專利名稱:可植入遙控電針刺激儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于針灸科研和醫(yī)療的可植入遙控電針刺激儀。
背景技術：
目前的針刺療法所采用的治療裝置分為傳統(tǒng)的金屬針和電針刺激儀。金屬針分為針柄和針體，針體尖而鋒利，可穿透皮膚到達皮下層組織，包括穴位或非穴位；它的進針方法為手持扎針；刺激方法為手動捻針法和電針刺激法。
在開展針刺作用機理的科研工作時，往往需要開展動物實驗，由于動物不能同病人一樣主動配合針刺，故需將動物束縛固定或麻醉后才能實施進針和捻針刺激。但被強制固定或被麻醉的動物的生理機能狀態(tài)與平靜的狀態(tài)完全不同，這樣的狀態(tài)所獲得的針刺研究結果難以完全說明醫(yī)療上針刺的機理。此現(xiàn)狀使針灸研究處于低谷徘徊的局面，也消耗了大量的科研資金和人力。
由于人的操作的每個動作存在細微差異，醫(yī)生手持捻針動作之間的細微的差別使得手工捻針刺激的刺激效果比較持久。但是，手工捻針技術需要比較長期的臨床實踐鍛煉提高，而且對醫(yī)生而言是需要消耗體力和精力的勞動。電針刺激儀以節(jié)律性的刺激電脈沖信號代替醫(yī)生的人工手動捻針，減輕了醫(yī)生的體力消耗。電針時，此信號通過導線被輸送到針體，來實現(xiàn)對穴位或刺激點刺激。電針刺激代替針灸醫(yī)生的人工手動捻針的另外一個優(yōu)點是使得刺激容易量化，而且操作儀器比較容易，初級醫(yī)生也可比較容易地掌握。
但是，最初的電針刺激儀的刺激信號是固定頻率的，規(guī)律性非常強。醫(yī)學研究已經(jīng)證明機體對規(guī)律性刺激經(jīng)一定的時間將產(chǎn)生適應，適應后該刺激對機體的控制效應將降低，治療作用隨之減弱。為了避免由于刺激的規(guī)律性而產(chǎn)生機體適應的問題，現(xiàn)有的一些電針刺激儀經(jīng)過改進可以發(fā)出固定組合的調(diào)幅調(diào)頻波，但是這些波形仍然具有規(guī)律性和單調(diào)重復的特點，故現(xiàn)有電針刺激儀所發(fā)出的刺激波形仍然未解決刺激適應問題。
此外，無論是傳統(tǒng)的手工捻針刺激還是現(xiàn)有的電針儀，在完成針刺后，都不能對所發(fā)生的刺激信號加以保存和復現(xiàn)，這樣就難以對治療方法和實驗過程加以總結和研究，大大影響了臨床療效的提高和針刺機理的闡明。

發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術所存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種可植入遙控電針刺激儀，它可遙控地控制電針刺激的過程，從而使操作者在不靠近受針刺動物或人體的情況下，即可對動物或人體進行針刺，而不驚擾動物或人體，使動物或人體保持清醒、自然而又相對自由活動的狀態(tài)。此外，通過遙控控制既有利于根據(jù)需要調(diào)節(jié)刺激波形和刺激強度，保持刺激過程的平穩(wěn)性和可控性，又有利于生成多頻率和多幅度任意組合波形的刺激信號，克服以往的電針儀刺激信號規(guī)律性和單調(diào)重復的特點，同時還有助于記錄并完整復現(xiàn)當前的波形，以便經(jīng)驗總結和再次使用。
本發(fā)明的技術方案是這樣構成的，它包括遙控刺激控制裝置和刺激終端，所述的遙控刺激控制裝置包括刺激波形特征量生成裝置、接口電路、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、及模擬波形生成電路；所述的刺激波形特征量生成裝置通過接口電路與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊連接，實現(xiàn)生成刺激波形、將該刺激波形轉化成波形特征及地址數(shù)據(jù)后發(fā)送的功能；所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)控制電路與模擬波形生成電路連接，無線數(shù)據(jù)接收模塊具有接收波形特征及地址數(shù)據(jù)的功能，控制電路具有對接收的數(shù)據(jù)進行校驗解碼、并控制模擬波形生成電路生成對應的模擬脈沖波形的功能；所述的模擬波形生成電路的輸出端通過導線與刺激終端連接，實現(xiàn)輸出模擬脈沖波形的功能；所述的刺激終端為可安置在皮膚或皮膚下穴位或非穴位位置的導電體。
