可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，由于在设备主体和电极片之间加入监测模块对电极片的接触状态进行判断，能够实现电极片是否空载的鉴别。即通过监测模块中的数据分析电路读取由信号拾取电路采集并转换的当前刺激信号的信息，根据输出电信号的电流幅度和/或电压幅度的强度大小，判断当前电极片是否连接到有效负载。本实用新型可基于上述是否空载的鉴别，实现动态监控患者治疗过程中电极片与人体的接触状态，在电极片松动导致脱落以及接触不良等情况下给出空载警告，辅助医护人员发现异常并进行纠正。
【专利说明】可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种神经肌肉电刺激装置，具体涉及一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备。

【背景技术】
[0002]功能性电刺激属于神经肌肉电刺激的范畴，是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序来刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，从而加强肌肉血液循环及营养供应，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。因此功能电刺激治疗临床主要应用于上运动神经元瘫痪、呼吸功能障碍、排尿功能障碍、特发性脊柱侧弯、肩关节半脱位等病症。
[0003]功能电刺激的主要治疗作用包括:1)代替或矫正肢体和器官已丧失的功能；2)在刺激神经肌肉的同时，也刺激传入神经，加上不断重复的运动模式信息，传入中枢神经系统，在皮层形成兴奋痕迹，逐渐恢复原有的运动功能。
[0004]如图1所示，现有的电刺激治疗设备主要包括设备主体中的电流发生器和计算单元，以及连接在电流发生器中的电极片。其中计算单元中设置模拟正常自主运动时相关肌肉活动时序的程序，程序控制电流发生器产生刺激信号的时序，刺激信号通过电极片作用于相关肌肉。电极片是功能性电刺激治疗中的重要部件，一般采用导电橡胶制成，通常正负两个电极片连接在电流发生器的输出端。当正负两个电极片分别与人体的不同部位接触时，在电极片之间通过有效刺激信号，正负电极片之间的人体形成负载回路，完成刺激信号与人体的耦合。
[0005]由于电极片一般采用物理固定的方式形成与皮肤的直接接触，当开始电刺激治疗时，设备主体并不能掌握实际电极片的质量以及输出刺激信号的情况，进而无法掌握刺激信号与人体的耦合效果。这时，即使两个电极片损坏或者没有实际连接任何负载，设备主体也会仍然不断输出电信号，并错误地将异常情况计算在有效治疗剂量之内。因此现有技术的电刺激治疗设备不能鉴别电极片与外部负载(人体)的接触情况，也无法识别电极片脱落、损坏等异常情况，而这些异常情况会对治疗效果带来严重干扰。
实用新型内容
[0006]本实用新型针对现有技术的缺陷，提出一种可实时的对电刺激治疗设备外部电极片与外部负载(人体)的接触情况进行鉴别，判断当前电极片是否与外部负载处于良好接触状态，给出电极片脱落、损坏的警示信息的可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备。本实用新型能够辅助医护人员对电刺激治疗过程中异常情况进行及时处理，并给出治疗有效剂量的定量分析结果。
[0007]本实用新型的技术方案如下:
[0008]一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，包括相互连接的设备主体和正、负两个电极片，所述设备主体向所述电极片输出刺激信号，所述设备主体、电极片和人体之间形成负载回路，其特征在于:它还包括连接在所述设备主体电信号输出接口与所述电极片之间的监测模块；所述监测模块包括信号拾取电路和数据分析电路，所述信号拾取电路连接所述设备主体的刺激信号输出端，采集所述刺激信号的电流幅度和/或电压幅度并进行模数转换，所述拾取电路的输出端连接所述数据分析电路；所述数据分析电路基于所述电流幅度和/或电压幅度分析当前刺激信号强度，并判断所述电极片与人体的接触状态；所述数据分析电路向所述设备主体输出包括当前接触状态、刺激信号强度的数据。
[0009]所述信号拾取电路包括一组并联的第一光稱合器和第二光稱合器。
[0010]所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阳极相连并同时连接一所述电极片；所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阴极连接并同时连接所述设备主体的刺激信号输出端；所述第一光耦合器的集电极分别连接第二光耦合器的集电极和一基准电压，所述第二光耦合器的集电极还连接数据分析电路的信号输入端；所述第一光耦合器和第二光耦合器的发射极连接并同时接地。
