信号提示电刺激治疗仪 【技术领域】
本发明涉及医疗器械，特别涉及一种信号提示电刺激治疗仪。
背景技术
脑瘫导致患侧肢体肌肉力量下降，如何增强肌力始终是一个康复治疗的重要问题。人体当肌力大于等于3级时可采用主动式渐进抗阻训练，但是当肌力在2级及2级以下时，由于微弱肌力无法对抗阻力，故无法应用主动抗阻训练。因此，对于肌力在2级及2级以下患者，最常采用的康复治疗方法是低频电刺激疗法，但是，如仅仅用单向电刺激，缺少主动训练，肌力训练效果不佳。
电刺激的机理是通过电刺激的物理方法激发肌肉被动有节律收缩，从而加强肌肉血液循环及营养供应，促进神经兴奋性及传导功能恢复，加快神经再生过程及运动功能恢复。通过电刺激的方法来进行疲劳恢复，肌力增强已有相关专利。如专利200510065043.9给出了一种功能电刺激系统及其方法，专利00129246.3给出了基于电刺激的肌肉训练装置及其使用方法，专利02830155.2也设计了一种便携式电刺激治疗装置。但这些专利都注重单一的电刺激，由于缺乏对患者主动训练的配合而疗效不佳或者因为中枢失调，同时引发拮抗肌的痉挛，导致训练的失败。专利200620039948.9虽然给出了一种信号式功能性电刺激仪，但它没有提供液晶显示界面进行人机交互，而且它也没有录音功能，不能满足不同语言区或方言区的实际需要。
【发明内容】
本发明的目的，就是为了提供一种带声光提示并可实现人机交互的信号提示电刺激治疗仪。
本发明的技术方案是：一种信号提示电刺激治疗仪，包括用于与人体接触的电极、向电极施加脉冲信号的脉冲信号产生机构，以及向脉冲信号产生机构供电的电源，脉冲信号产生机构包含微处理器、脉冲信号产生模块、功率放大和升压电路；其特点是，还包括液晶显示和触摸屏控制面板、录音和语音提示模块、信号灯、以及输出电流检测和保护电路；液晶显示和触摸屏控制面板、录音和语音提示模块以及信号灯分别与电源相连由电源供电，液晶显示和触摸屏控制面板、录音和语音提示模块以及输出电流检测和保护电路分别和微处理器输入输出双向互连，信号灯连接微处理器的一个输出端，输出电流检测和保护电路的输入端连接功率放大和升压电路，其输出端连接电极。
所述的治疗仪设有两组独立输出通道，用于连接两组电极，可同时进行两组肌肉或两人的同时治疗。
所述的治疗仪设有两种治疗模式，即处方治疗模式和自由编程治疗模式；所述的微处理器内存储有多种治疗处方供选用；所述的自由编程治疗模式通过液晶显示和触摸屏控制面板设定刺激脉冲的幅值、脉宽、频率和治疗时间。
所述的液晶显示和触摸屏控制面板上设有上、下、确认和暂停触摸按钮，可通过上、下、确认按钮选择或设定刺激参数，其液晶显示屏上可显示治疗处方的参数即治疗时间、休息时间、刺激频率和脉冲宽度、两个输出通道的电流大小以及剩余时间，其中，电流大小用条状图标表示，每一个信号条代表1mA。
所述的录音和语音提示模块可录入以我国的普通话或各地方言或外国语表达的提示语音并可在微处理器的控制下播出。
所述的信号灯为绿色LED灯，其在微处理器的控制下以闪烁表示治疗准备，以常亮表示正常治疗，以灯灭表示无脉冲信号输出。
所述的输出电流检测和保护电路用于检测刺激电流的强度并通过微处理器在液晶显示屏上显示，当刺激电流的强度大于预设值时，微处理器切断电流停止输出刺激脉冲。
所述的脉冲信号产生机构输出的脉冲信号的频率为15～150Hz，宽度为50～500μs。
本发明的信号提示电刺激治疗仪具有2组独立输出通道，设有两种治疗模式，可通过微控制器编程实现治疗脉冲的幅值、脉宽、频率、治疗时间的控制，利用控制面板和液晶显示实现人机交互，通过声和光的指令提示方便医生和患者进行功能电刺激治疗，对于脑瘫导致的或其他原因造成的I级～III级肌无力患者的康复效果良好。本发明的仪器体积小、携带方便、使用安全、造价低廉，特别适合于乡村社区卫生中心和经济不发达地区使用。
【附图说明】
图1是本发明的结构方框图；
图2是本发明中的一幅液晶显示和控制面板图；
图3是本发明的工作流程图；
图4是本发明的一个治疗周期图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1，本发明的信号提示电刺激治疗仪，包括电极1、电源2、微处理器3、脉冲信号产生模块4、功率放大和升压电路5、液晶显示和触摸屏控制面板6、录音和语音提示模块7、信号灯8、以及输出电流检测和保护电路9。电极1用于与人体接触向人体施加刺激脉冲，电源2向各用电单元提供电源。微处理器3、脉冲信号产生模块4、功率放大和升压电路5以及输出电流检测和保护电路9构成脉冲信号产生机构，该脉冲信号产生机构输出的脉冲信号的频率为15～150Hz，宽度为50～500μs。其中，微处理器3的一个输出端连接脉冲信号产生模块的输入端，脉冲信号产生模块的输出端连接功率放大和升压电路的输入端，功率放大和升压电路的输出端连接输出电流检测和保护电路9的输入端，输出电流检测和保护电路9的输出端连接电极。液晶显示和触摸屏控制面板6、录音和语音提示模块7以及输出电流检测和保护电路9分别和微处理器3输入输出相连，信号灯8连接微处理器3的一个输出端。