本發(fā)明在使用時，可將無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、模擬波形生成電路及刺激終端固定在動物身上、或人體身上，使它們隨動物或人體自由移動；或放置在動物附近、或人體附近。操作者通過刺激波形特征量生成裝置設置各種刺激波形特征參數(shù)后，將波形特征參數(shù)及地址數(shù)據(jù)通過接口電路發(fā)送到無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，經(jīng)過編碼后通過無線模式發(fā)射；通過無線數(shù)據(jù)接收模塊及控制電路對無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊發(fā)射的無線信號進行接收解碼并校驗，接著控制模擬波形生成電路產(chǎn)生對應具體的模擬脈沖波形電刺激信號；最后通過導線將該電刺激信號傳遞給刺激終端，對動物或人體進行電針刺激。
較之已有技術而言，本發(fā)明上述技術方案的有益效果是可在不接近受刺動物體或人體的狀態(tài)下，通過遙控控制方式對動物、或人體產(chǎn)生類似于針灸的電針刺激作用，從而既不影響動物、或人體的自由活動，又不對動物、或人體產(chǎn)生驚擾。
本發(fā)明上述技術方案的進一步改進在于所述的刺激波形特征量生成裝置為計算機，計算機內(nèi)設有用高級語言編寫的波形控制程序，該波形控制程序包括用于設置各種刺激波形參數(shù)的界面部分、用于生成可控或隨機波形的算法核心部分、以及用于將上述生成的波形保存和復現(xiàn)的后臺數(shù)據(jù)庫程序，所述算法核心部分具有可設置多頻率和多幅度任意組合的波形特征參數(shù)的功能。
采用計算機及其內(nèi)部設置的波形控制程序作為刺激波形特征量生成裝置，通過計算機進行遙控控制的方式，有利于調(diào)節(jié)產(chǎn)生更接近中醫(yī)醫(yī)生手動捻針刺激信號的多頻率和多幅度任意組合波形的刺激信號，從而克服機體易產(chǎn)生適應的問題，使得刺激效應持久有效；并可將治療和實驗的刺激過程中產(chǎn)生的刺激波形信號保存在計算機內(nèi)，以方便后續(xù)針刺科研和臨床研究時復現(xiàn)，滿足科學研究的需要。在臨床上，通過保存每次治療過程的刺激信號，有利于醫(yī)生對治療效果和病人反應做比較和分析，并可以對療效好的波形進行推廣。此外，醫(yī)生或科研人員還可通過一臺儀器控制多個刺激輸出，同時治療多個病人或同時刺激多只動物；這樣既提高了療效，又提高了醫(yī)生和科研人員的工作效率，使得針刺研究和針刺醫(yī)療的水平得到明顯的提升。
上述技術方案中的接口電路采用單片機完成，與計算機采用USB接口或RS-232C接口連接，并連接到無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊完成數(shù)據(jù)校驗和編碼。
為了便于發(fā)射和接收波形數(shù)據(jù)，上述無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊可采用無線電、或超聲波、或紅外線專用模塊；①采用無線電專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段發(fā)射數(shù)據(jù)；②采用紅外線專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，調(diào)制紅外線二極管以紅外線光強變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)；③采用超聲波專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，控制超聲波發(fā)射器以超聲波強度變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)。
上述無線數(shù)據(jù)接收模塊對應可采用無線電、或紅外線、或超聲波專用模塊；①采用無線電專用模塊時利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路進行校驗和處理；②采用紅外線專用模塊時利用紅外線專用模塊接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路進行校驗和處理；③采用超聲波專用模塊時利用超聲波模塊和濾波電路接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路進行校驗和處理。
上述技術方案中的模擬波形生成電路主要由可編程升壓電路、高壓電子開關組成，用于形成實際電刺激脈沖波形；控制電路對可編程升壓電路編程，以得到不同幅值的電壓；控制電路對高壓電子開關的通斷進行控制，以得到不同頻率和不同脈沖寬度的波形。
