專(zhuān)利名稱(chēng)：一種便攜式疼痛治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬醫(yī)療器械領(lǐng)域，具體涉及一種抑制和緩解人體疼痛的便攜式疼痛治療儀器。
人體疼痛是醫(yī)療實(shí)踐中經(jīng)常會(huì)碰到的癥狀。根據(jù)流行病學(xué)的調(diào)查，各種生理和病理性疼痛患者約占我國(guó)人口25％-30％。目前，臨床上治療疼痛的方法有以下幾種1)藥物鎮(zhèn)痛；2)神經(jīng)手術(shù)切斷；3)放射治療；4)射頻熱凝；5)激光治療；6)電針或電極埋入法。
藥物鎮(zhèn)痛口服效果往往效果不佳；注射和神經(jīng)灌注效果較好，缺點(diǎn)是對(duì)人體的腦、肝、腎等組織造成損害，并且有成癮性，長(zhǎng)期使用危害更大。神經(jīng)手術(shù)切斷雖然使原來(lái)患病區(qū)域的痛覺(jué)消失，但由于切斷處組織的修復(fù)和粘連，往往會(huì)形成殘端神經(jīng)瘤，使其它神經(jīng)信號(hào)因粘連短路而進(jìn)入痛覺(jué)神經(jīng)，造成劇烈的幻痛。放射治療和射頻熱凝及激光治療在毀傷神經(jīng)的同時(shí)，也傷害了周?chē)恼＝M織，并在人體表面留下明顯的疤痕。電針或電極埋入法因電信號(hào)太靠近神經(jīng)組織，刺激信號(hào)強(qiáng)度很難控制，使病人產(chǎn)生恐懼感，并且由于是單向輸出信號(hào)，易使電極周?chē)M織極化壞死。以上方法各有療效，但都需由醫(yī)護(hù)人員指導(dǎo)或操作，費(fèi)用昂貴，條件限制較多，家庭環(huán)境下無(wú)法實(shí)施。
本實(shí)用新型的目的是提供一種可隨身攜帶、療效好、操作使用簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、副作用小的小型專(zhuān)用疼痛治療儀?；A(chǔ)研究和臨床實(shí)踐證實(shí)軀體疼痛和內(nèi)臟疼痛都可以在體表找到相應(yīng)的感覺(jué)區(qū)域，在這些區(qū)域上施加干擾脈沖信號(hào)，就可以阻止神經(jīng)痛覺(jué)信號(hào)的上行傳導(dǎo)，達(dá)到緩解疼痛的治療目的。本實(shí)用新型根據(jù)上述理論采用一組連續(xù)的強(qiáng)度和寬度都遠(yuǎn)大神經(jīng)痛覺(jué)信號(hào)的電脈沖信號(hào)覆蓋和干擾神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)的原理，使疼痛得到抑制和緩解。
本實(shí)用新型采用直流電源1、信號(hào)發(fā)生電路2、直流電壓變換電路3、開(kāi)關(guān)控制電路4、脈沖調(diào)幅電路5、推挽輸出電路6、粘性導(dǎo)電橡膠電極7和外殼8制成。
本實(shí)用新型信號(hào)發(fā)生電路2、直流電壓變換電路3、開(kāi)關(guān)控制電路4、脈沖調(diào)幅電路5、推挽輸出電路6設(shè)計(jì)在同一塊印刷電路板上。直流電源1為三節(jié)串聯(lián)市售電池，直流電壓4.5v，其正負(fù)極各有一根導(dǎo)線連接到電路板的正負(fù)接線點(diǎn)上，以向其它電路(除推挽電路6外)供電。信號(hào)發(fā)生電路2產(chǎn)生一組雙向脈沖信號(hào)經(jīng)電路板導(dǎo)線輸出至推挽電路6，用于控制推挽電路6的輸出信號(hào)頻率和波形。直流電壓變換電路3在脈沖調(diào)幅電路5的控制下，將直流電源電壓變換成可調(diào)直流電壓20-100v，經(jīng)電路板導(dǎo)線給推挽電路6供電。