專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)輸出變壓器恒流型電刺激器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療用的電刺激器。具體地說(shuō)，涉及的是一種無(wú)輸出變壓器的醫(yī)用電刺激器。更具體地說(shuō)，涉及的是一種無(wú)輸出變壓器恒流型袖珍電療器或電針麻器。
常用電療器、針麻儀等電刺激器，一般都有一只由硅鋼片疊成的低頻變壓器，它或是作為間隙振蕩變壓器經(jīng)升壓后直接輸出，或是作為輸出變壓器升壓后輸出。例如，G6805型治療儀(滬Q/W S2-747-80)即采用這樣的輸出變壓器。在現(xiàn)有技術(shù)中，還可以羅列一些電刺激器，如BT701電麻儀(滬Q/yyx-1109-82);DZ12針麻儀(滬Q/W S2-748-80);DZ22綜合電針儀(滬Q/W S2-750-80)等等，一般都是由變壓器的一個(gè)升壓繞組輸出一個(gè)需要的電壓來(lái)達(dá)到治療或麻醉的目的。由此，容易帶來(lái)下述的一些不足之處。
首先，變壓器升壓繞組的圈數(shù)較多，對(duì)絕緣也有較高的要求，因而要縮小該變壓器的體積就比較困難。這樣，電刺激器的小型化，特別是薄型袖珍化便難以做到。而且，變壓器的生產(chǎn)速度慢，成本也相應(yīng)見(jiàn)高。
其次，為了減小變壓器的變壓比，常采用較高的電源電壓，例如采用價(jià)格較高的9伏電池。由于多數(shù)產(chǎn)品的電路在空載時(shí)仍消耗較大的電能，故而電池的使用壽命縮短，電刺激器的效率亦低。
再則，在采用電池供電的產(chǎn)品電路中，當(dāng)電池電壓降低時(shí)，輸出的電壓幅度會(huì)明顯受到影響，因而輸出的電壓幅度和產(chǎn)生的電刺激強(qiáng)度不穩(wěn)定。
在臨床應(yīng)用中，現(xiàn)有的多數(shù)產(chǎn)品都是以輸出電壓幅度和電壓波形為其主要技術(shù)參數(shù)。但是，人體的阻抗是一個(gè)難以嚴(yán)格確定的值。在進(jìn)行電刺激醫(yī)療過(guò)程中，實(shí)際流過(guò)人體的電流因不同的人、不同的部位、不同的體位以及電極對(duì)人體接觸的不同狀況而發(fā)生變化。當(dāng)輸出的電壓幅度不變時(shí)，流過(guò)人體的電流強(qiáng)度仍會(huì)因人體阻抗變化而發(fā)生變化。流過(guò)人體的電流強(qiáng)度決定了對(duì)人體的電刺激強(qiáng)度，電流強(qiáng)度的上述不穩(wěn)便會(huì)造成對(duì)人體電刺激強(qiáng)度不穩(wěn)定。
本發(fā)明人基于上述對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)識(shí)和分析，得出了這樣一些結(jié)論，即，電刺激的輸出應(yīng)該以通過(guò)人體的電流波形為技術(shù)依據(jù)。這就是說(shuō)，電刺激器應(yīng)是一種能對(duì)人體產(chǎn)生電流波形的、不受人體阻抗變化影響的恒流源裝置。但是，就發(fā)明人所知，目前在現(xiàn)有技術(shù)中尚找不到這樣的恒流型電刺激器。
本發(fā)明的目的之一就是提供一種恒流型電刺激裝置，它產(chǎn)生電刺激的輸出是以通過(guò)人體的穩(wěn)定的電流波形為技術(shù)依據(jù)，從而對(duì)人體產(chǎn)生一種或多種電流波形的恒流電刺激，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中由電壓幅度和電壓波形輸出造成電刺激強(qiáng)度的不穩(wěn)定性，提高臨床治療效果。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是在上述輸出電刺激強(qiáng)度穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，大大縮小整個(gè)裝置的體積和重量，實(shí)現(xiàn)電刺激器的薄型袖珍化，以對(duì)使用和攜帶都帶來(lái)很大方便，與此同時(shí)，整個(gè)裝置的成本也在相當(dāng)程度上得到降低。生產(chǎn)速度大大提高。