為了將接收信號轉化為電壓、頻率、脈沖寬度都可以調(diào)節(jié)的實際電刺激波形，上述所述模擬波形生成電路采用開關電路PWM調(diào)壓的方法對可編程升壓電路的電壓進行控制，并根據(jù)PWM控制波形的持續(xù)時間決定可編程升壓電路輸出高電平的時間；采用電容儲能，并使電容通過三極管短路放電的方法，實現(xiàn)脈沖高電平的持續(xù)獲得和下降沿時刻迅速斬波，從而得到電壓、頻率、脈沖寬度都可以調(diào)節(jié)的電刺激波形。
由上述模擬波形生成電路形成的實際電刺激脈沖波形的參數(shù)為頻率范圍0-1000Hz，且每Hz可變；輸出脈沖幅值0-30伏，0.5V步進可變；脈沖寬度0-1000毫秒，1ms步進可變。
為了便于動物隨身攜帶或放置在病人身邊，刺激終端是體積為1mm3-50mm3的導電體。所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、模擬波形生成電路均為微型部件，其重量為被刺激的動物體或人體的1/4-1/4000，體積小于5×6×8cm3。
動物攜帶方式可以是多樣的，例如可以用松緊帶系于大鼠背部或粘貼在動物的頸背部以及其他不易被動物撥動的部位。
在動物實驗方面應用時，2個刺激終端可事先安置在相鄰或遠隔的欲刺激穴位(部位)的皮下部位或皮膚，如果采用預埋，經(jīng)過微創(chuàng)手術幾天的愈合期后安置部位可完全無異樣感，微創(chuàng)手術在醫(yī)學上是成熟而簡單的。在對病人針刺治療時，使用時可與現(xiàn)有的電針刺激儀器一樣，將刺激終端直接刺入2個相鄰或遠隔的不同的穴位(部位)。模擬波形生成電路輸出端采用導線與刺激終端的導線相連。
正式針刺時，如果針刺對象是動物，就可不需要撲捉和固定動物，也不需強制固定或麻醉動物，而是通過遙控發(fā)出刺激信號，避免了對動物的騷擾驚嚇；由于刺激的控制在計算機，且是遙控的，因此刺激時以及刺激過程中實驗者都可不接近動物或受針刺人體，可避免不必要的驚擾；由于刺激信號可從微弱開始逐漸加大，因此刺激過程可以很平穩(wěn)。
圖1是本發(fā)明的工作原理示意圖；圖2是接口電路及無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊整機電路圖；圖3是無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、及模擬波形生成電路整機電路圖；圖4是模擬波形生成電路原理示意圖；圖5是刺激終端的示意圖。
具體實施方式下面結合和具體實施方式
對本
發(fā)明內(nèi)容
進行詳細說明如圖1所示，本發(fā)明包括遙控刺激控制裝置和刺激終端2，所述的遙控刺激控制裝置包括刺激波形特征量生成裝置11、接口電路12、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊13、無線數(shù)據(jù)接收模塊14、控制電路15、及模擬波形生成電路16；所述的刺激波形特征量生成裝置11通過接口電路12與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊13連接，實現(xiàn)生成刺激波形、將該刺激波形轉化成波形特征及地址數(shù)據(jù)后發(fā)送的功能；所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊14經(jīng)控制電路15與模擬波形生成電路16連接，無線數(shù)據(jù)接收模塊14具有接收波形特征及地址數(shù)據(jù)的功能，控制電路15具有對接收的數(shù)據(jù)進行校驗解碼、并控制模擬波形生成電路16生成對應的模擬脈沖波形的功能；所述的模擬波形生成電路16的輸出端通過導線21與刺激終端2連接，實現(xiàn)輸出模擬脈沖波形的功能；所述的刺激終端2為可安置在皮膚或皮膚下穴位或非穴位位置的導電體。
所述刺激波形特征量生成裝置11為計算機(也可以為單片機控制裝置)，計算機內(nèi)設有用高級語言編寫的波形控制程序，該波形控制程序包括用于設置各種刺激波形參數(shù)的界面部分、用于生成可控或隨機波形的算法核心部分、以及用于將上述生成的波形保存和復現(xiàn)的后臺數(shù)據(jù)庫程序，所述算法核心部分具有可設置多頻率和多幅度任意組合的波形特征參數(shù)的功能。使用時，通過鍵入?yún)?shù)或選擇由計算機獲得的偽隨機數(shù)，通過參數(shù)自適應調(diào)整而得到可控的或隨機的多頻率和多幅度組合波形的具體波形數(shù)據(jù)。計算機上可實現(xiàn)同時發(fā)出多道不同或相同的波形數(shù)據(jù)。
