專利名稱：一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，可產(chǎn)生不同頻率使肌肉組織暫時興奮或抑制，屬于臨床生理檢測及治療技術范疇。特別涉及一種利用脈沖磁場作用于人體肌肉組織，從而引起一系列生理反應以達到治療目的的誘導系統(tǒng)。依據(jù)病因病癥的不同進行智能化刺激，電容器充電網(wǎng)絡在充電結束后將電荷輸至感應器，感應線圈瞬時會釋放大量電荷產(chǎn)生磁場，磁力線以非侵入的方式在肌肉組織內(nèi)產(chǎn)生反向感生電流，進而誘發(fā)電生理和功能變化。
背景技術：
磁刺激技術是將電能轉化為磁能后無衰減地透過骨骼而刺激到神經(jīng)或者肌肉組織的一種技術，肌肉組織在受到刺激后出現(xiàn)相應的生理反應以達到治療目的。高頻刺激主要是興奮的作用，低頻刺激則是抑制的作用。但磁刺激所用的線圈往往只存在于肌肉的一偵牝導致產(chǎn)生的場強不均勻，治療效果變差，且幅值或持續(xù)時間的不易控制。本發(fā)明針對臨床上常用的肌肉磁刺激的場強不均勻、幅值或持續(xù)時間的不易控制的缺點，給出了一種可發(fā)出持續(xù)且可控脈沖的磁刺激誘導系統(tǒng)，并能夠使肌肉組織均勻的處于場強之中，具有持續(xù)工作、操作靈活、結構輕便的特點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是，在功率電容矩陣脈沖發(fā)生的基礎上，通過單片機實現(xiàn)脈沖模式的智能控制與調(diào)節(jié)，通過螺旋密繞磁刺激線圈實現(xiàn)場強的均勻，通過并聯(lián)的可調(diào)電容實現(xiàn)頻率的可控，從而為肌肉磁刺激治療提供方便。本發(fā)明所采用的技術方案是一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，包括有220V工頻電源(1)，負責為電路提供電能；智能通斷開關(2)與功率控制器(5)配合使用，根據(jù)要求調(diào)整輸入功率大?。灰淮握麟娐?3)從220V工頻電源(I)處獲得電能，一方面向蓄電池(4)供電，另一方面向功率控制器(5)及下游電路進行供電；控制電路(6)包括感應天線(61)、單片機￠2)與控制輸出電路(63)，三者負責控制觸發(fā)電路(7)，使其輸出要求的觸發(fā)脈沖；脈沖發(fā)生電路⑶根據(jù)觸發(fā)脈沖前沿開始工作，輸出相應的脈沖，并供給磁刺激終端(9)進行磁刺激治療。所述的一次整流電路(3)通過220V工頻電源(I)進行供電，將工頻交流電整流為直流后向控制電路(6)進行饋電。所述的智能通斷開關(2)由功率控制器(5)通過不同檔位功率繼電器進行控制與切換，實現(xiàn)不同功率的輸出。所述的蓄電池⑷負責在220V工頻電源(I)停止工作時臨時提供電能。所述的控制電路(6)包括有接收脈沖發(fā)生電路(8)所發(fā)出的電磁波信號的感應天線(61)，與感應天線(61)相連的單片機(62)，以及與單片機(62)相連的控制輸出電路
(63);所述的控制輸出電路￠3)是由激光二極管D和光敏三極管Q組成，光敏三極管Q接收激光二極管D的激光信號，并通過集電極與觸發(fā)電路(7)相連向其輸出控制信號(C)，光敏三極管Q的發(fā)射極接地。所述的觸發(fā)電路(7)包括有繼電器KM1、大功率晶體管Ql和行輸出變壓器T，其中，繼電器KMl線圈一端連接控制電路(6)中光敏三極管Q的集電極，接收控制信號(C)，另一端連接24V電源；大功率晶體管Ql的發(fā)射極接地，集電極連接行輸出變壓器T輸入端的7腳，基極通過電阻Rl連接行輸出變 壓器T輸入端5腳；行輸出變壓器T 8腳為輸出端，通過高壓硅堆連接脈沖發(fā)生電路(8)。輸出端穩(wěn)定的直流高電壓通過大功率晶體管Ql的反復截止與導通而獲得。