開(kāi)關(guān)控制電路4其功能等效為全機(jī)的電源開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)“on”合上后，全機(jī)負(fù)極(除開(kāi)關(guān)控制電路4外)與電源電路1的負(fù)極導(dǎo)通，全機(jī)得電工作。同時(shí)開(kāi)關(guān)控制電路4經(jīng)電路板上導(dǎo)線輸出一組連續(xù)脈沖至脈沖調(diào)幅電路5，使LED(發(fā)光二極管)點(diǎn)亮。當(dāng)開(kāi)關(guān)“off”合上，全機(jī)負(fù)極(除開(kāi)關(guān)電路4外)與電源電路1的負(fù)極斷開(kāi)，全機(jī)失電停止工作。脈沖調(diào)幅電路5經(jīng)調(diào)節(jié)選擇開(kāi)關(guān)“+”或“-”選擇八檔輸出電平，經(jīng)電路板上導(dǎo)線輸出至直流電壓變換電路3，用于控制直流電壓變換電路3的變換值。同時(shí)，控制LED在每一次調(diào)節(jié)時(shí)，亮度發(fā)生變化，以顯示調(diào)節(jié)工作狀態(tài)。推挽輸出電路6在信號(hào)發(fā)生電路2輸出的控制信號(hào)和直流電壓變換電路3供給的20v-100v電源共同作用下，經(jīng)電路板上接插件和導(dǎo)線及粘性導(dǎo)電橡膠電極7，作用于人體皮膚表面，用于治療。
本實(shí)用新型信號(hào)發(fā)生電路2由集成電路U7和U8、電阻R1-R4及電容C1-C3組成。其中，U7、R1、R2、C1組成一個(gè)自激低頻震蕩器，為U8提供工作脈沖。U8、R3、R4、C2、C3組成一個(gè)雙向脈沖信號(hào)發(fā)生器，產(chǎn)生頻率為100Hz，脈沖寬度為100μs的雙向窄方波脈沖信號(hào)，輸出至推挽輸出電路6的三極管Q5和Q6的基極。這樣的脈沖信號(hào)，一方面可降低在人體內(nèi)傳遞的信號(hào)衰減率，使治療脈沖能從表皮傳遞至軀體深部組織和臟器，提高療效，降低功耗。另一方面，100Hz的方波脈沖信號(hào)實(shí)驗(yàn)證明刺激強(qiáng)度高，肌肉適度節(jié)律震顫，病人感覺(jué)舒適。局部組織血液循環(huán)加快，有利于炎癥滲出物吸收，肌肉組織緊張程度得到緩解，止痛效果明顯。還有，單向脈沖信號(hào)易在陽(yáng)極下使人體組織電解形成強(qiáng)酸，造成人體細(xì)胞蛋白質(zhì)凝固壞死，在陰極下電解形成強(qiáng)堿，導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解破壞。本電路的雙向等幅脈沖信號(hào)可克服組織極化現(xiàn)象。
本實(shí)用新型，直流電壓變換電路3由集成電路U1、電感線圈L1和L2、電阻R9和R10、電容C4-C6三極管Q1和Q2組成。其中，集成電路U1是一個(gè)自激高頻震蕩器，頻率固定、震蕩幅度由脈沖調(diào)幅電路5所輸出的電平控制。高頻震蕩信號(hào)經(jīng)電感線圈L1，使L2上感應(yīng)產(chǎn)生升壓后的高頻信號(hào)，經(jīng)三極管Q2整流，電容C6濾波，將20-100V的直流電源輸出至推挽輸出電路的三極管Q7和Q8的發(fā)射極。以提高脈沖信號(hào)在人體內(nèi)的穿透能力和刺激強(qiáng)度。
本實(shí)用新型，開(kāi)關(guān)控制電路4由集成電路U2、三極管Q3、電阻R19和R20及R23、電容C7-C9、微型輕觸開(kāi)關(guān)K1(on)和K2(off)組成。其中，集成電路U2是一個(gè)等效的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路。當(dāng)接上電源后，一直處于工作狀態(tài)，K1控制儀器的開(kāi)，K2控制儀器的關(guān)。當(dāng)K1合上后，使雙穩(wěn)態(tài)電路工作狀態(tài)觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，經(jīng)電阻R23輸出高電平至開(kāi)關(guān)三極管Q3基極，使其導(dǎo)通。使全機(jī)所有電路的負(fù)極與直流電源的負(fù)極連接，全機(jī)處于工作狀態(tài)。當(dāng)K2合上后，雙穩(wěn)態(tài)電路工作狀態(tài)再一次觸發(fā)翻轉(zhuǎn)，輸出低電平至Q3，使其斷路，全機(jī)停止工作。
本實(shí)用新型，脈沖調(diào)幅電路5由一個(gè)集成電路U3-U6、二進(jìn)制編碼器U9、發(fā)光二極管LED、電阻R11-R18和R21-R22及R24-R28、電容C11、三極管Q4、微型輕觸開(kāi)關(guān)K3(+)和K4(-)組成的二進(jìn)制編碼八檔脈沖電平信號(hào)輸出控制電路。其中，K3控制治療儀輸出脈沖電平增加，K4控制減少。集成電路U4是二個(gè)等效的單穩(wěn)態(tài)電路，由K3和K4分別控制，其信號(hào)有三路輸出，一路輸出至集成電路U5，二路輸出至二進(jìn)制編碼器U9。U4的另一個(gè)功能是當(dāng)K3和K4的選擇至治療儀八檔輸出脈沖電平的上限或下限時(shí)，鎖定輸出至U9的控制信號(hào)，防止治療儀工作狀態(tài)出現(xiàn)異常。集成電路U5是一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生電路，其作用是給發(fā)光二極管LED提供脈沖信號(hào)，脈沖間隔時(shí)間略小于人眼影像殘留時(shí)間，使發(fā)光二極管看上去始終亮著，但明顯降低了LED的功耗。同時(shí)，當(dāng)K3或K4工作時(shí)，U5就會(huì)接收到U4輸出的信號(hào)，以改變LED的工作狀態(tài)。集成電路U3是一個(gè)時(shí)鐘脈沖信號(hào)發(fā)生器，其作用是給二進(jìn)制編碼器U9提供工作脈沖。集成電路U9是一個(gè)二進(jìn)制編碼器，在U4的二路輸出信號(hào)控制下，輸出三位二進(jìn)制的地址碼至集成電路U6，U6根據(jù)三位二進(jìn)制地址碼，控制八個(gè)輸出極上的輸出信號(hào)，用以控制直流電壓變換電路3。該電路的設(shè)計(jì)目的是為了使輸出脈沖幅度穩(wěn)定在患者所選定的合適的脈沖電壓值。
本實(shí)用新型，推挽輸出電路是一個(gè)有三極管Q5-Q8、電極R5-R8組成的二級(jí)雙向脈沖功率輸出電路。
本實(shí)用新型，粘性導(dǎo)電橡膠電極7是采用一種導(dǎo)電性能好，不使人體皮膚產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)并可反復(fù)多次使用的橡膠粘貼片。本電極可顯著降低皮膚表面的接觸電阻和皮膚組織損傷。
本實(shí)用新型采用ABS塑料注塑成型的儀器外殼，其上設(shè)有一與機(jī)殼一體的夾子，便于儀器在使用過(guò)程中方便的固定于內(nèi)、外衣上。
在實(shí)際使用時(shí)，當(dāng)皮膚和肌肉及關(guān)節(jié)疼痛時(shí)，只要將二個(gè)電極粘貼在疼痛部位二旁，開(kāi)機(jī)3-5分鐘即可得到抑制，連續(xù)30分鐘后關(guān)機(jī)，其療效還可以維持60分鐘。當(dāng)內(nèi)臟疼痛時(shí)，只要將二個(gè)電極粘貼在軀體相應(yīng)部位上，開(kāi)機(jī)治療10-15分鐘即可明顯緩解疼痛，連續(xù)治療30分鐘后關(guān)機(jī)，其療效還可維持30分鐘。抑制疼痛的有效率為80-90％。在開(kāi)機(jī)治療的過(guò)程中，二個(gè)電極之間的肌肉組織和內(nèi)臟平滑肌會(huì)有節(jié)律的抽動(dòng)，局部血液循環(huán)加快，改善了內(nèi)臟缺氧和炎癥，一段時(shí)間后該部位組織就會(huì)產(chǎn)生疲勞感，促使其釋放組織松弛物質(zhì)，使痙攣的組織得到緩解，使引起疼痛的疾病得到治療，最終使疼痛消失。