具體應用時，可采用高級程序語言編寫用于控制和產(chǎn)生波形的專用計算機軟件，實現(xiàn)下述功能①可通過圖形化界面設置與刺激波形相關的參數(shù)，包括頻率、電壓、脈沖寬度等波形數(shù)據(jù)特征，合成多頻率和多幅度組合的任意可控波形數(shù)據(jù)。
②或者選擇由計算機軟件生成多頻率和多幅度組合的任意隨機波形數(shù)據(jù)，該波形數(shù)據(jù)最終可在模擬波形生成電路得到實際電刺激脈沖波形。
③對手動設置或隨機生成的波形數(shù)據(jù)進行記錄，根據(jù)臨床治療或實驗要求嚴格復現(xiàn)。
④可同時生成多個不同或相同的波形數(shù)據(jù)，控制多路被遙控的電針刺激終端。
上述接口電路12采用單片機，該單片機與計算機11采用USB接口或RS-232C接口(個人計算機標準串行接口)連接，并連接到無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊13完成數(shù)據(jù)校驗和編碼。
所述無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊13可采用無線電、或超聲波、或紅外線專用模塊；①采用無線電專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段發(fā)射數(shù)據(jù)(如圖2中U4和RF部分。nRF905電路是Nordic Semiconductor公司生產(chǎn)的集成無線數(shù)據(jù)通信芯片，它主要是用來在433/900MHz頻段完成短距離數(shù)據(jù)通信。GFSK形式表示高斯頻率鍵控，特征是對進行頻移鍵控的調(diào)制信號先進行高斯濾波來獲得更加緊湊的頻譜。IMS頻段表示“工業(yè)/醫(yī)學/科學”頻段)。
②采用紅外線專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，調(diào)制紅外線二極管以紅外線光強變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)；③采用超聲波專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，控制超聲波發(fā)射器以超聲波強度變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)。
上述無線數(shù)據(jù)接收模塊14可采用無線電、或紅外線、或超聲波專用模塊；無線接收模塊接收波形特征及地址數(shù)據(jù)后，在控制電路內(nèi)部對數(shù)據(jù)進行校驗從而確認波形數(shù)據(jù)的有效性，然后控制電路15再根據(jù)波形特征量對模擬波形生成電路16進行控制，使其發(fā)出對應的模擬脈沖波形；①采用無線電專用模塊時利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路15進行校驗和處理(如圖3中U4和RF部分)；②采用紅外線專用模塊時利用紅外線專用模塊接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路15進行校驗和處理；③采用超聲波專用模塊時利用超聲波模塊和濾波電路接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路15進行校驗和處理。
所述模擬波形生成電路16主要由可編程升壓電路16.1、高壓電子開關16.2組成(如圖4所示)，用于形成實際電刺激脈沖波形；控制電路15可對可編程升壓電路編程，以得到不同幅值的電壓；控制電路15可對高壓電子開關的通斷進行控制，以得到不同頻率和不同脈沖寬度的波形。由所述模擬波形生成電路16形成的實際電刺激脈沖波形的參數(shù)為頻率范圍0-1000Hz，且每Hz可變；輸出脈沖幅值0-30伏，0.5V步進可變；脈沖寬度0-1000毫秒，1ms步進可變。
所述模擬波形生成電路16采用開關電路PWM調(diào)壓的方法對可編程升壓電路16.1的電壓進行控制，并根據(jù)PWM控制波形的持續(xù)時間決定可編程升壓電路輸出高電平的時間；采用電容儲能，并使電容通過三極管短路放電的方法，實現(xiàn)脈沖高電平的持續(xù)獲得和下降沿時刻迅速斬波，從而得到電壓、頻率、脈沖寬度都可以調(diào)節(jié)的電刺激波形。因此對于其他的通過改變可編程升壓電路是否工作、升壓幅值調(diào)整、外接電路的通斷和短路，來獲得預期電刺激脈沖的方法，都屬于本方法的各種具體應用，在此提出保護要求。