所述的脈沖發(fā)生電路⑶是采用MARX發(fā)生器，由多電容C并聯(lián)，在每兩個電容C尾首間通過放電球隙(g)相連，各電容相當于并聯(lián)，充滿電后放電球隙g逐級擊穿，最終使放電終端電壓很短時間內(nèi)實現(xiàn)了電壓的倍增。通過外加可調(diào)電阻控制脈沖釋放時間，通過機械開關控制脈沖發(fā)出的功率；所述的脈沖發(fā)生電路(8)的輸入端連接觸發(fā)電路￠)的輸出端(HV)，輸出端接在電刺激終端(9)上，對相關部位進行電刺激。所述的磁刺激終端(9)通過螺旋密繞線圈組成，在電能轉化為磁場能時能夠保證處于其中的肌肉組織可以獲得均勻度磁場強度。同時并聯(lián)有可調(diào)電容，用以設定不同的磁刺激振蕩頻率。磁刺激終端(9)的回路工作頻率由線圈電感與并聯(lián)電容共同決定；同時為了保證放電帶來的剩余電流存在通路，磁刺激部位的相鄰位置加裝了接地回路。本發(fā)明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，通過單片機、傳感器和執(zhí)行機構，在一定范圍內(nèi)檢測并控制脈沖的次數(shù)，滿足實際使用中的需要。實現(xiàn)了單片機在強電磁脈沖的影響下對電路進行控制，具有放電脈沖的重復、持續(xù)和可控性。

圖I是本發(fā)明的整體結構原理圖；圖2是信號電路觸發(fā)的原理圖；圖3是可調(diào)大功率脈沖發(fā)生電路的原理圖；圖4是均勻肌肉磁刺激作用的原理圖。其中(I) :220V工頻電源；(2):智能通斷開關；(3):一次整流電路；(4):蓄電池；(5)功率控制器；(6):控制電路；(61):感應天線；(62):單片機；(63):控制輸出電路；(7):觸發(fā)電路；⑶脈沖發(fā)生電路；(9):磁刺激終端。
具體實施方式
下面結合實例和附圖對本發(fā)明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)做出詳細說明。如圖I所示，本發(fā)明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，包括有220V工頻電源(I)，負責為電路提供電能；智能通斷開關(2)與功率控制器(5)配合使用，根據(jù)要求調(diào)整輸入功率大??；一次整流電路(3)從220V工頻電源(I)處獲得電能，一方面向蓄電池(4)供電，另一方面向功率控制器(5)及下游電路進行供電；控制電路(6)包括感應天線(61)、單片機
(62)與控制輸出電路(63)，三者負責控制觸發(fā)電路(7)，使其輸出要求的觸發(fā)脈沖；脈沖發(fā)生電路(8)根據(jù)觸發(fā)脈沖前沿開始工作，輸出相應的重復脈沖，并供給磁刺激終端(9)進行磁刺激治療。如圖2所示，所述的觸發(fā)電路(7)由行輸出變壓器T、大功率晶體管Ql和繼電器KMl組成。行輸出變壓器T有更高的電感量和品質(zhì)因數(shù)，繼電器KMl通過觸電的開閉控制大功率晶體管Ql的截止與導通，相當于從行輸出變壓器T輸入了方波信號。以上過程重復進行，根據(jù)電磁感應原理，最終就會產(chǎn)生比較穩(wěn)定的直流高電壓，提供給脈沖發(fā)生電路(8)。如圖3所示，所述的脈沖發(fā)生電路⑶采用馬克思脈沖發(fā)生器原理，由多數(shù)個相同的電容C并聯(lián)連接構成放電網(wǎng)絡，在每兩個電容C之間都接有電阻R進行隔離，在每兩個電容C的尾首之間都通過放電球隙g相連；所述脈沖發(fā)生電路(8)的輸入端連接觸發(fā)電路(7)的輸出端HV，輸出端構成放電終端進行脈沖放電。在放電球隙g未擊穿前，各電容相當于并聯(lián)，充滿電后各球隙順次擊穿，經(jīng)過η次升壓，在放電終端電壓升高為+nHV。從而在很短時間內(nèi)實現(xiàn)了電壓的倍增。