本發(fā)明再有一個(gè)目的是降低整機(jī)功耗，提高電源電池的可利用性和延長(zhǎng)其使用壽命。
本發(fā)明上述目的以及其它的一些目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從下文的詳細(xì)說(shuō)明中看得更充分、更清楚。
本發(fā)明的目的是通過(guò)提供包括一具有良好輸出特性的高阻抗無(wú)輸出變壓器恒流輸出電路、一升壓電路以及一輸出控制波形發(fā)生電路的電刺激裝置來(lái)達(dá)到的。
現(xiàn)在參照附

圖1來(lái)對(duì)本發(fā)明加以說(shuō)明。本發(fā)明的電刺激裝置是通過(guò)它包含的高阻抗無(wú)變壓器輸出電路[1]，在輸出控制波形發(fā)生電路[2]的控制下，以一定的頻率和波形，例如臨床要求約2赫茲到150赫茲左右的矩形波，對(duì)人體施加一個(gè)由電壓升壓電路[3]提供的足夠高的電壓，譬如約20伏至70伏左右，較優(yōu)選的是約50～60伏左右的電壓，從而產(chǎn)生一個(gè)流過(guò)人體的恒定電流脈沖和穩(wěn)定的電刺激強(qiáng)度。這個(gè)恒定的電流輸出不隨人體阻抗變化而變化，因?yàn)楸景l(fā)魃鮮鍪涑齙緶穂1]具有輸出阻抗相對(duì)于人體阻抗來(lái)說(shuō)要大三個(gè)數(shù)量級(jí)，人體阻抗變化幾乎可以忽略不計(jì)。因此，本發(fā)明的電刺激裝置或電刺激器是恒流型的。其電流的最大值可根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定或調(diào)節(jié)在約0～45毫安左右的范圍。又由于本發(fā)明提供的高阻抗輸出電路[1]為無(wú)變壓器輸出電路，從而使整個(gè)裝置的體積和重量，特別是厚度大大縮小，制造成本降低，使本發(fā)明電刺激器的薄型袖珍化得以實(shí)現(xiàn)。另一方面，又由于本發(fā)明的無(wú)變壓器輸出電路[1]和升壓電路[3]等的空載電流很小，從而提高了整機(jī)的效率和電源電池的利用率，延長(zhǎng)了電池的使用壽命。按照本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)特征，本發(fā)明提供的升壓電路[3]在低壓電源，例如3伏電源在供電下，可以產(chǎn)生足夠高的電壓，例如20伏至70伏左右，較可取的是50～60伏左右，又由于輸出電路[1]具有相當(dāng)大的輸出阻抗，于是對(duì)人體輸出而流過(guò)人體的電流強(qiáng)度就能保持基本恒定不變，例如波動(dòng)在百分之十左右的范圍內(nèi)，因?yàn)槿梭w阻抗的變化對(duì)這個(gè)相當(dāng)大的輸出阻抗來(lái)說(shuō)，其影響可以忽略不計(jì)。這樣，本發(fā)明電刺激裝置就克服了電刺激強(qiáng)度不穩(wěn)定這個(gè)因素，提高了臨床治療效果。
按照本發(fā)明的一個(gè)可供選擇的特征，本發(fā)明還可以通過(guò)有選擇地提供一種輸出電流調(diào)節(jié)電路[4]來(lái)調(diào)節(jié)所需輸出電流的大小，從而調(diào)節(jié)為達(dá)到不同治療效果的電刺激強(qiáng)度。另一方面，更有利的是，當(dāng)電池電壓從2×1.6伏降低到2×1.1伏左右時(shí)，通過(guò)電流調(diào)節(jié)電路[4]的調(diào)節(jié)，可以使最大輸出電流都能保持在臨床要求所設(shè)定的范圍，例如0～45毫安，較可取的約為30～40毫安。這樣就達(dá)到了提高電池的利用率和延長(zhǎng)使用壽命的目的。當(dāng)然，如果不必考慮電池壽命和它的經(jīng)濟(jì)性這樣的因素的話(huà)，本發(fā)明的裝置也可以略去或不采用電流調(diào)節(jié)電路[4]而使整機(jī)電路十分簡(jiǎn)單。另外，電流調(diào)節(jié)電路[4]也可以是各種波形的變換電路，這樣使本發(fā)明電刺激器可以輸出各種波形的電流，以便適合醫(yī)療臨床和科研等各種需要。