如圖3所示，由三極管Q3和電感L1、二極管D4、電容Cx組成bost升壓電路；三極管A2、電阻R14、電容C15構成PWM驅動級和波形加速電路；波形特征量接收部分的控制電路15(單片機)通過更改激勵的PWM波形的脈沖寬度調(diào)制電壓輸出，得到不同幅值的電壓。由單片機調(diào)整PWM波形的脈沖持續(xù)時間以調(diào)制電刺激脈沖的寬度，同時在刺激高電平結束后通過Q5對儲能電容的放電完成瞬間斬波，實現(xiàn)電位迅速回零，從而得到不同頻率和不同脈沖寬度的波形。由單片機提供PWM波用于控制形成實際電刺激脈沖波形；單片機控制PWM的輸出時間間隔完成電刺激脈沖頻率的調(diào)制。
上述刺激終端2是體積為1mm3-50mm3的導電體，導電體可以是各種形狀的，其形狀可以是圓球體形、橢圓球體形、或柱形等，通用形狀是球體形狀。刺激終端可直接刺入或植入穴位或刺激部位皮下。與模擬波形生成電路15的輸出端通過導線21連接，實現(xiàn)刺激信號傳送到刺激部位。導線外部包有絕緣材料。
所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊14、控制電路15、模擬波形生成電路16均為微型部件，外形上可以結合為一整體，其重量為被刺激的動物體或人體的1/4-1/4000，體積小于5×6×8cm3。
下面提供一個具體應用實例進行說明實施例1由刺激波形特征量生成裝置11、接口電路12、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊13、無線數(shù)據(jù)接收模塊14、控制電路15、模擬波形生成電路16、及刺激終端組成，各部分分別如下(1)刺激波形特征量生成裝置采用可視化C++語言編寫界面及控制程序，界面上可以通過輸入對話框設置波形得頻率10bit、脈沖寬度(百分比形式，可自動計算出對應脈沖寬度的實際值)10bit、脈沖幅度6bit、本設置延續(xù)時間14bit，每次設置共生成5個字節(jié)的波形特征數(shù)據(jù)，可實現(xiàn)多組不同設置的組合波形設置；軟件界面可為手繪波形直接輸入。當選擇由計算機決定某些參數(shù)隨機設置時，采用偽隨機函數(shù)通過時間因子獲取設定范圍內(nèi)的偽隨機數(shù)，作為該次設置的波形特征數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)以數(shù)組的形式暫時存放于內(nèi)存之中，當所有設置完成后點擊確認計算機將自動保存該設定波形到磁盤以便日后調(diào)用，同時通過USB接口電路發(fā)送波形特征數(shù)據(jù)、以及電針儀編號(地址信息)到無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊。
(2)接口電路和無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊采用USB-UART集成芯片(如PL2003)完成USB-單片機接口的電平、數(shù)據(jù)格式等轉換，單片機接收到數(shù)據(jù)后即進行數(shù)據(jù)完整性分析，如數(shù)據(jù)錯誤，返回錯誤信息給計算機軟件顯示于屏幕，同時發(fā)出錯誤提示音；如數(shù)據(jù)正確則發(fā)送，指示燈亮起并進行無線數(shù)據(jù)封裝，根據(jù)采用的無線數(shù)據(jù)傳輸方式的不同數(shù)據(jù)，封裝略有區(qū)別，目的都是為了進行容錯編碼如CRC校驗算法等。單片機再把編碼后的波形數(shù)據(jù)傳遞給無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊。無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊，可采用無線電、超聲波、紅外線等專用模塊。本例是無線電方式的發(fā)送和接收實例。
如圖2是接口電路和無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊整機電路圖。圖中U1為PL2003USB-232接口芯片，完成USB和單片機U4的通信，U4采用AT Mega8單片機完成數(shù)據(jù)編碼及發(fā)送的功能，電路中一個蜂鳴器作為提示音指示，2個LED作為功能/狀態(tài)指示，一個復位按鍵，一個功能擴展按鍵。該圖為采用nRF905無線電模塊的無線方式。
