本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆。

背景技術(shù)：

麻醉原意指感覺或知覺的喪失，其后則指可使病人在接受手術(shù)或者有創(chuàng)操作時(shí)不感到疼痛和不適的狀態(tài)。神經(jīng)阻滯亦稱傳導(dǎo)麻醉，是將局麻藥注射到神經(jīng)干旁，暫時(shí)地阻斷神經(jīng)傳導(dǎo)功能，達(dá)到手術(shù)無痛的方法。神經(jīng)阻滯麻醉用藥量少，麻醉范圍廣，作用時(shí)間長，患者處于清醒狀態(tài)可保持術(shù)中與手術(shù)醫(yī)師的交流，麻醉效果也較好。

神經(jīng)阻滯技術(shù)費(fèi)用低，術(shù)后鎮(zhèn)痛效果好，對于一些四肢或體表部位的手術(shù)尤為適宜。但傳統(tǒng)的神經(jīng)阻滯術(shù)進(jìn)行神經(jīng)定位阻滯需要一定的臨床經(jīng)驗(yàn)，即使操作者經(jīng)驗(yàn)豐富，由于缺乏客觀的指標(biāo)，有時(shí)也難以保證阻滯的精確定位和效果確切。神經(jīng)刺激器定位技術(shù)使得神經(jīng)阻滯術(shù)有了客觀指標(biāo)，提高了阻滯定位的準(zhǔn)確性和阻滯效果。

神經(jīng)刺激器通過電刺激達(dá)到神經(jīng)定位目的，再通過用麻藥實(shí)現(xiàn)精確神經(jīng)阻滯效果。目前，電刺激神經(jīng)定位方法是利用頻率為1或2Hz、強(qiáng)度變化范圍為0～5.0mA的電流脈沖，通過神經(jīng)周圍的肌肉刺激神經(jīng)，通過減小、變化電流強(qiáng)度，可獲知穿刺針定位情況。例如，起始電流強(qiáng)度下神經(jīng)支配相應(yīng)肌群出現(xiàn)運(yùn)動時(shí)，減小電流如仍有肌群活動，說明定位較好；反之，說明穿刺針離神經(jīng)仍有一定距離。一般認(rèn)為在電流減小到0.5mA時(shí)如仍有相應(yīng)肌群活動，即可給藥。但現(xiàn)有技術(shù)的電刺激神經(jīng)定位方法對電流脈沖的控制仍然是人工手動設(shè)定參數(shù)范圍，調(diào)節(jié)精度較差，最終使用效果差，例如申請?zhí)枮?01110084267.X的專利就是通過工作參數(shù)調(diào)節(jié)設(shè)置模塊來人工設(shè)定刺激脈沖電流的各個(gè)參數(shù)，較為粗放，不適應(yīng)對精度要求較高的電刺激神經(jīng)定位方法的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆，以解決現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆，其特征在于：包括電刺激筆殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的控制電路單元、刺激電極，所述控制電路單元包括微控制器、輸出電路、電源電路、指示電路和運(yùn)動檢測電路，所述微控制器與輸出電路、指示電路電連接，所述輸出電路與刺激電極電連接，所述刺激電極與運(yùn)動檢測電路電連接，所述檢測電路輸出端與微控制器電連接，所述電源電路與微控制器、輸出電路電連接。

進(jìn)一步地，所述輸出電路核心部件采用高度集成的升壓轉(zhuǎn)換器TPS61161，其中TPS61161 的CTRL端與微控制器輸出端連接，TPS61161的VIN端與SW端之間連接電感L1，TPS61161的VIN端還與并聯(lián)的電池B1、電容C1一端連接，電池B1、電容C1另一端接地，TPS61161的SW端還串聯(lián)穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1后端依次連接濾波電容C2一端、負(fù)載RL一端，濾波電容C2另一端接地，負(fù)載RL另一端連接到TPS61161的FB端，TPS61161的FB端還分別連接檢測電阻R1、R2、R3、R4一端，電阻R1、R2、R3、R4另一端分別接開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的漏極，開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極與微處理器電連接，開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的源極接地。

進(jìn)一步地，所述TPS61161芯片的FB端還連接用于過壓保護(hù)的穩(wěn)壓二極管D2。

進(jìn)一步地，所述TPS61161芯片的COMP端還連接有用于電流補(bǔ)償?shù)碾娙軨3。

進(jìn)一步地，所述微控制器為單片機(jī)、DSP、FPGA任意一種。

進(jìn)一步地，所述運(yùn)動檢測電路采用集成數(shù)字加速度傳感器AIS328DQ。

本實(shí)用新型的有益效果是：

(1)本實(shí)用新型的經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆采用經(jīng)皮定位方法，屬于無創(chuàng)定位技術(shù)，避免對人體組織造成不必要的創(chuàng)傷。

(2)本實(shí)用新型的經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆中采用運(yùn)動檢測技術(shù)，并根據(jù)相應(yīng)肌群的活動狀況，自動調(diào)整輸出電流，從而實(shí)現(xiàn)對神經(jīng)定位的客觀評定。

(3)本實(shí)用新型的經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆中采用微功耗器件，利用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)穩(wěn)定輸出電流，實(shí)現(xiàn)恒電流型方波脈沖輸出，消除皮膚阻抗變化的影響。

(4)本實(shí)用新型的經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆將控制電路和兩個(gè)刺激電極都集成到筆內(nèi)，避免了連接刺激電極的麻煩。