本發(fā)明包含的上述升壓電路[3]，可以設(shè)計(jì)成非常簡(jiǎn)單的間歇振蕩器，其間歇振蕩變壓器的匝數(shù)不必很多就可以獲得高出電源3伏電壓近20倍的電壓。假如采用其它逆變器電路，也可以達(dá)到同樣的功能，只是其升壓變壓器匝數(shù)增加，體積將增大。另一方面采用間歇振蕩電路因其功率有限，當(dāng)輸出電路由于某種原因萬(wàn)一發(fā)生故障，如短路等故障時(shí)，提升的電壓就會(huì)因負(fù)載增加而下降，不會(huì)發(fā)生使接受治療者受到過(guò)度電刺激的危險(xiǎn)。
本發(fā)明包含的輸出控制波形發(fā)生電路[2]，可以用各種振蕩器來(lái)獲得對(duì)所需輸出電流的波形控制，例如三角波、矩形波、針形波、上升波或起伏波等等，只要用產(chǎn)生出來(lái)的波形去激勵(lì)輸出電路[1]中輸出晶體管的輸入端，就可以在輸出端獲得相應(yīng)的電流波形。譬如，為求簡(jiǎn)單起見(jiàn)，采用多諧振蕩器產(chǎn)生一種常用的矩形波，脈沖寬度設(shè)定為約425μs，頻率范圍在5～100次/秒，這在臨床上已足夠達(dá)到電療的作用。又例如，用ICM7556集成塊的時(shí)基電路，可以構(gòu)成脈沖頻率和脈寬都可調(diào)節(jié)的波形發(fā)生電路[2]，其頻率范圍在2～1000赫茲，脈寬在50μs～500μs范圍內(nèi)都可調(diào)節(jié)。
下文結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明電刺激裝置的實(shí)施例予以詳細(xì)說(shuō)明。
圖面的簡(jiǎn)單說(shuō)明如下圖1為本發(fā)明電刺激裝置的原理方框圖，其中[1]表示高阻抗輸出電路，[2]表示輸出波形發(fā)生電路;[3]表示升壓電路;[4]表示輸出電流調(diào)節(jié)電路;[5]表示輸出指示電路。虛線(xiàn)的聯(lián)接線(xiàn)表示可聯(lián)接亦可不聯(lián)接。
圖2為本發(fā)明的基本原理圖。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例1的整機(jī)線(xiàn)路圖，其中[Ⅰ]相應(yīng)于圖1中的[1];[Ⅱ]相應(yīng)于圖1中的[2];[Ⅲ]相應(yīng)于圖1中的[3];[Ⅳ]相應(yīng)于圖1中的[4];[Ⅴ]相應(yīng)于圖1中的[5]。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2的線(xiàn)路圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例3的線(xiàn)路圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例4的線(xiàn)路圖。
圖7為本發(fā)明實(shí)施例5的線(xiàn)路圖。
圖8為本發(fā)明實(shí)施例6的線(xiàn)路圖。
圖9為本發(fā)明實(shí)施例7的線(xiàn)路圖。
參照附圖2，對(duì)本發(fā)明電刺激器的基本原理加以進(jìn)一步說(shuō)明。由于晶體管技術(shù)已可使晶體管在共發(fā)射極狀態(tài)下，集電極的輸出阻抗做得相當(dāng)大。只要電源電壓足夠大，在基極電流不變的條件下，當(dāng)電極位置或人體阻抗有所變化時(shí)，流過(guò)人體的電流始終保持基本恒定不變，這就是所謂的恒流源。調(diào)節(jié)注入晶體管[T]基極的電流就可以改變流過(guò)人體的電流大小;采用不同波形的電流偏置，可以使人體得到不同電流波形的電刺激;如果這個(gè)電流偏置再以一定頻率的波形加以控制，例如用一定頻率的矩形波來(lái)控制，則輸出的電刺激將是具有一定頻率一定波形的穩(wěn)定的電流脈沖刺激。對(duì)照?qǐng)D1來(lái)看，晶體管[T]就相當(dāng)于高阻抗輸出電路[1];電源[E]相當(dāng)于升壓電路[3];而晶體管[T]的基極偏置則由輸出波形發(fā)生電路[2]來(lái)提供。這樣，就形成了本發(fā)明電刺激裝置的整機(jī)基本電路。