(3)無線數(shù)據(jù)接收模塊和控制電路采用專用模塊接收無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊發(fā)送的波形數(shù)據(jù)量，并對其進行數(shù)據(jù)解包和校驗。對于錯誤的數(shù)據(jù)不予處理，同時讓工作指示燈和信號指示燈繼續(xù)保持熄滅，并發(fā)出錯誤提示音；對于正確的數(shù)據(jù)，通過輸出不同的PWM波和開關信號，對模擬波形生成電路發(fā)出電壓控制和頻率脈沖等相關指令，在數(shù)據(jù)正確的情況下信號指示燈閃爍2次，在模擬波形生成電路工作時工作指示燈亮。
(4)模擬波形生成電路采用改良型bost升壓電路完成高壓形成，通過更改PWM波形的脈沖寬度調(diào)制電壓輸出，通過PWM波形的脈沖持續(xù)時間完成電刺激脈沖寬度的調(diào)制，通過對儲能電容的放電完成瞬間斬波，通過控制PWM的輸出間隔時間完成電刺激脈沖頻率的調(diào)制，從而得到電壓幅值、頻率、脈沖寬度都可調(diào)整的電刺激脈沖。
如圖3所示為無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、及模擬波形生成電路整機電路圖，圖中U4為AT Mega8單片機，完成數(shù)據(jù)解碼、校驗斤毫及控制后繼電路輸出對應波形的功能，電路中一個蜂鳴器作為提示音指示，2個LED作為功能/狀態(tài)指示，一個復位按鍵，一個功能擴展按鍵，另外有2路A/D輸入用于擴展功能，電路中Q3和外圍電路構成自激升壓模塊，A2和Q5構成高壓電子開關完成脈沖波形生成。該圖為采用nRF905無線電模塊的無線方式。
(5)刺激終端采用金屬或非金屬的導電體為材料，其形狀體積可以是圓形、橢圓形、柱形等多種形狀不限制的導電體。體積為1mm3-50mm3，該導電體與外包絕緣材料的導線相連(如圖5)，導線端的一端與刺激端相連，另一端末端無包裹絕緣材料，可與模擬波形生成電路的輸出端相連。使用時，刺激端可以埋置于皮膚下或粘貼在皮膚表面，導線端從模擬波形生成電路的輸出端接收刺激信號。
權利要求
1.一種可植入遙控電針刺激儀，其特征在于它包括遙控刺激控制裝置和刺激終端(2)，所述的遙控刺激控制裝置包括刺激波形特征量生成裝置(11)、接口電路(12)、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊(13)、無線數(shù)據(jù)接收模塊(14)、控制電路(15)、及模擬波形生成電路(16)；所述的刺激波形特征量生成裝置(11)通過接口電路(12)與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊(13)連接，實現(xiàn)生成刺激波形、將該刺激波形轉化成波形特征及地址數(shù)據(jù)后發(fā)送的功能；所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊(14)經(jīng)控制電路(15)與模擬波形生成電路(16)連接，無線數(shù)據(jù)接收模塊(14)具有接收波形特征及地址數(shù)據(jù)的功能，控制電路(15)具有對接收的數(shù)據(jù)進行校驗解碼、并控制模擬波形生成電路(16)生成對應的模擬脈沖波形的功能；所述的模擬波形生成電路(16)的輸出端通過導線(21)與刺激終端(2)連接，實現(xiàn)輸出模擬脈沖波形的功能；所述的刺激終端(2)為可安置在皮膚或皮膚下穴位或非穴位位置的導電體。
2.根據(jù)權利要求
1所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述刺激波形特征量生成裝置(11)為計算機，計算機內(nèi)設有用高級語言編寫的波形控制程序，該波形控制程序包括用于設置各種刺激波形參數(shù)的界面部分、用于生成可控或隨機波形的算法核心部分、以及用于將上述生成的波形保存和復現(xiàn)的后臺數(shù)據(jù)庫程序，所述算法核心部分具有可設置多頻率和多幅度任意組合的波形特征參數(shù)的功能。
3.根據(jù)權利要求
2所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述接口電路(12)采用單片機，該單片機與計算機(11)采用USB接口或RS-232C接口連接，并連接到無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊(13)完成數(shù)據(jù)校驗和編碼。
4.根據(jù)權利要求
