可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，由于在設(shè)備主體和電極片之間加入監(jiān)測模塊對電極片的接觸狀態(tài)進行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)電極片是否空載的鑒別。即通過監(jiān)測模塊中的數(shù)據(jù)分析電路讀取由信號拾取電路采集并轉(zhuǎn)換的當(dāng)前刺激信號的信息，根據(jù)輸出電信號的電流幅度和/或電壓幅度的強度大小，判斷當(dāng)前電極片是否連接到有效負載。本實用新型可基于上述是否空載的鑒別，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控患者治療過程中電極片與人體的接觸狀態(tài)，在電極片松動導(dǎo)致脫落以及接觸不良等情況下給出空載警告，輔助醫(yī)護人員發(fā)現(xiàn)異常并進行糾正。
【專利說明】可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種神經(jīng)肌肉電刺激裝置，具體涉及一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]功能性電刺激屬于神經(jīng)肌肉電刺激的范疇，是利用一定強度的低頻脈沖電流，通過預(yù)先設(shè)定的程序來刺激一組或多組肌肉，誘發(fā)肌肉運動或模擬正常的自主運動，從而加強肌肉血液循環(huán)及營養(yǎng)供應(yīng)，以達到改善或恢復(fù)被刺激肌肉或肌群功能的目的。因此功能電刺激治療臨床主要應(yīng)用于上運動神經(jīng)元癱瘓、呼吸功能障礙、排尿功能障礙、特發(fā)性脊柱側(cè)彎、肩關(guān)節(jié)半脫位等病癥。
[0003]功能電刺激的主要治療作用包括:1)代替或矯正肢體和器官已喪失的功能；2)在刺激神經(jīng)肌肉的同時，也刺激傳入神經(jīng)，加上不斷重復(fù)的運動模式信息，傳入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在皮層形成興奮痕跡，逐漸恢復(fù)原有的運動功能。
[0004]如圖1所示，現(xiàn)有的電刺激治療設(shè)備主要包括設(shè)備主體中的電流發(fā)生器和計算單元，以及連接在電流發(fā)生器中的電極片。其中計算單元中設(shè)置模擬正常自主運動時相關(guān)肌肉活動時序的程序，程序控制電流發(fā)生器產(chǎn)生刺激信號的時序，刺激信號通過電極片作用于相關(guān)肌肉。電極片是功能性電刺激治療中的重要部件，一般采用導(dǎo)電橡膠制成，通常正負兩個電極片連接在電流發(fā)生器的輸出端。當(dāng)正負兩個電極片分別與人體的不同部位接觸時，在電極片之間通過有效刺激信號，正負電極片之間的人體形成負載回路，完成刺激信號與人體的耦合。
[0005]由于電極片一般采用物理固定的方式形成與皮膚的直接接觸，當(dāng)開始電刺激治療時，設(shè)備主體并不能掌握實際電極片的質(zhì)量以及輸出刺激信號的情況，進而無法掌握刺激信號與人體的耦合效果。這時，即使兩個電極片損壞或者沒有實際連接任何負載，設(shè)備主體也會仍然不斷輸出電信號，并錯誤地將異常情況計算在有效治療劑量之內(nèi)。因此現(xiàn)有技術(shù)的電刺激治療設(shè)備不能鑒別電極片與外部負載(人體)的接觸情況，也無法識別電極片脫落、損壞等異常情況，而這些異常情況會對治療效果帶來嚴(yán)重干擾。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種可實時的對電刺激治療設(shè)備外部電極片與外部負載(人體)的接觸情況進行鑒別，判斷當(dāng)前電極片是否與外部負載處于良好接觸狀態(tài)，給出電極片脫落、損壞的警示信息的可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備。本實用新型能夠輔助醫(yī)護人員對電刺激治療過程中異常情況進行及時處理，并給出治療有效劑量的定量分析結(jié)果。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，包括相互連接的設(shè)備主體和正、負兩個電極片，所述設(shè)備主體向所述電極片輸出刺激信號，所述設(shè)備主體、電極片和人體之間形成負載回路，其特征在于:它還包括連接在所述設(shè)備主體電信號輸出接口與所述電極片之間的監(jiān)測模塊；所述監(jiān)測模塊包括信號拾取電路和數(shù)據(jù)分析電路，所述信號拾取電路連接所述設(shè)備主體的刺激信號輸出端，采集所述刺激信號的電流幅度和/或電壓幅度并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述拾取電路的輸出端連接所述數(shù)據(jù)分析電路；所述數(shù)據(jù)分析電路基于所述電流幅度和/或電壓幅度分析當(dāng)前刺激信號強度，并判斷所述電極片與人體的接觸狀態(tài)；所述數(shù)據(jù)分析電路向所述設(shè)備主體輸出包括當(dāng)前接觸狀態(tài)、刺激信號強度的數(shù)據(jù)。
[0009]所述信號拾取電路包括一組并聯(lián)的第一光稱合器和第二光稱合器。
[0010]所述第一光耦合器和第二光耦合器的二極管陽極相連并同時連接一所述電極片；所述第一光耦合器和第二光耦合器的二極管陰極連接并同時連接所述設(shè)備主體的刺激信號輸出端；所述第一光耦合器的集電極分別連接第二光耦合器的集電極和一基準(zhǔn)電壓，所述第二光耦合器的集電極還連接數(shù)據(jù)分析電路的信號輸入端；所述第一光耦合器和第二光耦合器的發(fā)射極連接并同時接地。
[0011]所述信號拾取電路對刺激信號的采集和轉(zhuǎn)換過程包括:當(dāng)所述負載回路處于閉合狀態(tài)時，流經(jīng)所述信號拾取電路的電流大于所述第一光耦的開啟電流閾值，所述第二光耦合器的集電極向所述數(shù)據(jù)分析電路輸出邏輯O電平，所述數(shù)據(jù)分析電路監(jiān)測到的所述第二光耦合器的輸出應(yīng)呈現(xiàn)為與所述刺激信號的頻率相同的方波形式，所述數(shù)據(jù)分析電路作出所述電極片的當(dāng)前接觸狀態(tài)為良好的判斷；當(dāng)所述負載回路處于開路或者間斷開路狀態(tài)時，流經(jīng)所述信號拾取電路的電流小于所述第一光耦的關(guān)斷電流，所述第二光耦合器的集電極向所述數(shù)據(jù)分析電路輸出邏輯I電平，所述數(shù)據(jù)分析電路監(jiān)測到的所述第二光耦合器的輸出應(yīng)呈現(xiàn)為零或者不均勻的方波形式，所述數(shù)據(jù)分析電路作出所述電極片的當(dāng)前接觸狀態(tài)為空載的判斷。
[0012]所述數(shù)據(jù)分析電路為處理器或FPGA。
[0013]所述設(shè)備主體中設(shè)置用于顯示包括所述當(dāng)前接觸狀態(tài)、刺激信號強度和空載警告的數(shù)據(jù)的顯示器。
[0014]本實用新型的技術(shù)效果如下:
[0015]本實用新型的可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，由于在設(shè)備主體和電極片之間加入監(jiān)測模塊對電極片的接觸狀態(tài)進行判斷，能夠?qū)崿F(xiàn)電極片是否空載的鑒別。即通過監(jiān)測模塊中的數(shù)據(jù)分析電路讀取由信號拾取電路采集并轉(zhuǎn)換的當(dāng)前刺激信號的信息，根據(jù)輸出電信號的電流幅度和/或電壓幅度，判斷當(dāng)前電極片是否連接到有效負載。
[0016]本實用新型可基于上述是否空載的鑒別，能夠輔助醫(yī)護人員安裝電極片。當(dāng)醫(yī)護人員安裝電極片到人體時，可以根據(jù)控制器發(fā)出的接觸狀態(tài)指示，判斷當(dāng)前是否將電極片安裝到位。
[0017]本實用新型可基于上述是否空載的鑒別，實現(xiàn)動態(tài)監(jiān)控患者治療過程中電極片與人體的接觸狀態(tài)，在電極片松動導(dǎo)致脫落以及接觸不良等情況下給出空載警告，輔助醫(yī)護人員發(fā)現(xiàn)異常并進行糾正。