電阻R為可變電阻，用于調(diào)節(jié)電路時間常數(shù)以改變脈沖放電間隔，機械開關匕、1^2到kn可通過不同的組合以獲得電刺激所需要的功率水平。如圖4所示，將放電終端接在磁刺激終端(9)上并引至需要進行磁刺激的肌肉組織部位上，為保證放電電流有穩(wěn)定通路，在放電點的相反位置設置接地回路。當脈沖發(fā)生電路(8)工作時，磁刺激終端(9)會在巨大電流的變化下產(chǎn)生強烈磁場，在螺旋線圈的作用下，中心磁場強度近似均勻，并根據(jù)并聯(lián)電容的容值工作于對應的頻率，從而滿足磁刺激治療的需要。
權利要求1.一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，其特征在于包括有220V工頻電源(I)，負責為電路提供電能；智能通斷開關(2)與功率控制器(5)配合使用，根據(jù)要求調(diào)整輸入功率大??；一次整流電路⑶從220V工頻電源⑴處獲得電能，一方面向蓄電池⑷供電，另一方面向功率控制器(5)及下游電路進行供電；控制電路(6)包括感應天線(61)、單片機￠2)與控制輸出電路(63)，三者負責控制觸發(fā)電路(7)，使其輸出要求的觸發(fā)脈沖；脈沖發(fā)生電路(8)根據(jù)觸發(fā)脈沖前沿開始工作，輸出相應的脈沖，并供給磁刺激終端(9)進行磁刺激治療。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，其特征還在于，所述的觸發(fā)電路(7)由行輸出變壓器T、大功率晶體管Ql和繼電器KMl組成；輸出端穩(wěn)定的直流高電壓通過大功率晶體管Ql的反復截止與導通而獲得。
3.根據(jù)權利要求I所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，其特征還在于，所述的脈沖發(fā)生電路⑶由多個電容并聯(lián)連接構成放電網(wǎng)絡，在放電球隙g未擊穿前，各電容相當于并聯(lián)，充滿電后放電球隙g逐級擊穿，最終使放電終端電壓很短時間內(nèi)實現(xiàn)了電壓的倍增；電容間的隔離電阻R為可變電阻，用于調(diào)節(jié)電路時間常數(shù)以改變脈沖放電間隔，機械開關K、k2到kn可通過不同的組合以獲得磁刺激所需要的功率水平。
4.根據(jù)權利要求I所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，其特征還在于，將脈沖發(fā)生電路(8)接在電刺激終端(9)上，正常工作時由螺旋密繞線圈提供均勻磁場；回路工作頻率由線圈電感與并聯(lián)電容共同決定；同時為了保證放電帶來的剩余電流存在通路，磁刺激部位的相鄰位置加裝了接地回路。
專利摘要本實用新型公開一種均勻肌肉磁刺激誘導系統(tǒng)，臨床精神病、神經(jīng)疾病及康復領域獲得越來越多的認可。該技術是一種利用脈沖磁場作用于刺激外周神經(jīng)肌肉，從而引起一系列生理反應，通過不同的頻率達到治療目的。主要包括有220V工頻電源(1)；智能通斷開關(2)；一次整流電路(3)；蓄電池(4)；功率控制器(5)；控制電路(6)；觸發(fā)電路(7)；脈沖發(fā)生電路(8)和磁刺激終端(9)。其中控制電路(6)由感應天線(61)、單片機(62)與控制輸出電路(63)組成。本實用新型可為人體肌肉組織進行均勻的磁刺激治療時提供不同頻率的功率，具有功率集中、頻率單一與安全可靠等優(yōu)點。
文檔編號A61N2/04GK202637724SQ20122007477
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權日2012年3月2日
發(fā)明者張獻, 楊慶新, 李勁松, 高圣偉, 金亮 申請人:天津工業(yè)大學