專利名稱：中樞刺激偏癱治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電療裝置，尤其是用以檢查大腦皮層、脊髓和周圍運(yùn)動(dòng)神經(jīng)并且治療偏癱后遺癥的一種電刺激裝置。
近年來(lái)在我國(guó)對(duì)電療或理療裝置的研究頗為活躍，其中大部分是基于中醫(yī)經(jīng)絡(luò)理論穴位刺激以導(dǎo)平陰陽(yáng)而治病健身的儀器，也有針對(duì)特殊疾病而對(duì)確定的病灶或部位行施刺激治療的儀器，前者如申請(qǐng)?zhí)枮?4111293.4功率無(wú)級(jí)自增和浪涌輸出的高穩(wěn)定導(dǎo)平治療儀，后者如申請(qǐng)?zhí)?3119769.4電化學(xué)癌腫治療儀。此外還有拾取對(duì)應(yīng)于某種生物活動(dòng)狀態(tài)的信息放大處理后輸出到導(dǎo)體而進(jìn)行治病健身或經(jīng)穴位取得病理生物信息，處理后負(fù)反饋至自體原穴位以治病的儀器(或系統(tǒng))。與此相比較，對(duì)基于默頓(Mertou)的發(fā)現(xiàn)，研究低阻、高壓窄電脈沖通過(guò)皮層(而非經(jīng)絡(luò)穴位)刺激大腦皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)，并在相應(yīng)運(yùn)動(dòng)部位檢出誘發(fā)電脈沖用于診斷神經(jīng)系統(tǒng)功能和治療偏癱的儀器顯得寥寥。最早出現(xiàn)的是英國(guó)Digiter公司的D180型大腦皮層刺激儀，由直流電源、充放電容、隔離輸出變壓器，輸出電阻、開(kāi)關(guān)等組成，這種刺激儀只能提供刺激大腦皮層用的電脈沖，而且只能提供尖脈沖，幅寬也不可調(diào)，88年發(fā)明人徐軍、徐蘭筠公開(kāi)了一種改進(jìn)后的電刺激儀，專利號(hào)88208858.0，它由可調(diào)直流電源、開(kāi)關(guān)電路、輸出變壓器、單脈沖脈寬調(diào)節(jié)器構(gòu)成，發(fā)生矩形脈沖的高度、寬度都可調(diào)節(jié)，所得誘發(fā)電位重復(fù)性也好，但是和前者一樣充其量也只能提供刺激大腦皮層的脈沖，不具備檢測(cè)相關(guān)部位所產(chǎn)生誘發(fā)電位的功能，何況提供的脈沖僅是單次的，用這種儀器如果去診斷神經(jīng)系統(tǒng)功能的話已經(jīng)感到不便，如用于治療偏癱后遺癥，效率就嫌太低了。
本發(fā)明的目的是公開(kāi)一種既能提供刺激大腦皮層的脈沖又能檢測(cè)出相應(yīng)的誘發(fā)電位的儀器，使其不僅能有效地用于神經(jīng)系統(tǒng)功能診斷，而且更能方便地用于偏癱后遺癥的治療。
其方案是一種中樞刺激偏癱治療儀，其特征是由電刺激儀和誘發(fā)電位檢測(cè)裝置組成，其中電刺激儀不僅含有高壓電源、開(kāi)關(guān)電路、輸出變壓器及單脈沖脈寬調(diào)節(jié)器，而且設(shè)有序列脈沖發(fā)生器，誘發(fā)電位檢測(cè)裝置含有信號(hào)測(cè)量放大單元、信號(hào)處理及顯示單元。
在治療儀中設(shè)有序列脈沖發(fā)生器，因此它發(fā)出的用來(lái)刺激大腦皮層的脈沖不僅可以是單個(gè)的而且可以是幅度、脈寬和間隔都可調(diào)節(jié)的脈沖序列，因而可以把治療儀調(diào)到最適合治療的狀態(tài)，儀器本身設(shè)有誘發(fā)電位的檢測(cè)裝置，可以隨時(shí)進(jìn)行測(cè)量，不僅有診斷功能而且有檢查治療效果的功能。
下面將通過(guò)實(shí)施例并對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明圖面說(shuō)明

圖1是實(shí)施例的框圖；圖2是電刺激儀的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是高頗開(kāi)關(guān)電源、開(kāi)關(guān)電路及隔離變壓器電路圖；圖4是脈沖調(diào)節(jié)器及控制器電路圖；圖5是脈沖序列發(fā)生器電路圖；圖6是生物反饋單元電路圖。
實(shí)施例是一臺(tái)具有生物反饋裝置的中樞刺激偏癱治療儀，它由電刺激儀和誘發(fā)電位檢測(cè)裝置組成，其電刺激儀由高頗開(kāi)關(guān)電源、開(kāi)關(guān)電路、輸出電路、脈寬調(diào)節(jié)及控制器、序列脈沖發(fā)生器構(gòu)成，如圖2所示。與對(duì)比技術(shù)相比增加了序列脈沖發(fā)生器。其高壓直流電源采用了高頗開(kāi)關(guān)電源，誘發(fā)電位檢測(cè)裝置包括測(cè)量放大單元、信號(hào)處理及顯示單元和生物反饋單元，測(cè)量放大單元有測(cè)量電極IN+、IN_、前置放大、隔離、(主放大、信號(hào)處理及顯示采用A/D轉(zhuǎn)換器和計(jì)算機(jī)。當(dāng)然為供整套儀器的需要還設(shè)有系列電源，它由變壓器T1′、電源G2和隔離變壓器T2′、T3′、浮地電源G1組成。
序列脈沖發(fā)生器如圖5所示，其電路有四個(gè)部分IC8的D、E、F非門和電阻R1、可調(diào)電阻R2、電容C1組成的振蕩源，IC10、IC11、IC12的六個(gè)觸發(fā)器組成的計(jì)數(shù)器，IC5、IC6、IC7、IC8中8個(gè)與非門和一個(gè)非門構(gòu)成的譯碼器以及IC6C、IC7D兩個(gè)與非門、IC8B、C兩個(gè)非門、IC9A觸發(fā)器構(gòu)成的鎖電路。振蕩源向外輸出CP脈沖，其輸出端同時(shí)接到計(jì)數(shù)器的輸入端，計(jì)數(shù)器連譯碼器，譯碼器輸出接到一個(gè)多檔開(kāi)關(guān)K4，各檔對(duì)應(yīng)于1、2、5、10、15、20、30、40、50脈沖，當(dāng)?shù)搅嗽O(shè)定脈沖數(shù)時(shí)，K4輸出低電平使IC7D的12腳呈低電平，CP脈沖的輸出端被鎖死(計(jì)數(shù)也停止)。因此K4輸出“0”，IC9A的D端為“0”后下一個(gè)CP脈沖后沿才使IC9A翻轉(zhuǎn)從而使IC7D封鎖CP輸出，所以輸出脈沖是完整的而不會(huì)有半個(gè)。
高頻開(kāi)關(guān)電源以功率開(kāi)關(guān)管Tr3為核心構(gòu)成見(jiàn)圖3,Tr3的集電極電路是該電源的主回路，基極上是其驅(qū)動(dòng)電路。Tr3通過(guò)變壓器T1初級(jí)連接濾波電容C1、整流器D1-D4及濾波器L1,T1的次級(jí)依次連接電容C3、二極管D5、D6、電容C4及電感L3、電容C5、以至電源的輸出端J1-1、J1-2。Tr3的發(fā)射極通過(guò)變壓器T4耦合到驅(qū)動(dòng)管Tr4的集電極上，Tr4的基極(通過(guò)R4和1C2三個(gè)反向器A、B、C)接到集成電路IC1的A、B兩與非門構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)的輸出端，而單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端通過(guò)IC2的反向器E接到IC1的C、D兩與非門和IC2的F非門構(gòu)成的環(huán)形振蕩器輸出端，環(huán)形振蕩器的一點(diǎn)接高頻開(kāi)關(guān)電源輸出端的電壓取樣電路，而取樣電路由R0,Tr0、IC3、D10和W1構(gòu)成。