[0018]本實用新型上述可基于是否空載的鑒別，還可實現(xiàn)對電刺激治療過程中有效劑量進行評估，打破傳統(tǒng)“盲治療”的現(xiàn)狀。當(dāng)患者進行電刺激治療時，由于患者姿態(tài)調(diào)整等原因會導(dǎo)致電極片與人體接觸狀態(tài)發(fā)生動態(tài)變化，本實用新型通過監(jiān)視實時負載回路中的電信號，可以對整個治療過程中的電刺激治療有效劑量進行定量分析。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電刺激治療設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
[0020]圖2是本實用新型的電刺激治療設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖
[0021]圖3是本實用新型的信號拾取電路結(jié)構(gòu)示意圖

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行說明。
[0023]在以下描述中，一些具體細節(jié)為計算機領(lǐng)域的技術(shù)人員提供對本實用新型的整體理解。在實施例中，以示意圖或者框圖的形式表明實現(xiàn)具體功能的元件，以便突出技術(shù)重點，而不會在不必要的細節(jié)方面模糊本實用新型。比如，由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的理解范圍中涵蓋了關(guān)于網(wǎng)絡(luò)通信、電磁信號指令技術(shù)、用戶接口或輸入/輸出技術(shù)等本領(lǐng)域中公開的、常識性的細節(jié)，因而在實施例中最大程度上省略了上述技術(shù)細節(jié)，而不認為這些細節(jié)是獲得本實用新型完整技術(shù)方案所必須的特征。
[0024]如圖2所示，本實用新型的電刺激治療設(shè)備主要包括設(shè)備主體1、電極片2、連接電纜3和監(jiān)測模塊4，其中正負兩個電極片2通過連接電纜3分別連接設(shè)備主體I的信號輸出端，監(jiān)測模塊4設(shè)置在設(shè)備主體I和電極片2之間。設(shè)備主體I用于輸出一定頻率、波形以及占空比的差分電脈沖信號作為刺激信號，刺激信號通過電極片2進入人體，通過正負兩個電極片2、連接電纜3以及電極片2之間的人體形成負載回路，在負載回路間有電流流過。
[0025]如圖3所示，監(jiān)測模塊4用于對流經(jīng)負載回路的刺激信號進行實時監(jiān)測，并通過信號處理方法實現(xiàn)對電極片2接觸狀態(tài)的判斷。監(jiān)測模塊4包括信號拾取電路41、數(shù)據(jù)分析電路42，其中信號拾取電路41從設(shè)備主體I的信號輸出端中采集所要監(jiān)測的刺激信號的電流和/或電壓幅度參數(shù)，并進行模擬信號至數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。數(shù)字信號最終輸入數(shù)據(jù)分析電路42中進行對電流幅度和/或電壓幅度進行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)分析電路42判斷出當(dāng)前電極片2與人體接觸狀態(tài)，并基于電流幅度和/或電壓幅度向設(shè)備主體I的顯示器輸出數(shù)字化的當(dāng)前刺激信號強度，如1、2…、99。根據(jù)電極片2與人體接觸狀態(tài)判斷，數(shù)據(jù)分析電路42與設(shè)備主體I相連，數(shù)據(jù)分析電路42向設(shè)備主體I輸出當(dāng)前接觸狀態(tài)監(jiān)視、空載警告，并通過設(shè)備主體I的顯示器向醫(yī)護人員提示。數(shù)據(jù)分析電路42可為處理器或者FPGA器件。
[0026]信號拾取電路41包括一組并聯(lián)的第一光耦合器411和第二光耦合器412，其中第一光稱合器411和第二光稱合器412的二極管陽極連接并同時連接電極片2,第一光f禹合器411和第二光耦合器412的二極管陰極連接并同時連接設(shè)備主體I的信號輸出端；第一光率禹合器411的集電極分別連接第二光稱合器412的集電極和一基準(zhǔn)電壓VCC,第二光I禹合器412的集電極還連接數(shù)據(jù)分析電路42的信號輸入端；第一光耦合器411和第二光耦合器412的發(fā)射極連接并同時接地。