[0011]所述信号拾取电路对刺激信号的采集和转换过程包括:当所述负载回路处于闭合状态时，流经所述信号拾取电路的电流大于所述第一光耦的开启电流阈值，所述第二光耦合器的集电极向所述数据分析电路输出逻辑O电平，所述数据分析电路监测到的所述第二光耦合器的输出应呈现为与所述刺激信号的频率相同的方波形式，所述数据分析电路作出所述电极片的当前接触状态为良好的判断；当所述负载回路处于开路或者间断开路状态时，流经所述信号拾取电路的电流小于所述第一光耦的关断电流，所述第二光耦合器的集电极向所述数据分析电路输出逻辑I电平，所述数据分析电路监测到的所述第二光耦合器的输出应呈现为零或者不均匀的方波形式，所述数据分析电路作出所述电极片的当前接触状态为空载的判断。
[0012]所述数据分析电路为处理器或FPGA。
[0013]所述设备主体中设置用于显示包括所述当前接触状态、刺激信号强度和空载警告的数据的显示器。
[0014]本实用新型的技术效果如下:
[0015]本实用新型的可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，由于在设备主体和电极片之间加入监测模块对电极片的接触状态进行判断，能够实现电极片是否空载的鉴别。即通过监测模块中的数据分析电路读取由信号拾取电路采集并转换的当前刺激信号的信息，根据输出电信号的电流幅度和/或电压幅度，判断当前电极片是否连接到有效负载。
[0016]本实用新型可基于上述是否空载的鉴别，能够辅助医护人员安装电极片。当医护人员安装电极片到人体时，可以根据控制器发出的接触状态指示，判断当前是否将电极片安装到位。
[0017]本实用新型可基于上述是否空载的鉴别，实现动态监控患者治疗过程中电极片与人体的接触状态，在电极片松动导致脱落以及接触不良等情况下给出空载警告，辅助医护人员发现异常并进行纠正。
[0018]本实用新型上述可基于是否空载的鉴别，还可实现对电刺激治疗过程中有效剂量进行评估，打破传统“盲治疗”的现状。当患者进行电刺激治疗时，由于患者姿态调整等原因会导致电极片与人体接触状态发生动态变化，本实用新型通过监视实时负载回路中的电信号，可以对整个治疗过程中的电刺激治疗有效剂量进行定量分析。

【专利附图】

【附图说明】
[0019]图1是现有技术中电刺激治疗设备结构示意图
[0020]图2是本实用新型的电刺激治疗设备结构示意图
[0021]图3是本实用新型的信号拾取电路结构示意图

【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型进行说明。
[0023]在以下描述中，一些具体细节为计算机领域的技术人员提供对本实用新型的整体理解。在实施例中，以示意图或者框图的形式表明实现具体功能的元件，以便突出技术重点，而不会在不必要的细节方面模糊本实用新型。比如，由于本领域普通技术人员的理解范围中涵盖了关于网络通信、电磁信号指令技术、用户接口或输入/输出技术等本领域中公开的、常识性的细节，因而在实施例中最大程度上省略了上述技术细节，而不认为这些细节是获得本实用新型完整技术方案所必须的特征。
[0024]如图2所示，本实用新型的电刺激治疗设备主要包括设备主体1、电极片2、连接电缆3和监测模块4，其中正负两个电极片2通过连接电缆3分别连接设备主体I的信号输出端，监测模块4设置在设备主体I和电极片2之间。设备主体I用于输出一定频率、波形以及占空比的差分电脉冲信号作为刺激信号，刺激信号通过电极片2进入人体，通过正负两个电极片2、连接电缆3以及电极片2之间的人体形成负载回路，在负载回路间有电流流过。
[0025]如图3所示，监测模块4用于对流经负载回路的刺激信号进行实时监测，并通过信号处理方法实现对电极片2接触状态的判断。监测模块4包括信号拾取电路41、数据分析电路42，其中信号拾取电路41从设备主体I的信号输出端中采集所要监测的刺激信号的电流和/或电压幅度参数，并进行模拟信号至数字信号的转换。数字信号最终输入数据分析电路42中进行对电流幅度和/或电压幅度进行数据分析，数据分析电路42判断出当前电极片2与人体接触状态，并基于电流幅度和/或电压幅度向设备主体I的显示器输出数字化的当前刺激信号强度，如1、2…、99。根据电极片2与人体接触状态判断，数据分析电路42与设备主体I相连，数据分析电路42向设备主体I输出当前接触状态监视、空载警告，并通过设备主体I的显示器向医护人员提示。数据分析电路42可为处理器或者FPGA器件。
