CN1085100C - 中枢刺激偏瘫治疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电疗装置，尤其是用于检查大脑皮层、脊髓和周围神经并且治疗偏瘫后遗症的一种电刺激装置，由发生高压宽脉冲的电刺激仪和诱发信号的检测装置组成，设有声、光显示器件，不仅能够检查诊断神经中枢及其周围神经的状况、治疗偏瘫后遗症，而且可以检查治疗效果，还可以通过声光信号作用于患者感官，使其了解治疗效果增强治愈信心。
Description
本发明涉及一种电疗装置，尤其是用以检查大脑皮层、脊髓和周围运动神经并且治疗偏瘫后遗症的一种电刺激装置。
近年来在我国对电疗或理疗装置的研究颇为活跃，其中大部分是基于中医经络理论穴位刺激以导平阴阳而治病健身的仪器，也有针对特殊疾病而对确定的病灶或部位行施刺激治疗的仪器，前者如申请号为94111293.4功率无级自增和浪涌输出的高稳定导平治疗仪，后者如申请号93119769.4电化学癌肿治疗仪。此外还有拾取对应于某种生物活动状态的信息放大处理后输出到导体而进行治病健身或经穴位取得病理生物信息，处理后负反馈至自体原穴位以治病的仪器(或系统)。与此相比较，对基于默顿(Mertou)的发现，研究低阻、高压窄电脉冲通过皮层(而非经络穴位)刺激大脑皮层运动区，并在相应运动部位检出诱发电脉冲用于诊断神经系统功能和治疗偏瘫的仪器显得寥寥。最早出现的是英国Digiter公司的D180型大脑皮层刺激仪，由直流电源、充放电容、隔离输出变压器，输出电阻、开关等组成，这种刺激仪只能提供刺激大脑皮层用的电脉冲，而且只能提供尖脉冲，幅宽也不可调，88年发明人徐军、徐兰筠公开了一种改进后的电刺激仪，专利号88208858.0，它由可调直流电源、开关电路、输出变压器、单脉冲脉宽调节器构成，发生矩形脉冲的高度、宽度都可调节，所得诱发电位重复性也好，但是和前者一样充其量也只能提供刺激大脑皮层的脉冲，不具备检测相关部位所产生诱发电位的功能，何况提供的脉冲仅是单次的，用这种仪器如果去诊断神经系统功能的话已经感到不便，如用于治疗偏瘫后遗症，效率就嫌太低了。
本发明的目的是公开一种既能提供刺激大脑皮层的脉冲又能检测出相应的诱发电位的仪器，使其不仅能有效地用于神经系统功能诊断，而且更能方便地用于偏瘫后遗症的治疗。
其方案是：一种中枢刺激偏瘫治疗仪， 其特征是由电刺激仪和诱发电位检测装置组成，电刺激仪包括高频开关电源、开关电路、输出变压器、单脉冲脉宽调节器和序列脉冲发生器，高频开关电源输出端接开关电路，开关电路输出端接输出变压器，脉冲序列发生器输出端接单脉冲脉宽调节器输入端，单脉冲脉宽调节器输出端同时与高频开关电源和开关电路相连接，诱发电位检测装置包括测量放大单元、信号处理及显示单元，测量放大单元输出端接信号处理及显示单元，信号处理及显示单元的输出端与电刺激仪相连接。
诱发电位检测装置还含有生物反馈单元，该单元设有喇叭、电流表等声光显示器件。
序列脉冲发生器由振荡源、计数器、译码器、多档开关和锁电路组成，振荡源的脉冲输出端接计数器输入端，计数器输出端接译码器输入端，译码器输出端接多档开关， 多档开关的各档分别对应于不同的设定脉冲数，振荡源的脉冲输出端还与锁电路相连接。
生物反馈单元包括包括一电压跟随器，该电压跟随器输入端接测量放大单元输出端，其输出端接有喇叭，喇叭声音大小反映肌电信号的大小，其输出端端还接有一二极管箝位电路和检波电路，检波电路接有电流表，电流表的读数大小反映肌电信号的大小，检波电路经分压电路和电压比校器接若干发光二极管，发光二极管亮的数目显示肌电信号的大小。
输出变压器为磁饱和脉冲变压器，内阻不小于800欧姆。
在治疗仪中设有序列脉冲发生器，因此它发出的用来刺激大脑皮层的脉冲不仅可以是单个的而且可以是幅度、脉宽和间隔都可调节的脉冲序列，因而可以把治疗仪调到最适合治疗的状态，仪器本身设有诱发电位的检测装置，可以随时进行测量，不仅有诊断功能而且有检查治疗效果的功能。
下面将通过实施例并对照附图详细说明：
图面说明：
图1是实施例的框图；
图2是电刺激仪的结构框图；