根據(jù)上述對(duì)本發(fā)明基本原理和方框圖的分析，本發(fā)明電刺激裝置可以完全達(dá)到縮小體積、減輕重量、降低電耗和穩(wěn)定輸出性能提高臨床治療效果的目的。以一般臨床要求的電療器來(lái)看，其輸出脈沖的寬度約在50～500μs范圍;頻率約為0.5～150赫茲，作電療時(shí)的電流強(qiáng)度不超過(guò)約45毫安。由于本發(fā)明電刺激器-電療器不用輸出變壓器、因此可以使其重量和體積，特制是厚度，大大縮小。根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)條件，本發(fā)明電刺激器可以做得與打火機(jī)差不多大小。又因其功耗低，所以能采用8號(hào)電池或者鈕扣電池供電?？紤]到采用電池的經(jīng)濟(jì)性和使用壽命，本發(fā)明電刺激器的一個(gè)實(shí)施例采用二節(jié)5號(hào)電池，則當(dāng)電源電壓從新電池的1.6伏降至1.1伏時(shí)，本發(fā)明仍能保持良好的工作狀態(tài)。本發(fā)明電刺激的空載電流可做到小于5毫安，最小可作到0.5毫安數(shù)量級(jí)，所以電池的使用壽命較長(zhǎng)。
現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1圖3所示為本發(fā)明電刺激器整機(jī)電路的一個(gè)實(shí)施例。圖中分別以[Ⅰ]、[Ⅱ]、[Ⅲ]和[Ⅳ]來(lái)表示圖1中的高阻抗恒流輸出電路[1]、輸出波形發(fā)生電路[2]、升壓電路[3]和輸出電流調(diào)節(jié)電路[4]。另外，以[Ⅴ]來(lái)表示輸出指示電路[5]。
升壓電路[Ⅲ]包括一間歇振蕩器它是這樣工作的由于人體的阻抗一般正常時(shí)小于1KΩ，考慮到各種因素，假設(shè)負(fù)載約為1～2KΩ，則要達(dá)到最大刺激電流，較可取地設(shè)定為35mA，電源電壓E應(yīng)達(dá)到60伏左右。本實(shí)施例較可取地設(shè)定為54伏。由圖3可知，當(dāng)開(kāi)機(jī)之后，串連的穩(wěn)壓管D1D2(2×27V)截止，Q1在R2偏置下飽和導(dǎo)通，于是由R1C2Q2T1形成的間歇振蕩器開(kāi)始工作，選擇R1C2和T1等參數(shù)使振蕩頻率達(dá)到一定值，例如本實(shí)施例在圖3中的參數(shù)產(chǎn)生約8000赫茲的振蕩頻率。在振蕩過(guò)程中，每當(dāng)Q2由導(dǎo)通到突然截止時(shí)，其集電極會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高于電源電壓幾十倍的正脈沖。該脈沖經(jīng)D3向C3充電。當(dāng)C3兩端的電壓上升，達(dá)到54伏左右時(shí)，D1D2反向?qū)ǘ筈1反偏截止，Q2因無(wú)偏置而停振;當(dāng)C3兩端的電壓稍有降低時(shí)，D1D2又截止，Q1導(dǎo)通，Q2工作，使C3兩端電壓復(fù)又上升。因此，在C3兩端的電壓保持54伏而又不輸出的情況下，電路[Ⅲ]只有幾百微安的電流消耗。當(dāng)C3兩端輸出放電多了，即負(fù)載重了，間歇振蕩就連續(xù)進(jìn)行;負(fù)載輕了，就斷續(xù)進(jìn)行;無(wú)負(fù)載就幾乎不振蕩。這樣就大大降低了電耗，提高了電池的使用壽命。電路[Ⅲ]中的T1是用φ7×3.5mm的工字磁芯繞制的，所以體積相當(dāng)小。C3的耐壓約100伏左右，所以體積也不大。對(duì)所用的D1和D2的參數(shù)加以調(diào)整，就可以獲得不同提升電壓的值，例如達(dá)到20～70伏這樣的范圍，可根據(jù)需要而定。
輸出電流調(diào)節(jié)電路[Ⅳ]是這樣工作的為保證電源電池從2×1.6伏至2×1.1伏范圍內(nèi)最大輸出電流都能保持在臨床應(yīng)用的最佳范圍，例如30至35毫安左右，本實(shí)施例采用發(fā)光二極管LED的正向特性作穩(wěn)壓用，圖3中D5就是既作電源指示又作穩(wěn)壓之用的發(fā)光二極管。D5的正向壓降約1.8～1.9伏左右。本電路包括R8～R11、C6、D5、Q5和W2。調(diào)節(jié)W2即可調(diào)節(jié)輸出電流。當(dāng)W2滑動(dòng)臂調(diào)至LED(D5)正極端時(shí)，輸出電流最大;反之最小。C6為高頻旁路之用。本電路也可代之以可變換各種波形的電路，從而可以使本發(fā)明電刺激器輸出各種波形的電刺激電流。本電路還可以與微機(jī)技術(shù)相結(jié)合，以做成能任意設(shè)定電流波形的電刺激裝置。
本實(shí)施例的輸出波形發(fā)生電路[Ⅱ]是一種多諧振蕩器，包括Q3、Q4、C4、C5、R3～R7、W1和D4，其中W1為振蕩頻率調(diào)節(jié)，當(dāng)W1向增大阻值方向調(diào)節(jié)時(shí)，振蕩頻率降低;反之頻率升高。根據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)，本實(shí)施例的這個(gè)振蕩頻率范圍約為5～100赫茲左右，脈沖寬度約為425μs。本電路中的D4、R6是為改善輸出脈沖的波形特性而設(shè)。
本實(shí)施例的無(wú)輸出變壓器輸出電路[Ⅰ]包括R12、R13、Q6、Q7、Q8發(fā)射極、K2、J及D6。當(dāng)多諧振蕩器[Ⅱ]中的Q4集電極為正時(shí)，Q6飽和導(dǎo)通，Q7截止，無(wú)電流輸出經(jīng)過(guò)人體;當(dāng)Q4集電極為低電平時(shí)，Q5集電極電流注入Q7基極，使Q7有相應(yīng)的集電極電流，這就是說(shuō)，C3上的54伏電壓經(jīng)人體再經(jīng)Q7、Q8發(fā)射極放電。由于所選晶體管Q7形成具有良好的高阻抗輸出特性的無(wú)變壓器恒流輸出電路，(Q7相當(dāng)于圖2中的T)，從而就可以得到一個(gè)穩(wěn)定的電流輸出，即得到穩(wěn)定的電刺激強(qiáng)度。另外還可以看到，上述波形發(fā)生電路[Ⅱ]對(duì)輸出電路[Ⅰ]起了一種“波形控制”或者類(lèi)似于“開(kāi)關(guān)”的作用。故而采用任何產(chǎn)生類(lèi)似作用的電路，都可以達(dá)到同樣的功能。
本實(shí)施例提供了一個(gè)輸出指示電路[Ⅴ](可任意選用)，它包括Q8、R14、R15、C7和D7。當(dāng)輸出的脈沖電流流過(guò)Q8發(fā)射極時(shí)，電流就經(jīng)R14對(duì)C7充電，并經(jīng)R15使發(fā)光管D7(LED)燃亮;在脈沖過(guò)后，充在C7上的電壓經(jīng)R14R15繼續(xù)對(duì)D7放電，從而延長(zhǎng)了LED的導(dǎo)通時(shí)間，以便于觀察。通過(guò)對(duì)輸出電路中D6和R13的調(diào)節(jié)，可以調(diào)節(jié)D7燃亮的靈敏度。如果略去本輸出指示電路[Ⅴ]，只要重新調(diào)整一下最大輸出電流;這可以通過(guò)例如調(diào)節(jié)R10來(lái)達(dá)到，對(duì)整機(jī)性能不會(huì)產(chǎn)生任何不良影響。
用本實(shí)施例整機(jī)電路制成的袖珍電療器可以達(dá)到例如下述的一些性能輸出單向矩形脈沖電流，正負(fù)可變換;
頻率5～100Hz;
脈沖寬度425μs±25μs;
恒流輸出調(diào)節(jié)0～40mA;
最大輸出電壓50V;
電源直流3V，可用5號(hào)電池二節(jié);