3所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊(13)可采用無線電、或超聲波、或紅外線專用模塊；①采用無線電專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段發(fā)射數(shù)據(jù)；②采用紅外線專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，調(diào)制紅外線二極管以紅外線光強變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)；③采用超聲波專用模塊時接口電路傳來的電子信號經(jīng)過單片機編碼處理后，控制超聲波發(fā)射器以超聲波強度變化的方式發(fā)射數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求
4所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述無線數(shù)據(jù)接收模塊(14)可采用無線電、或紅外線、或超聲波專用模塊；①采用無線電專用模塊時利用nRF905電路以GFSK形式在IMS頻段接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路(15)進行校驗和處理；②采用紅外線專用模塊時利用紅外線專用模塊接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路(15)進行校驗和處理；③采用超聲波專用模塊時利用超聲波模塊和濾波電路接收波形特征及地址數(shù)據(jù)，并傳遞給控制電路(15)進行校驗和處理。
6.根據(jù)權利要求
1-5中任一項所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述模擬波形生成電路(16)主要由可編程升壓電路(16.1)、高壓電子開關(16.2)組成，用于形成實際電刺激脈沖波形；控制電路(15)對可編程升壓電路編程，以得到不同幅值的電壓；控制電路(15)對高壓電子開關的通斷進行控制，以得到不同頻率和不同脈沖寬度的波形。
7.根據(jù)權利要求
6所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述模擬波形生成電路(16)采用開關電路PWM調(diào)壓的方法對可編程升壓電路(16.1)的電壓進行控制，并根據(jù)PWM控制波形的持續(xù)時間決定可編程升壓電路輸出高電平的時間；采用電容儲能，并使電容通過三極管短路放電的方法，實現(xiàn)脈沖高電平的持續(xù)獲得和下降沿時刻迅速斬波，從而得到電壓、頻率、脈沖寬度都可以調(diào)節(jié)的電刺激波形。
8.根據(jù)權利要求
6所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述模擬波形生成電路(16)形成的實際電刺激脈沖波形的參數(shù)為頻率范圍0-1000Hz，且每Hz可變；輸出脈沖幅值0-30伏，0.5V步進可變；脈沖寬度0-1000毫秒，1ms步進可變。
9.根據(jù)權利要求
1-5中任一項所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于刺激終端(2)是體積為1mm3-50mm3的導電體。
10.根據(jù)權利要求
1-5中任一項所述的可植入遙控電針刺激儀，其特征在于所述的無線數(shù)據(jù)接收模塊(14)、控制電路(15)、模擬波形生成電路(16)均為微型部件，其重量為被刺激的動物體或人體的1/4-1/4000，體積小于5x6x8cm3。
專利摘要
本發(fā)明涉及可植入遙控電針刺激儀，其特征在于它包括遙控刺激控制裝置和刺激終端，遙控刺激控制裝置包括刺激波形特征量生成裝置、接口電路、無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊、無線數(shù)據(jù)接收模塊、控制電路、及模擬波形生成電路；刺激波形特征量生成裝置通過接口電路與無線數(shù)據(jù)發(fā)射模塊連接；無線數(shù)據(jù)接收模塊經(jīng)控制電路與模擬波形生成電路連接；模擬波形生成電路的輸出端通過導線與刺激終端連接；刺激終端為導電體。本發(fā)明可遙控地控制電針刺激過程，從而既可使操作者在不靠近受針刺對象的情況下實施針刺，而不驚擾受針刺對象，又有利于根據(jù)需要調(diào)節(jié)刺激波形和強度，生成多頻率和多幅度任意組合波形的刺激信號，同時還有助于記錄并完整復現(xiàn)當前的波形。
文檔編號A61H39/00GK1994491SQ200610135399
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月28日
發(fā)明者黃曉卿, 鄭忠楷 申請人:黃曉卿, 鄭忠楷導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan