專利名稱：帶單片機(jī)和液晶顯示的功能性電刺激控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
帶單片機(jī)和液晶顯示的功能性電刺激控制器，涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域進(jìn)行功能性電刺激的體外控制技術(shù)，是一種智能化的電刺激控制器。
背景技術(shù)：
通過(guò)電刺激來(lái)進(jìn)行功能恢復(fù)或代償?shù)募夹g(shù)和裝置國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道，如英國(guó)的Finetech-Brindley膀胱控制技術(shù)，(″The Finetech-Brindley BladderControllerNotes for Surgeons and Physicians″，March 1994中相關(guān)部分)，在二十世紀(jì)七十年代市場(chǎng)上有電刺激排尿便控制器的產(chǎn)品，但未見(jiàn)有專利和電原理圖。這種產(chǎn)品的控制方法和系統(tǒng)較接近美國(guó)專利″Method and System forControlling Bladder Evacuation”(InventersTanagho，et al.，專利號(hào)4607639，1986年8月26日)。該專利用的是分立電子元件組成系統(tǒng)的各個(gè)單元，采用模擬信號(hào)。如定時(shí)控制單元的電路是通過(guò)RC充放電電路來(lái)完成，但一旦直流電壓下降，就會(huì)延長(zhǎng)充電時(shí)間，所以對(duì)于電刺激波形的時(shí)間控制很不準(zhǔn)確。此外該系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和參數(shù)設(shè)置是通過(guò)撥位開(kāi)關(guān)和電位器來(lái)完成的，降低了系統(tǒng)的靈活性，且精確度不高，無(wú)法做到定量控制，而且所采用的參數(shù)也無(wú)法顯示，使臨床統(tǒng)計(jì)和研究難以進(jìn)行。這樣的調(diào)節(jié)方式對(duì)于非專業(yè)人員，諸如病人和醫(yī)護(hù)人員使用時(shí)也頗感困難和不便。此外大量的分立元件增大了系統(tǒng)故障的可能性，技術(shù)維護(hù)工作量也很大。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種帶單片機(jī)和液晶顯示的功能性電刺激控制器，它控制精度高，控制的靈活性好，能實(shí)現(xiàn)功能性電刺激器的全部功能并能通過(guò)液晶顯示便于定量控制和調(diào)節(jié)的本發(fā)明由液晶顯示和控制面板、電源和升壓、保護(hù)電路、單片機(jī)控制單元和EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)、程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元、功率放大電路及輸出接口構(gòu)成。電源和升壓電路采用了開(kāi)關(guān)電源升壓器件，可以使用6-45伏范圍內(nèi)的各種干電池組或充電電池，同時(shí)穩(wěn)壓和過(guò)載保護(hù)電路為整個(gè)電路中的各個(gè)電子器件提供穩(wěn)定的電源。在電源電壓過(guò)低時(shí)，控制器的指示燈會(huì)提示用戶更換電池。單片機(jī)采用Motorola的68系列8位微處理器，4兆赫茲晶振。程序代碼燒錄在單片機(jī)內(nèi)的ROM存儲(chǔ)單元中。另外系統(tǒng)還設(shè)有可擦寫的EEPROM，將用戶的模式設(shè)置存儲(chǔ)在里面，掉電也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。設(shè)置在單片機(jī)內(nèi)的程序一方面控制輸出電刺激波形的周期、脈沖寬度以及幅度；另一方面在用戶選擇不同的刺激模式和設(shè)置參數(shù)時(shí)同用戶進(jìn)行交互，并且把用戶設(shè)置的不同模式的參數(shù)存儲(chǔ)到EEPROM中，要產(chǎn)生刺激電信號(hào)時(shí)再?gòu)闹凶x取。在單片機(jī)程序的控制下，控制器運(yùn)行的一些信息將顯示在液晶顯示屏幕上，液晶顯示屏和控制面板上的按鈕是控制器和用戶交互的主要手段，用戶在按下Set按鈕后，在顯示屏上提示信息的幫助下完成設(shè)置，并最后把參數(shù)存儲(chǔ)到EEPROM中。程控信號(hào)控制電信號(hào)的周期，脈沖寬度和幅度。前兩項(xiàng)是通過(guò)單片機(jī)內(nèi)軟件直接實(shí)現(xiàn)的，脈沖寬度20-800微秒，脈沖頻率8-60赫茲，而信號(hào)幅度的控制是通過(guò)使用程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元和后續(xù)的功率放大單元的電路來(lái)一同完成的。經(jīng)過(guò)功率放大器后最終輸出功率足夠大的方波信號(hào)，信號(hào)的幅度可在0到45伏范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。