電源指示有LED發(fā)光管指示;
輸出指示有或無(wú)LED發(fā)光管指示;
功率消耗當(dāng)負(fù)載為1KΩ，空載時(shí)小于5mA，100次/秒，40mA時(shí)，不大于35mA，30次/秒，20mA時(shí)，不大于15mA;
體積小于11.5×5.0×1.8cm3;
重量小于60克(不帶電池)。
實(shí)施例2圖4所示為本發(fā)明實(shí)施例2的電刺激器整機(jī)電路的簡(jiǎn)單型電路圖?？梢钥吹?，與實(shí)施例1比較，本實(shí)施例只包含高阻抗恒流輸出電路[1]、輸出控制波形發(fā)生電路[2]和升壓電路[3]這三個(gè)部分，而其整機(jī)性能基本上與實(shí)施例1一樣，完全可以達(dá)到恒流輸出性能穩(wěn)定。臨床治療效果好，以及電池使用壽命長(zhǎng)和體積小重量輕這些特點(diǎn)。本實(shí)施例上述這三部分電路基本上與實(shí)施例1所包含各部分電路的一樣。實(shí)際上本實(shí)施例比實(shí)施例1更省電，重量和體積也更小一些。
實(shí)施例3圖5所示為本⒚魘凳├ 的電刺激器采用集成塊的整機(jī)電路圖。
本實(shí)施例的升壓電路[3]的升壓值設(shè)計(jì)為48V，靜態(tài)時(shí)的電流值僅為0.3mA8輸出波形控制電路[2]采用555時(shí)基電路作多諧振蕩器，其頻率f由W1進(jìn)行調(diào)節(jié)
f ≈1.44(R3+RW1)C5]]>輸出為負(fù)脈沖，脈寬td＝0.7R4C5。調(diào)整R4值就可調(diào)整脈沖寬度。輸出的負(fù)脈沖由R5及穩(wěn)壓管D4穩(wěn)定在2.2伏左右，以保證在電池電壓變化時(shí)脈沖幅度基本穩(wěn)定。輸出脈沖電流的值由W2調(diào)節(jié)。輸出電路[1]仍為共發(fā)射極輸出。R8、R9為Q3、Q4的電流負(fù)反饋電阻。本電路仍采用3V電源，可用8號(hào)電池二節(jié)。時(shí)基電路采用扁平封裝結(jié)構(gòu)，可以使整機(jī)體積更為縮小。本實(shí)施例3可達(dá)到例如下述的一些性能輸出脈沖頻率2～100Hz，連續(xù)可調(diào);
輸出脈沖寬度0.45ms，0.3～0.5ms半可調(diào);
輸出脈沖電流0～35mA，連續(xù)可調(diào);
靜態(tài)電流不大于0.5mA;
中等強(qiáng)度輸出時(shí)整機(jī)電流不大于10mA;
最大輸出時(shí)整機(jī)電流不大于30mA;
電源DC3V，可用8號(hào)電池二節(jié);
體積70×36×12mm3;
重量小于35克(不帶電池)。
實(shí)施例4本發(fā)明實(shí)施例4由圖6所示，這是一種恒流特性更好的輸出電路[1]，可與任何形式的輸出波形控制電路[2]和升壓電路[3]組合成整機(jī)電路。由圖6可以看出，由于D2(LED)的正向穩(wěn)壓特性，使A點(diǎn)電壓約為+1.8V左右，在無(wú)正脈沖輸入時(shí)，Q1、Q2都截止，因而B(niǎo)點(diǎn)電壓高于A點(diǎn)，Q3亦截止，無(wú)電流輸出。當(dāng)正脈沖到來(lái)時(shí)，在D1的鉗位作用下使C點(diǎn)的脈沖電壓穩(wěn)定在2.4V左右(為電池電壓變化而設(shè))，射極跟隨器Q1及作為輸出晶體管Q3發(fā)射極恒流源的Q2導(dǎo)通，B點(diǎn)電壓相對(duì)A點(diǎn)下降，Q3導(dǎo)通，于是便有一由W設(shè)定的相應(yīng)的電流輸出。由于輸出晶體管Q3是處在共基極輸出狀態(tài)，且其發(fā)射極回路為一恒流源，所以該電路具有良好的恒流輸出特性。調(diào)節(jié)W滑動(dòng)臂至C端，調(diào)節(jié)R3的阻值就可以調(diào)整最大輸出電流值。