(5)本實(shí)用新型的經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆中采用低成本電子元器件，可作為一次性產(chǎn)品使用，避免了患者間的交叉感染，也省去了消毒所產(chǎn)生的費(fèi)用。

以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2是本實(shí)用新型的脈沖輸出電路圖。

圖3是本實(shí)用新型的運(yùn)動檢測電路圖。

附圖標(biāo)記：微控制器(1)，輸出電路(2)，電源電路(3)，指示電路(4)，運(yùn)動檢測電路(5)。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種經(jīng)皮神經(jīng)定位電刺激筆，其特征在于：包括電刺激筆殼體和設(shè)置在殼體內(nèi)的控制電路單元、刺激電極，所述控制電路單元包括微控制器1、輸出電路2、電源電路3、指示電路4和運(yùn)動檢測電路5，所述微控制器1與輸出電路2、指示電路4電連接，所述輸出電路2與刺激電極電連接，所述刺激電極與運(yùn)動檢測電路5電連接，所述檢測電路5輸出端與微控制器1電連接，所述電源電路3與微控制器1、輸出電路2電連接。

如圖2所示，為本實(shí)用新型專利的脈沖輸出電路圖，核心部件采用高度集成的升壓轉(zhuǎn)換器TPS61161，集成有40V電源開關(guān)，內(nèi)部帶有200mV±2％的基準(zhǔn)電壓。其中TPS61161的CTRL端與微控制器1輸出端連接，TPS61161的VIN端與SW端之間連接電感L1，TPS61161的VIN端還與并聯(lián)的電池B1、電容C1一端連接，電池B1、電容C1另一端接地，TPS61161的SW端還串聯(lián)穩(wěn)壓二極管D1，穩(wěn)壓二極管D1后端依次連接濾波電容C2一端、負(fù)載RL一端，濾波電容C2另一端接地，負(fù)載RL另一端連接到TPS61161的FB端，TPS61161的FB端還分別連接檢測電阻R1、R2、R3、R4一端，電阻R1、R2、R3、R4另一端分別接開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的漏極，開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的柵極與微處理器電連接，開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4的源極接地，所述TPS61161芯片的FB端還連接用于過壓保護(hù)的穩(wěn)壓二極管D2，所述TPS61161芯片的COMP端還連接有用于電流補(bǔ)償?shù)碾娙軨3。

整個(gè)電路構(gòu)成了boost脈沖轉(zhuǎn)換電路，將來自一節(jié)鋰離子電池B1的輸入電壓轉(zhuǎn)換成高達(dá)38V的輸出電壓。并根據(jù)輸出電流，通過脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)將輸出電流穩(wěn)定在設(shè)置值，IC1內(nèi)部振蕩器工作在600kHz。其工作過程是：電池B1經(jīng)電容C1濾波后送給IC1和電感L1，IC1上電后處于待機(jī)狀態(tài)，但其控制端(CTRL)接受到控制發(fā)出的脈沖時(shí)，在脈沖處于高電平期間，IC1開始工作，其內(nèi)部振蕩器使內(nèi)部功率開關(guān)(SW)以600kHz的頻率進(jìn)行切換。當(dāng)開關(guān)(SW)處于接通時(shí)，電感L1的一端與電源相連，另一端通過開關(guān)接地，L1中的電流隨著時(shí)間線性上升。當(dāng)開關(guān)(SW)關(guān)斷時(shí)，由于電感中的電流不能突變，所以在其兩端產(chǎn)生反相電壓，使二極管D1導(dǎo)通，電感中的已儲存的能量向負(fù)載中釋放，使負(fù)載中形成電流。濾波電容器C2的作用是消除輸出電流中的毛刺。恒流原理控制過程是：輸出電流經(jīng)過電流檢測電阻R1、R2、R3或R4取樣后送給IC1的反饋控制端，并將取樣電壓與IC1內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)取樣電壓大于基準(zhǔn)電壓時(shí)，說明輸出電流過大，這時(shí)IC1內(nèi)部的控制電路使開關(guān)SW的接通時(shí)間變短，因而使電感了中每次儲存的能量減少，使輸出電流下降。反之，當(dāng)輸出較小時(shí)，IC1使開關(guān)的每次導(dǎo)通時(shí)間增加，使電感L1中儲存的能量增大，使輸出電流上升。這種負(fù)反饋過程使輸出電流穩(wěn)定在設(shè)置值。電流檢測電阻R1、R2、R3、R4和開關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4用于 選擇輸出電流量程，穩(wěn)壓二極管D2用于保護(hù)IC1，以免在輸出短路時(shí)被燒毀。電容C3起補(bǔ)償作用，使輸出電流更穩(wěn)定。

圖3為本實(shí)用新型專利的運(yùn)動檢測電路。該電路采用集成數(shù)字加速度傳感器AIS328DQ。這是一款超低功耗、高性能三軸線性加速度傳感器，具有數(shù)字串行接口SPI標(biāo)準(zhǔn)輸出。可選的±2g、±4g、±8g滿量程，測量頻率范圍為0.5Hz～1kHz。該傳感器安裝在刺激電極上，當(dāng)支配肌肉群的神經(jīng)受到刺激時(shí)，即可感知肌肉群的運(yùn)動，并將運(yùn)動加速度的大小轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，傳送給微控制器。

以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。