一种伪随机脉冲序列电刺激治疗仪及其工作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种伪随机脉冲序列电刺激治疗仪及其工作方法，属电刺激治疗领域。
【背景技术】
[0002]生物体由细胞组成，细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞增殖是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。兴奋是生命现象的基本特征，兴奋细胞在受到物理、化学、生物、心理和电刺激时，当刺激强度超过一定值(阈值)时将发生兴奋。兴奋是脉动的，刺激也应是脉动的，电脉冲刺激是最简单、最有效、最可控、最安全的兴奋刺激手段，医学上经常用它获取兴奋、传导和反应的信息进行病理判断、控制和替代生物技能达到治病的目的。目前医疗仪器市场上有多种不同类型的电脉冲治疗仪，但许多电刺激脉冲的设计与人体的生理参数不相匹配，严重影响了治疗效果。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明提供了一种伪随机脉冲序列电刺激治疗仪；
[0004]本发明还提供了上述治疗仪的工作方法；
[0005]本发明通过穴位电刺激能引起组织细胞兴奋，通过细胞兴奋达到治病之目的。
[0006]本发明的技术方案为:
[0007]—种伪随机脉冲序列电刺激治疗仪，包括伪随机电压升压电路、治疗电极换向开关电路及单片计算机系统，所述单片计算机系统包括8位带PffM 口的单片机，所述单片机的PWM 口输出的伪随机调节的调宽脉冲经所述伪随机电压升压电路升压，将电池电压转变成随机变化电压，所述单片机的1/01 口、1/02 口分别输出脉冲调宽伪随机序列，控制所述治疗电极换向开关电路形成幅度、占空比和周期均随机变化的治疗脉冲，实现脉冲换向。
[0008]根据本发明优选的，所述单片计算机系统还包括电容C2、电容C3、晶体CR、电阻Rl1、电阻R12、开关S2、开关S3，所述单片机的PffM 口连接所述伪随机电压升压电路，所述单片机分别连接所述电容C2的一端、所述电容C3的一端，所述电容C2的一端与所述电容C3的一端之间连接所述晶体CR，所述电容C2的另一端、所述电容C3的另一端汇总后连接所述伪随机电压升压电路，所述单片机的1/03 口分别连接所述电阻Rll的一端及所述开关S2，所述电阻Rll的另一端连接所述伪随机电压升压电路，所述单片机的1/04 口分别连接所述电阻R12的一端及所述开关S3，所述电阻R12的另一端连接所述伪随机电压升压电路，所述单片机的1/01 口、1/02 口分别连接所述治疗电极换向开关电路。
[0009]所述单片机的PffM 口输出伪随机调节的调宽脉冲的宽度宽，储能多，自感电动势高，整流滤波后直流电压高，脉宽窄直流电压低，单片机1/03 口和1/04 口设定为输入口，开关S2和开关S3均断开时，1/03 口和1/04 口均为高电平输入，输出幅度维持当时值不变，当开关S2接通时，所述单片机的1/03 口输入变为低电平，伪随机调节的调宽脉冲在保持调制度不变的情况下总体宽度逐渐增加，随机变化电压逐渐升高，直到用户能承受的极限强度时断开S2，当输出脉冲强度超过了用户耐受力时，接通开关S3，所述单片机的1/04 口输入低电平，伪随机调节的调宽脉冲在保持调节度不变的情况下总体宽度逐渐降低，随机变化电压的总体逐渐降低，直到用户能忍受时断开S3。