實(shí)施例5圖7所示為本發(fā)明電刺激器的另一種采用集成塊的控制波形發(fā)生電路[2]。它可以產(chǎn)生2～150Hz連續(xù)可調(diào)的脈沖波、疏密交替脈沖波和斷續(xù)脈沖波等需要的波形，其脈沖寬度可以調(diào)節(jié)，例如按電路中的參數(shù)可得到50μs～500μs。本實(shí)施例電路中，由1/2 IC2等組成多諧振蕩器電路，另1/2 IC2等組成單穩(wěn)態(tài)脈沖寬度調(diào)節(jié)電路。輸出的是正向脈沖波形。S1S2S3為模擬開(kāi)關(guān)，當(dāng)S3導(dǎo)通時(shí)，得到2～150Hz的連續(xù)脈沖振蕩。W4為頻率調(diào)節(jié)。IC1等組成的多諧振蕩器頻率為0.5～0.25Hz，由W1調(diào)節(jié)。當(dāng)S1、S2都導(dǎo)通時(shí)，由IC1輸出的矩形波交替地使IC2作疏波脈沖和密波脈沖振蕩。W2為密波頻率調(diào)節(jié)(約30～150Hz);W3為疏波頻率調(diào)節(jié)(約為5～30Hz)。當(dāng)只有S1導(dǎo)通時(shí)，則為斷續(xù)脈沖波振蕩。W5為脈沖寬度調(diào)節(jié)。IC1多諧振蕩器周期為T(mén)＝0.7×(R1+Rw1+2R2)×C1(秒);1/2 IC2多諧振蕩器周期為T(mén)＝0.7×RC3(秒)(其中R視S1～S3導(dǎo)通情況而定);1/2 IC2單穩(wěn)態(tài)電路脈沖寬度為td＝1.1×(R10+Rw5)×C5(秒)。
實(shí)施例6圖8所示為本發(fā)明電刺激器采用集成塊的升壓電路[3]。由7555時(shí)基電路組成多諧振蕩器。在接通電源后，因D1D2截止，Q1飽和導(dǎo)通，時(shí)基電路多諧振蕩器開(kāi)始工作，輸出一定寬度的負(fù)脈沖。Q2在負(fù)脈沖到來(lái)時(shí)導(dǎo)通，并使Q3飽和導(dǎo)通，L中的電流呈線(xiàn)性增長(zhǎng);在負(fù)脈沖結(jié)束時(shí)Q3截止，L中儲(chǔ)存的能量經(jīng)D3向C4充電，C4上的電壓上升至+54V，D1D2反向?qū)?，Q1截止，多諧振蕩器停振。Q1的導(dǎo)通程度決定了多諧振蕩器的頻率當(dāng)負(fù)載大時(shí)，振蕩頻率升高;反之則下降;在無(wú)負(fù)載時(shí)，振蕩器便基本無(wú)脈沖輸出。所以，本實(shí)施例的升壓電路為定脈寬調(diào)頻式的開(kāi)關(guān)電源。L的電感量可以相對(duì)取得小一些，有利于縮小電感L的體積。因?yàn)樨?fù)載電流不大，所以對(duì)輸出電壓的紋波要求也不高。電路中的D4為L(zhǎng)提供了一條反向通路，并且保護(hù)了晶體管Q3。
實(shí)施例7圖9所示為本發(fā)明電刺激器采用7556集成塊的整機(jī)電路的實(shí)施例。其中1/2ICM7556用于升壓電路[3];1/2ICM7556用于控制波形發(fā)生電路[2]。這樣用一塊集成塊做成兩個(gè)電路便可以進(jìn)一步縮小體積和重量，從而制成袖珍型或微型的電刺激器。
本發(fā)明的電刺激器，經(jīng)華東醫(yī)院等單位臨床試用，對(duì)55例病人包括落枕、扭傷及一些長(zhǎng)期勞傷病人甚至胃痛病人進(jìn)行理療，獲得顯著療效的達(dá)到90%左右，其余10%左右的病人都有不同程度的療效。因本發(fā)明電刺激器小巧省電攜帶方便且療效顯著，很受醫(yī)務(wù)人員和病人的歡迎。
本發(fā)明已結(jié)合上述實(shí)施例和附圖進(jìn)行詳細(xì)的描述，可以理解的是，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以作出各種改變而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求所提出的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療用電刺激器，其特征在于包括一高阻抗輸出電路[1]，一控制波形發(fā)生電路[2]和一升壓電路[3]，所述的高阻抗輸出電路[1]在所述的控制波形發(fā)生電路[2]的控制下，對(duì)人體以一定的頻率和波形輸出由所述的升壓電路[3]提供足夠高的電壓而產(chǎn)生的流過(guò)人體的恒定電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的輸出電路[1]采用無(wú)輸出變壓器電路，具有恒流輸出特性。