[0026]信号拾取电路41包括一组并联的第一光耦合器411和第二光耦合器412，其中第一光稱合器411和第二光稱合器412的二极管阳极连接并同时连接电极片2,第一光f禹合器411和第二光耦合器412的二极管阴极连接并同时连接设备主体I的信号输出端；第一光率禹合器411的集电极分别连接第二光稱合器412的集电极和一基准电压VCC,第二光I禹合器412的集电极还连接数据分析电路42的信号输入端；第一光耦合器411和第二光耦合器412的发射极连接并同时接地。
[0027]信号拾取电路41对刺激信号的采集和转换过程包括:当负载回路处于闭合状态时，流经信号拾取电路41的电流大于第一光稱411的开启电流阈值时,第二光稱合器412的集电极向数据分析电路42输出逻辑‘0’电平，数据分析电路42监测到的第二光耦合器412的输出应呈现为与刺激信号频率相同的方波形式，由此作出电极片2接触状态良好的判断；当负载回路处于开路或者间断开路状态时，流经信号拾取电路41的电流小于第一光耦411的关断电流，在数据分析电路42监测到的第二光耦合器412输出应呈现为固定为逻辑‘I’电平或者不均匀的方波形式，由此作出电极片2处于异常情况的判断。数据分析电路42基于对拾取电路41的第二光耦合器412的输出电流和/或电压参数的监测，对电极片2的接触状态进行判断，如测得负载回路为开路或者间断开路，则作出电极片2处于异常情况的判断，设备主体I的显示器发出警示信息，提醒医护人员对电极片2进行处置。
[0028]应当指出，以上所述【具体实施方式】可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明创造，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管本说明书参照附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换，总之，一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。
【权利要求】
1.一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，包括相互连接的设备主体和正、负两个电极片，所述设备主体向所述电极片输出刺激信号，所述设备主体、电极片和人体之间形成负载回路，其特征在于:它还包括连接在所述设备主体电信号输出接口与所述电极片之间的监测模块；所述监测模块包括信号拾取电路和数据分析电路，所述信号拾取电路连接所述设备主体的刺激信号输出端，采集所述刺激信号的电流幅度和/或电压幅度并进行模数转换，所述拾取电路的输出端连接所述数据分析电路；所述数据分析电路基于所述电流幅度和/或电压幅度分析当前刺激信号强度，并判断所述电极片与人体的接触状态；所述数据分析电路向所述设备主体输出包括当前接触状态、刺激信号强度的数据。
2.如权利要求1所述的一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，其特征在于:所述信号拾取电路包括一组并联的第一光稱合器和第二光稱合器。
3.如权利要求2所述的一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，其特征在于:所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阳极相连并同时连接一所述电极片；所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阴极连接并同时连接所述设备主体的刺激信号输出端；所述第一光耦合器的集电极分别连接第二光耦合器的集电极和一基准电压，所述第二光耦合器的集电极还连接数据分析电路的信号输入端；所述第一光耦合器和第二光耦合器的发射极连接并同时接地。
4.如权利要求1或2或3所述的一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，其特征在于:所述数据分析电路为处理器或FPGA。
5.如权利要求1或2或3所述的一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，其特征在于:所述设备主体中设置用于显示包括所述当前接触状态、刺激信号强度和空载警告的数据的显示器。
【文档编号】A61N1/36GK203944026SQ201420310902
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】郭锐, 孙琳, 皇甫伟, 张剑梅 申请人:北京儒奥医疗科技有限公司