路的输出端接插孔J3再外接输出探头，升压电路的输入与单片机芯片的18脚相连接，升压电路的输出通过R19、R20中间头与输出电路Q11、Q13的发射极相连接，升压电路的输出通过R19、R20与音频处理电路的输出相连接，音频处理电路的输入通过插孔J1与外接MP3相连接，电源电路的12V稳压电路的输入端与单片机芯片的8脚相连接。
全文摘要
本发明的目的是提出一种音乐调制的经皮电神经刺激疼痛治疗仪，它是由机盒、按键电路、单片机电路、升压电路、输出电路、音频处理电路和电源电路组成。本发明是在单片机控制下产生电脉冲波，并用患者喜好的MP3输出的音乐进行调制，使作用在人体上的电刺激脉冲振幅随着音乐的强弱而变化，而且音乐的左右声道分别对应两路输出，使两路输出脉冲各不相同，特殊的音乐调制经皮神经电刺激(TENS)电信号与患者自己所选音乐同步作用，提高了疗效。这种变化的刺激不仅最大程度解决了机体对TENS的适应性和耐受性的问题，也实现了镇痛的个体化需求。
文档编号A61N1/36GK101905060SQ201010222358
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月2日 优先权日2010年7月2日
发明者张咸伟, 邓乾, 陈志军 申请人:华中科技大学同济医学院附属同济医院