3.如權(quán)利要求2所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的控制波形發(fā)生電路[2]可以采用各種振蕩器來(lái)獲得控制所需輸出電流波形的各種波形，包括其頻率和脈沖寬度。
4.如權(quán)利要求3所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的控制波形發(fā)生電路[2]采用一種多諧振蕩器，產(chǎn)生一種常用的矩形波。
5.如權(quán)利要求3所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的控制波形發(fā)生電路[2]采用集成塊組成的電路，構(gòu)成脈沖頻率和波形以及脈沖寬度都可調(diào)節(jié)的控制波形發(fā)生電路。
6.如權(quán)利要求2所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的升壓電路[3]可以采用任何一種逆變振蕩器電路使低電源電壓提升到足以產(chǎn)生電刺激強(qiáng)度之脈沖電流的高電壓。
7.如權(quán)利要求6所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的升壓電路[3]采用的逆變器電路是一種間歇振蕩器，它利用所包括的穩(wěn)壓管導(dǎo)通和截止的作用而停止和開(kāi)始振蕩，從而維持所提升高電壓的恒定。
8.如權(quán)利要求6所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的升壓電路[3]采用集成塊時(shí)基電紛槌啥嘈癡竦雌鰨夢(mèng)妊構(gòu)艿紀(jì)ê徒刂溝淖饔枚Ｖ購(gòu)?fù)开暑a竦?，磦蝤维持所處V叩繆溝暮愣ā
9.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的電刺激器還包括一輸出電流調(diào)節(jié)電路[4]，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出的電流波形并保持在電源電池電壓降低時(shí)最大輸出電流仍能調(diào)節(jié)在最佳范圍。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，所述的電刺激器還包括一輸出指示電路[5]，以發(fā)光管來(lái)顯示病人受理療的強(qiáng)度。
11.如權(quán)利要求9所述的電刺激器，其進(jìn)一步特征在于，還包括一輸出指示電路[5]，以發(fā)光管來(lái)顯示病人受理療的強(qiáng)度。
全文摘要
一種醫(yī)療用的電刺激器，包括一高阻抗無(wú)變壓器輸出電路，一控制波形發(fā)生電路和一升壓電路。所述的高阻抗無(wú)變壓器輸出電路在所述的控制波形發(fā)生電路的控制下，以一定的頻率和波形，對(duì)人體輸出由所述升壓電路提供的足夠高的電壓而產(chǎn)生流過(guò)人體的恒定電流。所述電刺激器還可有選擇地包括一輸出電流調(diào)節(jié)電路和輸出指示電路。本發(fā)明的電刺激器提高了輸出電流產(chǎn)生電刺激強(qiáng)度的穩(wěn)定性，提高了臨床治療效果，并且實(shí)現(xiàn)了袖珍化和節(jié)省電池。
文檔編號(hào)A61N1/36GK1033443SQ8710743
公開(kāi)日1989年6月21日 申請(qǐng)日期1987年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月9日
發(fā)明者張賢放 申請(qǐng)人:張賢放