多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器，其結(jié)構(gòu)包括主循環(huán)鍵盤、第一單片機、第一存儲器、第一驅(qū)動電路、主循環(huán)顯示器、脈沖鍵盤、第二單片機、第二存儲器、第二驅(qū)動電路、脈沖顯示器、幅度調(diào)節(jié)電路、恒壓電路、恒流電路和極性切換電路等部分。本實用新型可實現(xiàn)撥碼盤式刺激儀的全部功能，新功能的增加便捷，無需增加硬件電路，可滿足各種實驗的需求。本實用新型有較好的價格性能比，可作為生物醫(yī)學(xué)通用刺激儀，取代現(xiàn)有的波段開關(guān)式和撥碼盤式刺激儀，廣泛應(yīng)用于學(xué)生實驗和科學(xué)研究，提高學(xué)生實驗水平和科學(xué)研究水平。
【專利說明】多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種電脈沖刺激裝置，具體地說是一種多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器。

【背景技術(shù)】
[0002]刺激儀是生理、藥理和生物學(xué)實驗中普遍使用的儀器，廣泛用于學(xué)生實驗和科學(xué)研究中?，F(xiàn)有的刺激儀有三種類型:波段開關(guān)控制刺激儀、撥碼盤控制的數(shù)字邏輯電路刺激儀和采用計算機軟件實現(xiàn)的刺激儀。
[0003]國產(chǎn)波段開關(guān)控制刺激儀一般是采用模擬電路制作，可產(chǎn)生單脈沖和雙脈沖的電刺激，其性能單一，價格較便宜，主要用于學(xué)生實驗。撥碼盤控制的數(shù)字邏輯電路刺激儀可產(chǎn)生單脈沖、雙脈沖及串脈沖的電刺激，并具有刺激延時、同步等功能。這種刺激儀是采用邏輯數(shù)字電路，其電路比較結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格較貴，主要用于科學(xué)研究。
[0004]上述兩種刺激儀中刺激參數(shù)的選擇都是采用機械開關(guān)控制，操作繁瑣，尤其是在使用一段時間后，經(jīng)常會出現(xiàn)機械開關(guān)接觸不良或接觸電阻增大等情況，造成電路故障，既給使用者帶來很大的麻煩，也會嚴重影響實驗結(jié)果。
[0005]采用模擬電路或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的刺激器，每增加一項功能，都必須增加相應(yīng)的硬件電路，功能越多，電路越復(fù)雜，故障率也就越高。因此，上述兩種刺激儀存在有頻率功能不完善和不能作為通用刺激儀使用的問題。
[0006]基于計算機軟件實現(xiàn)的專用刺激儀，其幾乎沒有特定的硬件電路，但其控制精度低，功能較為單一，只用于專項研究。基于微處理器的專用治療儀，其不能實現(xiàn)多種刺激功能?；谖⑻幚砥鞯拇碳x，其性能有所提高，但僅能實現(xiàn)頻率和幅度的調(diào)節(jié)，功能不夠完善，不能作為通用刺激儀使用。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的就是提供一種多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器，以解決現(xiàn)有刺激儀頻率功能不完善和不能作為通用刺激儀使用的問題。
[0008]本實用新型是這樣實現(xiàn)的:一種多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器，包括有:
[0009]主循環(huán)鍵盤，與第一單片機相接，用于人工設(shè)定主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間；
[0010]第一單片機，分別與所述主循環(huán)鍵盤、第一驅(qū)動電路、第一存儲器和第二單片機相接，用于控制主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間；
[0011]第一存儲器，與第一單片機相接，用于為第一單片機提供記憶參數(shù)；
[0012]第一驅(qū)動電路，分別與所述第一單片機和主循環(huán)顯示器相接，用于驅(qū)動主循環(huán)顯示器動作；
[0013]主循環(huán)顯示器，與所述第一驅(qū)動電路相接，用于顯示第一單片機輸出的主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間；
[0014]脈沖鍵盤，與第二單片機相接，用于人工設(shè)定刺激脈沖頻率和脈沖寬度的數(shù)值；
[0015]第二單片機，分別與所述第一單片機、所述脈沖鍵盤、第二驅(qū)動電路、第二存儲器和幅度調(diào)節(jié)電路相接，用于控制刺激脈沖頻率和脈沖寬度；
[0016]第二存儲器，與第二單片機相接，用于為第二單片機提供記憶參數(shù)；