圖1為本實(shí)用新型工作電路圖。其中1為直流電源、2為信號(hào)發(fā)生電路、3為直流電壓變換電路、4為開(kāi)關(guān)控制電路、5為脈沖調(diào)幅電路、6為推挽輸出電路6。
圖2為本實(shí)用新型外殼和電極及導(dǎo)線連接圖。其中7為粘性導(dǎo)電橡膠電極、8為外殼。
圖3為本實(shí)用新型電原理圖。
權(quán)利要求1．一種便攜式疼痛治療儀，其特征在于由直流電源1、信號(hào)發(fā)生電路2、直流電壓變換電路3、開(kāi)關(guān)控制電路4、脈沖調(diào)幅電路5、推挽輸出電路6、粘性導(dǎo)電橡膠電極7和外殼制成。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式疼痛治療儀，其特征在于所述的信號(hào)發(fā)生電路是由二塊集成電路U7、U8和電阻R1-R4及電容C1-C3組成，產(chǎn)生頻率為100Hz，脈寬為0.1ms。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式疼痛治療儀，其特征在于所述的直流電壓變換電路由直流電壓變換集成電路U1、電感線圈L1和L2、三極管Q1和Q2、電阻R9和R10、電容C4-C6組成，將直流電壓從4.5V提升至20-100V。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式疼痛治療儀，其特征在于所述的開(kāi)關(guān)控制電路是由集成電路U2、電阻R19和R20及R23電容C7-C9、三極管Q3、微型輕觸開(kāi)關(guān)K1和K2組成，全機(jī)零電平打開(kāi)和關(guān)閉的控制電路。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式疼痛治療儀，其特征在于所述的脈沖調(diào)幅電路是由集成電路U3-U6、二進(jìn)制編碼電路U9、發(fā)光二極管LED、電阻R11-R18和R21-R22及R24-R28、電容C11、三極管Q4、微型輕觸開(kāi)關(guān)K3和K4組成的二進(jìn)制八檔輸出脈沖信號(hào)輸出控制電路。
6．根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式疼痛治療儀，其特征在于所述的外殼采用ABS塑料注塑成型，其上設(shè)計(jì)有一與機(jī)殼一體的夾子。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型便攜式疼痛治療儀是采用數(shù)字集成電路技術(shù),產(chǎn)生一組連續(xù)的類(lèi)似神經(jīng)細(xì)胞生理電信號(hào)的脈沖信號(hào),用于抑制和緩解人體疼痛。其結(jié)構(gòu)主要是由直流電源、信號(hào)發(fā)生電路、直流電壓變換電路、開(kāi)關(guān)控制電路、脈沖調(diào)幅電路、推挽輸出電路、粘性導(dǎo)電橡膠電極和特殊設(shè)計(jì)的外殼所組成。特別是采用電壓變換集成電路將輸出信號(hào)從4V提升至20－100V,具有顯著的疼痛抑制作用,療效確切。本實(shí)用新型外形小巧輕便,電路工作穩(wěn)定可靠,功耗極低?？呻S意固定在內(nèi)外衣上,操作簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,適宜作為家庭常備醫(yī)療儀器推廣使用。
文檔編號(hào)A61N1/36GK2432948SQ0021843
公開(kāi)日2001年6月6日 申請(qǐng)日期2000年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月17日
發(fā)明者張新春 申請(qǐng)人:上海醫(yī)大醫(yī)藥科技總公司