高頻開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)輸出端電壓為0，取樣電壓也為0，環(huán)形振蕩器起振，周期性觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)而單穩(wěn)態(tài)電路又周期性觸發(fā)Tr4，使Tr4從而Tr3周期性導(dǎo)通，導(dǎo)通時(shí)T1的初級(jí)向次級(jí)輸送能量，導(dǎo)通時(shí)間取決于單穩(wěn)輸出脈寬，選擇導(dǎo)通時(shí)間使其和L2(漏感)及C3+C4的乘積相匹配，使Tr3在另電流時(shí)導(dǎo)通和關(guān)閉，從而減少電壓尖峰噪聲。Tr3的周期性導(dǎo)通，使電源主回路電壓振蕩升高直至升到設(shè)定值，采樣電路使振蕩器熄滅，單穩(wěn)態(tài)電路不再翻轉(zhuǎn)，Tr4和Tr3不再導(dǎo)通，主回路電壓不再升高，只有當(dāng)電壓降到設(shè)定值，環(huán)形振蕩器才觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路，使Tr3導(dǎo)通一次，電源主回路補(bǔ)充能量升高電壓。電刺激儀的開(kāi)關(guān)電路和輸出部分與對(duì)比技術(shù)無(wú)大區(qū)別，輸出脈沖變壓器用磁飽和式的，而變壓器內(nèi)阻為800Ω，使得輸出單位脈沖的能量低于醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YY0016-93規(guī)定的300毫集爾。
在偏癱治療中，病人的主觀努力和配合是很重要的，為充分調(diào)動(dòng)病人積極性，儀器設(shè)有生物反饋單元，電路見(jiàn)圖6。肌電信號(hào)經(jīng)放大器單元放大后，輸入生物反饋單元，首先，它經(jīng)IC1:A運(yùn)放組成的電壓跟隨器進(jìn)行隔離和功率放大，即放大后的肌電信號(hào)AMP接到IC1:A的3腳，IC1的2腳和1腳相連并與喇叭相接，喇叭的另一端接地，喇叭聲音的小大，反映肌電信號(hào)的大小。
IC1的1腳還接到電容C1、C3、電阻R1和二極管D1組成的二極管箝位電路。IC1的1腳接C1,C1的另一端接D1的負(fù)極和C3、R1、R2。D1的正極及C3、R1的另一端接地，R2的另一端接IC1:B運(yùn)放的5腳。IC1:B運(yùn)放和二極管D2、電容C2、E2組成了檢波電路。IC1的7腳接D2的正極，D2的負(fù)極接IC1:B運(yùn)放的6端、E2的正端和C2、電阻R11、電阻R10以及IC1:D運(yùn)放的13腳。E2的負(fù)端和C2的另一端接地。R11的另一端接電流表A的正端，電流表負(fù)端接地，電流表A顯示肌電信號(hào)的大小。電阻R6、R5、R4、R3、R9、R10組成分壓電路。R10的另一端接R9及IC1:C運(yùn)放的9腳。R9的另一端接R3及IC2:D運(yùn)放的13腳。R3的另一端接R4及IC2:C運(yùn)放的9腳，R4的另一端接R5及IC2:B運(yùn)放的6腳，R5的另一端接R6及IC2:A運(yùn)放的2腳，R6的另一端接地。R8和R7又組成分壓器，其R8的一端接地，另一端接R7及IC1的12、10腳和IC2的13、9、6、2腳，R7的另一端接12V。IC1的C、D兩運(yùn)放和IC2的A、B、C、D四個(gè)運(yùn)放組成六個(gè)電壓比較器，這六個(gè)比較器的輸出經(jīng)由電阻R12、R13、R14、R15、R16、R17分別接至發(fā)光二極管L1、L2、L3、L4、L5、L6的負(fù)極，發(fā)光二極管正極連在12V電源。發(fā)光二極管亮的數(shù)目顯示肌電信號(hào)大小。
另外，濾波電容E1的正端接12V，負(fù)端接地，IC1和IC2的11腳、4腳均分別接至12V和地。