[0010]根据本发明优选的，所述伪随机电压升压电路包括电源B、开关S1、电阻R1、电阻R2、开关晶体管Q1、电感L、二极管D1、电容Cl，所述单片机的PffM 口连接所述电阻R2的一端，所述电阻R2的另一端连接所述开关晶体管Ql的基极，所述电阻Rl的一端分别连接所述电源B及所述电容Cl，所述电阻Rl的另一端连接所述开关晶体管Ql的基极，所述开关晶体管Ql的发射极分别连接所述电源B及所述电容Cl，所述开关晶体管Ql的集电极分别连接所述电感L及所述二极管D1，所述电容C2的另一端、所述电容C3的另一端汇总后连接所述电源B，所述电源B、所述开关S1、所述电感L、所述二极管D1、电容Cl依次环形连接，所述电阻Rll及所述电阻R12并联连接汇总后连接所述电感L。
[0011]所述单片机的PffM 口输出的伪随机调节的调宽脉冲通过电阻R2驱动开关晶体管Ql饱和导通，使电感L储能，当伪随机调节的调宽脉冲归零时，开关晶体管Ql截止，电感L产生自感电压，经二极管Dl整流，经电容Cl滤波，转变成直流电压，由于调宽脉冲宽度受单片机产生的脉冲调宽伪随机序列调制，电感L储存的能量也是随机的，所以升压的直流电压也是随机变化的。
[0012]根据本发明优选的，所述治疗电极换向开关电路包括晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4、晶体管Q5、晶体管Q6、晶体管Q7、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10，所述单片机的1/02分别连接所述电阻R3的一端及所述电阻R6的一端，电阻R3的另一端连接所述晶体管Q2的基极，所述晶体管Q2的发射极分别连接所述双向开关S2及所述晶体管Q4的发射极，所述晶体管Q2的集电极连接所述电阻R5的一端，所述电阻R6的另一端所述晶体管Q4的基极，所述晶体管Q4的发射极分别连接所述晶体管Q2的发射极及所述晶体管Q5的发射极，所述晶体管Q4的集电极连接电极B，所述单片机的1/01分别连接所述电阻R9的一端及所述电阻RlO的一端，所述电阻R9的另一端连接所述晶体管Q5的基极，所述晶体管Q5的发射极分别连接所述晶体管Q4的发射极及所述晶体管Q7的发射极，所述晶体管Q5的集电极连接所述电阻R8的一端，所述电阻RlO的另一端连接所述晶体管Q7的基极，所述晶体管Q7的发射极接地，所述晶体管Q7的集电极连接电极A，所述电阻R5的另一端与所述电阻R4的一端均连接所述晶体管Q3的基极，所述晶体管Q3的发射极分别连接所述电阻R4的另一端及所述电阻R7的一端，所述晶体管Q3的集电极连接电极A，所述电阻R7的另一端与所述电阻R8的另一端均连接所述晶体管Q6的基极，所述晶体管Q6的发射极连接所述电阻R7的一端，所述晶体管Q6的集电极连接电极B。
[0013]当单片机的1/01 口输出高电平时，通过电阻R9驱动晶体管Q5导通饱和，通过电阻RlO驱动晶体管Q7导通饱和，晶体管Q5通过电阻R8驱动晶体管Q6导通饱和，电极A与地接通，电极B与随机变化的直流电压接通，脉冲输出为B正A负；当单片机的1/01 口输出低电平时，晶体管Q5、晶体管Q6、晶体管Q7都截止，电极A、B无输出。当单片机的I/O 2 口输出为高电平时，通过电阻R3驱动晶体管Q2导通饱和，通过电阻R6驱动晶体管Q4导通饱和，电极B与地接通，晶体管Q2通过电阻R5驱动晶体管Q3导通饱和，电极A与随机变化的直流电压接通，脉冲输出A正B负，当单片机的1/02 口输出变为低电平时，晶体管Q2、晶体管Q3、晶体管Q4都截止，电极A、B无输出。
[0014]电路工作时，电极A、电极B输出极性可变的脉冲幅度、脉冲宽度、脉冲周期、脉冲占空比都受伪随机编码调制、幅度可调的电刺激脉冲序列，最短的脉冲周期为333ms，脉冲宽度调制范围为(5-20)ms，脉冲幅度的调节度为70%，实现最大幅度连续可调。
[0015]上述治疗仪的工作方法，具体步骤包括:
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