[0017]第二驅(qū)動電路，分別與所述第二單片機和脈沖顯示器相接，用于驅(qū)動脈沖顯示器動作；
[0018]脈沖顯示器，與所述第二驅(qū)動電路相接，用于顯示第二單片機輸出的刺激脈沖頻率和脈沖寬度；
[0019]幅度調(diào)節(jié)電路，分別與所述第二單片機、恒壓電路和恒流電路相接，用于調(diào)節(jié)輸出電壓和輸出電流的幅值；
[0020]恒壓電路，分別與所述幅度調(diào)節(jié)電路和極性切換短路相接，用于輸出恒定的脈沖刺激電壓；
[0021]恒流電路，分別與所述幅度調(diào)節(jié)電路和極性切換短路相接，用于保證輸出恒定的脈沖刺激電流；以及
[0022]極性切換電路，分別與所述恒壓電路和所述恒流電路相接，用于調(diào)整電極的工作極性。
[0023]本實用新型是以單片機為核心的硬件系統(tǒng)，采用兩個單片機分別控制主循環(huán)通路和刺激循環(huán)通路的參數(shù)設(shè)定及信號輸出，可實現(xiàn)定時循環(huán)刺激、雙脈沖或脈沖串刺激，也可實現(xiàn)連續(xù)脈沖刺激；刺激參數(shù)的設(shè)定由輕觸鍵取代波段開關(guān)或撥碼盤，電路的元器件數(shù)量少于撥碼盤式刺激儀的十分之一，可大大降低電路的復(fù)雜程度和故障率，相應(yīng)降低儀器的制作成本，并消除了機械開關(guān)存在的接觸不良的缺陷。
[0024]本實用新型可實現(xiàn)撥碼盤式刺激儀的全部功能，新功能的增加便捷，無需增加硬件電路，可滿足各種實驗的需求。本實用新型有較好的價格性能比，可作為生物醫(yī)學(xué)通用刺激儀，取代現(xiàn)有的波段開關(guān)式和撥碼盤式刺激儀，廣泛應(yīng)用于學(xué)生實驗和科學(xué)研究，提高學(xué)生實驗水平和科學(xué)研究水平。
[0025]本實用新型具有輕觸鍵操作、數(shù)碼顯示、參數(shù)自動記憶、刺激方式靈活多樣等特點，采用雙單片計算機為核心，配以新型的記憶芯片和顯示驅(qū)動電路；刺激參數(shù)的設(shè)定由輕觸鍵控制，以消除機械開關(guān)接觸不良的缺陷；電路的元器件數(shù)量減少，降低了電路的復(fù)雜程度和故障率。雙單片機構(gòu)成的系統(tǒng)中，一片用于控制刺激脈沖頻率和脈沖寬度，另一片用于控制主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)刺激開放時間，兩者配合可實現(xiàn)定時循環(huán)刺激、雙脈沖或脈沖簇刺激，也可設(shè)置成連續(xù)脈沖刺激。本實用新型適用于對實驗動物或標本進行電刺激，廣泛應(yīng)用于科學(xué)實驗研究工作和學(xué)生實驗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型的系統(tǒng)構(gòu)成框圖。
[0027]圖2是幅度調(diào)節(jié)電路的電原理圖。
[0028]圖3是恒壓電路的電原理圖。
[0029]圖4是恒流電路的電原理圖。

【具體實施方式】
[0030]如圖1所示，本實用新型包括主循環(huán)鍵盤、第一單片機、第一存儲器、第一驅(qū)動電路、主循環(huán)顯示器、脈沖鍵盤、第二單片機、第二存儲器、第二驅(qū)動電路、脈沖顯示器、幅度調(diào)節(jié)電路、恒壓電路、恒流電路和極性切換電路等部分，第一單片機用于控制主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間，并在主循環(huán)顯示器上予以顯示；第二單片機用于控制刺激脈沖頻率和脈沖寬度，并在脈沖顯示器予以顯示。
[0031]第二單片機控制刺激脈沖頻率和脈沖寬度，第一單片機控制主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)刺激開放時間，兩者配合實現(xiàn)定時循環(huán)刺激、雙脈沖或脈沖串刺激，亦可設(shè)置成連續(xù)脈沖刺激。采用輕能鍵及LED顯示，實現(xiàn)參數(shù)顯示，一目了然，并顯示功能復(fù)用，減少顯示器數(shù)量。
[0032]如圖2所示，幅度調(diào)節(jié)電路是由運算放大器U3 (0P07)、光電隔離器U4 (P521)、波段開關(guān)K-1、電位器Wl—W4以及若干電阻連接所組成。光電隔離器U4 (P521)將第二單片機與幅度調(diào)節(jié)電路相隔離；波段開關(guān)K-1用于輸出選擇，其上的1、2、3檔為電壓調(diào)整檔，波段開關(guān)上的4、5、6檔為電流調(diào)整檔。增益微調(diào)用10圈電位器配以百分度調(diào)節(jié)旋鈕。運算放大器U3 (0P07)構(gòu)成輸出跟隨器，用于阻抗變換。電位器W2、W3、W4用于整定三種輸出的最大值，電位器Wl與面板上百分度旋鈕配合，用于調(diào)整輸出值。