图3是高频开关电源、开关电路及隔离变压器电路图；
图4是单脉冲脉宽调节器电路图；
图5是序列脉冲发生器电路图；
图6是生物反馈单元电路图。
实施例是一台具有生物反馈装置的中枢刺激偏瘫治疗仪，它由电刺激仪和诱发电位检测装置组成，其电刺激仪由高频开关电源、开关电路、输出电路、单脉冲脉宽调节器、序列脉冲发生器构成，如图2所示。与对比技术相比增加了序列脉冲发生器。高频开关电源输出端接开关电路，开关电路输出端接输出变压器，脉冲序列发生器输出端接单脉冲脉宽调节器输入端，单脉冲脉宽调节器输出端同时与高频开关电源和开关电路相连接。其高压直流电源采用了高频开关电源，诱发电位检测装置包括测量放大单元、信号处理及显示单元和生物反馈单元，测量放大单元输出端通过生物反馈单元接信号处理及显示单元，信号处理及显示单元的输出端与电刺激仪相连接。测量放大单元有测量电极IN+、IN-、前置放大、隔离、主放大，信号处理及显示采用A/D转换器和计算机。当然为供整套仪器的需要还设有系列电源，它由变压器T1’、电源G2和隔离变压器T2’、T3’、浮地电源G1组成。
序列脉冲发生器如图5所示，其电路有四个部分：IC8的D、E、F非门和电阻R1、可调电阻R2、电容C1组成振荡源，IC10、IC11、IC12的六个触发器组成的计数器，IC5、IC6、IC7、IC8中8个与非门和一个非门构成的译码器以及IC6C、IC7D两个与非门、IC8B、C两个非门、IC9A触发器构成的锁电路。振荡源向外输出CP脉冲，其输出端同时接到计数器的输入端，计数器连译码器，泽码器输出接到一个多档开关K4，各档对应于1、2、5、10、15、20、30、40、50脉冲，当到了设定脉冲数时，K4输出低电平使IC7D的12脚呈低电平，CP脉冲的输出端被锁死(计数也停止)。因此K4输出“0”，IC9A的D端为“0”后下一个CP脉冲后沿才使IC9A翻转从而使IC7D封锁CP输出，所以输出脉冲是完整的而不会有半个。
高频开关电源以功率开关管Tr3为核心构成见图3，Tr3的集电极电路是该电源的主回路，基极上是其驱动电路。Tr3通过变压器T1初级连接滤波电容C1、整流器D1-D4及滤波器L1，T1的次级依次连接电容C3、二极管D5、D6、电容C4及电感L3、电容C5、以至电源的输出端J1-1、J1-2。Tr3的发射极通过变压器T4耦合到驱动管Tr4的集电极上，Tr4的基极(通过R4和IC2三个反向器A、B、C)接到集成电路IC1的A、B两与非门构成的单稳态的输出端，而单稳态电路的输入端通过IC2的反向器E接到IC1的C、D两与非门和IC2的F非门构成的环形振荡器输出端，环形振荡器的一点接高频开关电源输出端的电压取样电路，而取样电路由R0，Tr0、IC3、D10和W1构成。高频开关电源启动时输出端电压为0，取样电压也为0，环形振荡器起振，周期性触发单稳态而单稳态电路又周期性触发Tr4，使Tr4从而Tr3周期性导通，导通时T1的初级向次级输送能量，导通时间取决于单稳输出脉宽，选择导通时间使其和L2(漏感)及C3+C4的乘积相匹配，使Tr3在另电流时导通和关闭，从而减少电压尖峰噪声。Tr3的周期性导通，使电源主回路电压振荡升高直至升到设定值，采样电路使振荡器熄灭，单稳态电路不再翻转，Tr4和Tr3不再导通，主回路电压不再升高，只有当电压降到设定值，环形振荡器才触发单稳态电路，使Tr3导通一次，电源主回路补充能量升高电压。电刺激仪的开关电路和输出部分与对比技术无大区别，输出脉冲变压器用磁饱和式的，而变压器内阻为800Ω，使得输出单位脉冲的能量低于医疗器械行业标准YY0016-93规定的300毫集尔。
在偏瘫治疗中，病人的主观努力和配合是很重要的，为充分调动病人积极性，仪器设有生物反馈单元，电路见图6。肌电信号经放大器单元放大后，输入生物反馈单元，首先，它经IC1：A运放组成的电压跟随器进行隔离和功率放大，即放大后的肌电信号AMP接到IC1：A的3脚，IC1的2脚和1脚相连并与喇叭相接，喇叭的另一端接地，喇叭声音的小大，反映肌电信号的大小。