由上可見(jiàn)，病人通過(guò)自己努力運(yùn)動(dòng)病肢，病肢上產(chǎn)生的肌電信號(hào)經(jīng)檢出放大后，使生物反饋單元產(chǎn)生聲、光、電(電表指針偏轉(zhuǎn))信號(hào)，該信號(hào)作用于病人感觀，使其增強(qiáng)治療信心，更加努力地運(yùn)動(dòng)病肢，肌電信號(hào)進(jìn)一步加強(qiáng)，聲、光、電信號(hào)發(fā)出更強(qiáng)的信號(hào)。如此正反饋，可增加治療效果。
除上述反饋外，本儀器還設(shè)有另一種反饋，即由病人動(dòng)作病肢，自病肢檢出的肌電信號(hào)經(jīng)放大送往計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號(hào)處理后，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候發(fā)出讓刺激儀動(dòng)作的命令，皮層刺激儀發(fā)出電脈沖刺激病人皮層相應(yīng)運(yùn)動(dòng)區(qū)，使其發(fā)出更強(qiáng)的命令肢體運(yùn)動(dòng)的電脈沖。由于皮層刺激與病人的主觀努力密切結(jié)合，從而也達(dá)到更好的治療效果。
本儀器還具有運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位檢測(cè)功能。皮層刺激儀刺激病人皮層運(yùn)動(dòng)區(qū)，在相應(yīng)肢體上引出誘發(fā)電位，經(jīng)放大單元放大并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，可得到運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位的波形顯示及數(shù)據(jù)，它可以定量檢測(cè)病人病情的變化情況，從而為病人和醫(yī)生提供治療效果的客觀定量診斷結(jié)論，這對(duì)于提高治療效果也具有直接和間接的作用。
權(quán)利要求
1.一種中樞刺激偏癱治療儀，其特征是由電刺激儀和誘發(fā)電位檢測(cè)裝置組成，其中電刺激儀不僅含有高壓電源、開(kāi)關(guān)電路、輸出變壓器及單脈沖脈寬調(diào)節(jié)器，而且設(shè)有序列脈沖發(fā)生器，誘發(fā)電位檢測(cè)裝置含有信號(hào)測(cè)量放大單元、信號(hào)處理及顯示單元。
2.如權(quán)利要求1所述治療儀，其特征在于，誘發(fā)電位檢測(cè)裝置中還含有生物反饋單元，該單元設(shè)有喇叭、電流表等聲、光顯示器件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的治療儀，其特征在于，輸出變壓器為磁飽和脈沖變壓器，內(nèi)阻不小于800歐姆。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電療裝置,尤其是用于檢查大腦皮層、脊髓和周圍神經(jīng)并且治療偏癱后遺癥的一種電刺激裝置,由發(fā)生高壓寬脈沖的電刺激儀和誘發(fā)信號(hào)的檢測(cè)裝置組成,設(shè)有聲、光顯示器件,不僅能夠檢查診斷神經(jīng)中樞及其周圍神經(jīng)的狀況、治療偏癱后遺癥,而且可以檢查治療效果,還可以通過(guò)聲光信號(hào)作用于患者感官,使其了解治療效果增強(qiáng)治愈信心。
文檔編號(hào)A61B5/0488GK1210744SQ9711609
公開(kāi)日1999年3月17日 申請(qǐng)日期1997年9月5日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月5日
發(fā)明者徐蘭筠, 許輝, 徐軍, 李捷, 宋新光 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院能源研究所