[0027]信號拾取電路41對刺激信號的采集和轉(zhuǎn)換過程包括:當(dāng)負載回路處于閉合狀態(tài)時，流經(jīng)信號拾取電路41的電流大于第一光稱411的開啟電流閾值時,第二光稱合器412的集電極向數(shù)據(jù)分析電路42輸出邏輯‘0’電平，數(shù)據(jù)分析電路42監(jiān)測到的第二光耦合器412的輸出應(yīng)呈現(xiàn)為與刺激信號頻率相同的方波形式，由此作出電極片2接觸狀態(tài)良好的判斷；當(dāng)負載回路處于開路或者間斷開路狀態(tài)時，流經(jīng)信號拾取電路41的電流小于第一光耦411的關(guān)斷電流，在數(shù)據(jù)分析電路42監(jiān)測到的第二光耦合器412輸出應(yīng)呈現(xiàn)為固定為邏輯‘I’電平或者不均勻的方波形式，由此作出電極片2處于異常情況的判斷。數(shù)據(jù)分析電路42基于對拾取電路41的第二光耦合器412的輸出電流和/或電壓參數(shù)的監(jiān)測，對電極片2的接觸狀態(tài)進行判斷，如測得負載回路為開路或者間斷開路，則作出電極片2處于異常情況的判斷，設(shè)備主體I的顯示器發(fā)出警示信息，提醒醫(yī)護人員對電極片2進行處置。
[0028]應(yīng)當(dāng)指出，以上所述【具體實施方式】可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實施例對本發(fā)明創(chuàng)造已進行了詳細的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明創(chuàng)造進行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，包括相互連接的設(shè)備主體和正、負兩個電極片，所述設(shè)備主體向所述電極片輸出刺激信號，所述設(shè)備主體、電極片和人體之間形成負載回路，其特征在于:它還包括連接在所述設(shè)備主體電信號輸出接口與所述電極片之間的監(jiān)測模塊；所述監(jiān)測模塊包括信號拾取電路和數(shù)據(jù)分析電路，所述信號拾取電路連接所述設(shè)備主體的刺激信號輸出端，采集所述刺激信號的電流幅度和/或電壓幅度并進行模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述拾取電路的輸出端連接所述數(shù)據(jù)分析電路；所述數(shù)據(jù)分析電路基于所述電流幅度和/或電壓幅度分析當(dāng)前刺激信號強度，并判斷所述電極片與人體的接觸狀態(tài)；所述數(shù)據(jù)分析電路向所述設(shè)備主體輸出包括當(dāng)前接觸狀態(tài)、刺激信號強度的數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，其特征在于:所述信號拾取電路包括一組并聯(lián)的第一光稱合器和第二光稱合器。
3.如權(quán)利要求2所述的一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，其特征在于:所述第一光耦合器和第二光耦合器的二極管陽極相連并同時連接一所述電極片；所述第一光耦合器和第二光耦合器的二極管陰極連接并同時連接所述設(shè)備主體的刺激信號輸出端；所述第一光耦合器的集電極分別連接第二光耦合器的集電極和一基準(zhǔn)電壓，所述第二光耦合器的集電極還連接數(shù)據(jù)分析電路的信號輸入端；所述第一光耦合器和第二光耦合器的發(fā)射極連接并同時接地。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，其特征在于:所述數(shù)據(jù)分析電路為處理器或FPGA。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種可進行電極接觸狀態(tài)監(jiān)測的電刺激治療設(shè)備，其特征在于:所述設(shè)備主體中設(shè)置用于顯示包括所述當(dāng)前接觸狀態(tài)、刺激信號強度和空載警告的數(shù)據(jù)的顯示器。
【文檔編號】A61N1/36GK203944026SQ201420310902
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】郭銳, 孫琳, 皇甫偉, 張劍梅 申請人:北京儒奧醫(yī)療科技有限公司