IC1的1脚还接到电容C1、C3、电阻R1和二极管D1组成的二极管箝位电路。IC1的1脚接C1，C1的另一端接D1的负极和C3、R1、R2。D1的正极及C3、R1的另一端接地，R2的另一端接IC1：B运放的5脚。IC1：B运放和二极管D2、电容C2、E2组成了检波电路。IC1的7脚接D2的正极，D2的负极接IC1：B运放的6端、E2的正端和C2、电阻R11、电阻R10以及IC1：D运放的13脚。E2的负端和C2的另一端接地。R11的另一端接电流表A的正端，电流表负端接地，电流表A显示肌电信号的大小。电阻R6、R5、R4、R3、R9、R10组成分压电路。R10的另一端接R9及IC1：C运放的9脚。R9的另一端接R3及IC2：D运放的13脚。R3的另一端接R4及IC2：C运放的9脚，R4的另一端接R5及IC2：B运放的6脚，R5的另一端接R6及IC2：A运放的2脚，R6的另一端接地。R8和R7又组成分压器，其R8的一端接地，另一端接R7及IC1的12、10脚和IC2的13、9、6、2脚，R7的另一端接12V。IC1的C、D两运放和IC2的A、B、C、D四个运放组成六个电压比较器，这六个比较器的输出经由电阻R12、R13、R14、R15、R16、R17分别接至发光二极管L1、L2、L3、L4、L5、L6的负极，发光二极管正极连在12V电源。发光二极管亮的数目显示肌电信号大小。
另外，滤波电容E1的正端接12V，负端接地，IC1和1C2的11脚、4脚均分别接至12V和地。
由上可见，病人通过自己努力运动病肢，病肢上产生的肌电信号经检出放大后，使生物反馈单元产生声、光、电(电表指针偏转)信号，该信号作用于病人感观，使其增强治疗信心，更加努力地运动病肢，肌电信号进一步加强，声、光、电信号发出更强的信号。如此正反馈，可增加治疗效果。
除上述反馈外，本仪器还设有另一种反馈，即由病人动作病肢，自病肢检出的肌电信号经放大送往计算机进行信号处理后，在适当的时候发出让刺激仪动作的命令，皮层刺激仪发出电脉冲刺激病人皮层相应运动区，使其发出更强的命令肢体运动的电脉冲。由于皮层刺激与病人的主观努力密切结合，从而也达到更好的治疗效果。
本仪器还具有运动诱发电位检测功能。皮层刺激仪刺激病人皮层运动区，在相应肢体上引出诱发电位，经放大单元放大并输入计算机进行数据处理，可得到运动诱发电位的波形显示及数据，它可以定量检测病人病情的变化情况，从而为病人和医生提供治疗效果的客观定量诊断结论，这对于提高治疗效果也具有直接和间接的作用。
Claims (5)
1、一种中枢刺激偏瘫治疗仪，其特征是由电刺激仪和诱发电位检测装置组成，电刺激仪包括高频开关电源、开关电路、输出变压器、单脉冲脉宽调节器和序列脉冲发生器，高频开关电源输出端接开关电路，开关电路输出端接输出变压器，脉冲序列发生器输出端接单脉冲脉宽调节器输入端，单脉冲脉宽调节器输出端同时与高频开关电源和开关电路相连接，诱发电位检测装置包括测量放大单元、信号处理及显示单元，测量放大单元输出端接信号处理及显示单元，信号处理及显示单元的输出端与电刺激仪相连接。
2、如权利要求1所述的治疗仪，其特征是：诱发电位检测装置还含有生物反馈单元，该单元设有喇叭、电流表等声光显示器件。
3、如权利要求1所述的治疗仪，其特征是：序列脉冲发生器由振荡源、计数器、译码器、多档开关和锁电路组成，振荡源的脉冲输出端接计数器输入端，计数器输出端接译码器输入端，译码器输出端接多档开关，多档开关的各档分别对应于不同的设定脉冲数，振荡源的脉冲输出端还与锁电路相连接。
4、如权利要求2所述的治疗仪，其特征是：生物反馈单元包括包括一电压跟随器，该电压跟随器输入端接测量放大单元输出端，其输出端接有喇叭，喇叭声音大小反映肌电信号的大小，其输出端端还接有一二极管箝位电路和检波电路，检波电路接有电流表，电流表的读数大小反映肌电信号的大小，检波电路经分压电路和电压比校器接若干发光二极管，发光二极管亮的数目显示肌电信号的大小。
5、如权利要求1、2、3或4所述的治疗仪，其特征是：输出变压器为磁饱和脉冲变压器，内阻不小于800欧姆。
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