本發(fā)明可以采用連續(xù)工作模式，也可采用間歇工作的模式，間歇工作方式為，工作時(shí)間0.5-20秒，停頓時(shí)間1-40秒可調(diào)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)微處理器使電刺激信號(hào)得到精確控制，能夠給出定量參數(shù)，采用液晶顯示方式，可以清楚地獲知所選用的電刺激強(qiáng)度，頻率，脈寬和間歇時(shí)間，尋求最合適的刺激參數(shù)，并有利于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和積累經(jīng)驗(yàn)。此外，本發(fā)明控制器可以將多達(dá)9個(gè)不同模式的信號(hào)參數(shù)預(yù)先設(shè)置存儲(chǔ)，可以方便地根據(jù)不同情況加以選用，由于采用單片機(jī)控制性能安全可靠，體積小，便于攜帶，使之可適用于多種功能性電刺激需要的應(yīng)用。


附圖是本發(fā)明實(shí)施例示意圖，圖1是本發(fā)明控制器結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是電源和升壓、保護(hù)電路示意圖，圖3是本發(fā)明控制器工作程序流程示意圖，圖4是本發(fā)明控制器用戶設(shè)置程序流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明控制器由液晶顯示和控制面板1、電源和升壓、保護(hù)電路2、單片機(jī)控制單元和EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)3、程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元4、功率放大電路5及輸出接口6構(gòu)成。電源和升壓、保護(hù)電路2由過(guò)流保護(hù)電路7，開(kāi)關(guān)電源8，電池組9，低電壓指示器10，穩(wěn)壓電路11構(gòu)成。
本發(fā)明控制器接通電源后控制器首先自檢內(nèi)存、參數(shù)重新初始化、進(jìn)入用戶設(shè)置子程序后，液晶顯示和控制面板1顯示開(kāi)機(jī)畫面，用戶按鍵進(jìn)行模式轉(zhuǎn)換，并循環(huán)逐項(xiàng)進(jìn)行增、減參數(shù)，參數(shù)測(cè)試，決定參數(shù)的保存，寫入EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)3，然后控制器讀入?yún)?shù)，設(shè)置定時(shí)器，打開(kāi)中斷，等待定時(shí)中斷，中斷返回后關(guān)閉電源，結(jié)束工作。
本發(fā)明控制器根據(jù)截癱病人的情況，按照膀胱控制的要求，進(jìn)行設(shè)置，脈沖寬度440微秒，脈沖頻率54赫茲，電壓29.2伏，間歇模式占空比5s∶10s?？刂平匕c病人排尿，控尿功能良好。
權(quán)利要求
1.帶單片機(jī)和液晶顯示的功能性電刺激控制器，其特征在于控制器由液晶顯示和控制面板(1)、電源和升壓、保護(hù)電路(2)、單片機(jī)控制單元和EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)(3)、程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元(4)、功率放大電路(5)及輸出接口(6)構(gòu)成，由單片機(jī)控制單元的程序智能控制液晶顯示和控制面板(1)、電源和升壓、保護(hù)電路(2)、單片機(jī)控制單元和EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)(3)、程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元(4)、功率放大電路(5)及輸出接口(6)，液晶顯示定量參數(shù)。
全文摘要
帶單片機(jī)和液晶顯示的功能性電刺激控制器，涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域進(jìn)行功能性電刺激的體外控制技術(shù)，是一種智能化的電刺激控制器。液晶顯示和控制面板、電源和升壓、保護(hù)電路、單片機(jī)控制單元和EEPROM存儲(chǔ)系統(tǒng)、程控信號(hào)幅度調(diào)節(jié)單元、功率放大電路及輸出接口構(gòu)成，通過(guò)單片機(jī)和外圍電子器件組成的完整系統(tǒng)，精確產(chǎn)生、控制和輸出多種模式的功能性電刺激波形和提供足夠功率的電刺激信號(hào)。控制器提供的電刺激信號(hào)可以連接到各種功能代償或功能康復(fù)用途的刺激電極上，使用者可以通過(guò)控制面板靈活地設(shè)置和調(diào)節(jié)電刺激信號(hào)，并在液晶顯示屏上顯示人機(jī)對(duì)話過(guò)程和所確定的各種參數(shù)數(shù)值。本發(fā)明體積小，便于攜帶且性能可靠、安全。
文檔編號(hào)A61N1/00GK1421249SQ0113235
公開(kāi)日2003年6月4日 申請(qǐng)日期2001年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者刁穎敏 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)