[0033]如圖3所示，恒壓電路的低電壓輸出由運算放大器U2 (0P07)、三極管Q3 (9014)及外圍電阻元件連接組成。運算放大器U2(0P07)構(gòu)成負反饋電路，保證輸出穩(wěn)定；W6用于零點調(diào)節(jié)，R25為負反饋電阻，三極管Q3 (9014)用于電流放大，運算放大器U2 (0P07)用于電壓放大。恒壓電路的高壓輸出由高壓運算放大器U5 (PA84)、電位器W5、W8及電阻電容連接構(gòu)成。高壓運算放大器U5 (PA84)構(gòu)成深度負反饋穩(wěn)壓輸出電路，用于電壓調(diào)整，以保證輸出電壓的恒定。R20、W5、R21用于零點調(diào)節(jié)，R13為負反饋電阻，R16為電流限制電阻，三極管Q3 (9014)用于電流放大。
[0034]如圖4所示，恒流輸出電路由運算放大器Ul (0P07)、三極管Ql (2SC2611)、電位器W7和電阻R9、R1、R19連接組成，采用運算放大器及三極管構(gòu)成負反饋恒流源電路，保證輸出電流恒定。運算放大器Ul (0P07)為跟隨器，三極管Ql (2SC2611)用于電流放大，電位器W 7用于調(diào)零，電阻R10、R19提供不同電壓。運算放大器Ul (0P07)及三極管Ql(2SC2611)構(gòu)成深度負反饋，保證了電流恒定。
[0035]本實用新型的主要性能指標:
[0036]刺激周期I一 9999mS (步進 ImS)；
[0037]刺激脈寬0.1—9999mS (步進 0.1mS)；
[0038]同步延時0.1—9999mS (0.1 ms)；
[0039]主循環(huán)周期分兩檔:1一9999mS (步進lmS)，I一9999S (步進1S)；
[0040]刺激時間分兩檔，I—9999mS (步進lmS)，I一9999S (步進1S)；
[0041]循環(huán)次數(shù)O — 9999;
[0042]刺激強度O — 100V連續(xù)可調(diào)。
[0043]本實用新型所實現(xiàn)的主要功能有:
[0044]1、參數(shù)記憶功能:實驗用參數(shù)修改后，單片機自動寫入記憶芯片，下次開機自動讀入。
[0045]2、參數(shù)修改采用兩鍵控制:位選鍵和修改鍵，既減少按鍵，同時用戶操作方便。
[0046]3、延時參數(shù)存儲:修改參數(shù)后延時1S自動存儲，同時控制輸出生效。
[0047]4、刺激參數(shù)、循環(huán)參數(shù)及循環(huán)次數(shù)聯(lián)合控制，實現(xiàn)長時間或定次數(shù)的間歇性刺激控制。也可實現(xiàn)串脈沖刺激。每串脈沖個數(shù)可自由設(shè)置。
[0048]5、具有同步延時和外同步觸發(fā)功能。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能生物醫(yī)學(xué)脈沖刺激器，其特征是，包括有: 主循環(huán)鍵盤，與第一單片機相接，用于人工設(shè)定主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間； 第一單片機，分別與所述主循環(huán)鍵盤、第一驅(qū)動電路、第一存儲器和第二單片機相接，用于控制主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間； 第一存儲器，與第一單片機相接，用于為第一單片機提供記憶參數(shù)； 第一驅(qū)動電路，分別與所述第一單片機和主循環(huán)顯示器相接，用于驅(qū)動主循環(huán)顯示器動作； 主循環(huán)顯示器，與所述第一驅(qū)動電路相接，用于顯示第一單片機輸出的主循環(huán)周期和主循環(huán)周期內(nèi)的刺激開放時間； 脈沖鍵盤，與第二單片機相接，用于人工設(shè)定刺激脈沖頻率和脈沖寬度的數(shù)值； 第二單片機，分別與所述第一單片機、所述脈沖鍵盤、第二驅(qū)動電路、第二存儲器和幅度調(diào)節(jié)電路相接，用于控制刺激脈沖頻率和脈沖寬度； 第二存儲器，與第二單片機相接，用于為第二單片機提供記憶參數(shù)； 第二驅(qū)動電路，分別與所述第二單片機和脈沖顯示器相接，用于驅(qū)動脈沖顯示器動作； 脈沖顯示器，與所述第二驅(qū)動電路相接，用于顯示第二單片機輸出的刺激脈沖頻率和脈沖寬度； 幅度調(diào)節(jié)電路，分別與所述第二單片機、恒壓電路和恒流電路相接，用于調(diào)節(jié)輸出電壓和輸出電流的幅值； 恒壓電路，分別與所述幅度調(diào)節(jié)電路和極性切換短路相接，用于輸出恒定的脈沖刺激電壓； 恒流電路，分別與所述幅度調(diào)節(jié)電路和極性切換短路相接，用于保證輸出恒定的脈沖刺激電流；以及 極性切換電路，分別與所述恒壓電路和所述恒流電路相接，用于調(diào)整電極的工作極性。
【文檔編號】A61N1/36GK204050668SQ201420470613
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】顧平, 易小林, 范振中, 仇福成, 董慈 申請人:河北醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院