本发明的治疗仪为便携式，设有两组独立输出通道，用于连接两组电极，可同时进行两组肌肉或两人的同时治疗，可用于双侧比较。
本发明的治疗仪设有两种治疗模式，即处方治疗模式和自由编程治疗模式；内存有处方医生开具的7种治疗处方，可根据不同病情选用不同的治疗处方。在自由编程治疗模式下，医生可根据患者病况和经验自编程序处方，通过控制面板预先调节和设定刺激脉冲地幅值、脉宽、刺激频率、治疗时间等，控制精度高、灵活性好。特别是本发明能检测刺激治疗时刺激电流的大小，显示在LCD上，供医生或患者监测。并且，通过微处理器控制单元，若刺激电流过大，刺激电流电路将被切断，并发出报警，提醒医生或患者注意，从而提高使用的安全性。
本发明中的液晶显示和触摸屏控制面板6上设有上、下、确认和暂停触摸按钮，可通过上、下、确认按钮选择或设定刺激参数，其液晶显示屏上可显示治疗处方的参数即治疗时间、休息时间、刺激频率和脉冲宽度、两个输出通道的电流大小以及剩余时间，其中，电流大小用条状图标表示，每一个信号条代表1mA。(配合参见图2)。
本发明中的录音和语音提示模块7可录入以我国的普通话或各地方言或外国语表达的提示语音并可在微处理器的控制下播出，指导医生或患者按操作指令进行治疗。由于可以随时录制外语、普通话、方言等治疗提示指令，能满足国际上不同语言区和国内不同方言区的需要。同时，治疗过程中，在不同阶段配以不同的指示信号指导治疗。
本发明中的指示信号灯8一般采用绿色LED灯，其在微处理器3的控制下以闪烁表示治疗准备，以常亮表示正常治疗，以灯灭表示无脉冲信号输出。
本发明中的输出电流检测和保护电路9用于检测刺激电流的强度并通过微处理器在液晶显示屏上显示，当刺激电流的强度大于预设值时，微处理器切断电流停止输出刺激脉冲。
在上述各结构单元中，电源单元把电池或外接的直流电源转换为其他用电单元所需的电压等级。脉冲产生模块4利用PWM技术由微处理器3产生各种符合频率要求的脉冲波形。7种治疗处方参数存放在E2PROM中，当某种治疗处方被选定，脉冲产生模块4利用从E2PROM中读取的处方参数，生成所需频率、脉宽、波形的脉冲，脉冲的频率范围为15～150Hz，脉冲宽度50～500μs。而对于自由编程治疗模式，脉冲产生模块4利用操作者在液晶显示和触摸屏控制面板6上设定的脉冲频率、宽度等参数，产生相对应的脉冲。脉冲经功率放大和升压电路5进行功率放大后，驱动升压变压器输出刺激脉冲电压。输出电流检测及保护电路9负责检测电刺激电流的大小，通过A/D转换送到微处理器3，由微处理器3送到LCD上显示，并参与判断控制。当刺激电流超过设定值时，通过微处理器3控制，停止输出刺激脉冲，并发出报警信号，提醒医生或患者注意。脉冲输出部分采用光耦或固态继电器把与患者接触的电极和刺激脉冲形成电路部分从电气上进行隔离，以确保使用的安全。液晶显示和触摸屏控制面板6可以用来对相关参数进行设定并处理治疗过程中的异常情况。液晶显示屏和信号灯8负责刺激参数的设定和显示、刺激治疗中指令提示，提供人机交互的平台。录音和语音提示模块7既可以进行录制又可以播放语音提示指令。微处理器3控制预设程序的执行、数据的采集和处理。各构成单元协调配合，构成一个可精确编程控制的带声光提示的电刺激治疗装置。
本发明采用触摸屏操作和液晶显示的方式，可以根据仪器内部预设的治疗处方或自由编程设定输出治疗阶段时间、放松中继阶段时间、一个治疗周期总时间等刺激参数，又可以方便地获知已治疗时间、剩余时间和刺激电流大小等。采用声光指令提示的方法辅助治疗，将主动训练与功能电刺激相结合指导患者对肌肉进行收缩、放松等动作配合电刺激，对于脑瘫导致的或其他原因造成的I级～III级肌无力患者的康复效果良好。
图3是本发明的工作流程图。治疗装置在接通电源后，首先进行程序的初始化，包括定时器/计数器的初始化和LCD的初始化等。初始化完成后，LCD显示开机画面，并等待用户进行治疗处方的设定或参数设置。医生根据患者病况选择一组或两组输出配合治疗。在选择好治疗处方后，启动机器，本仪器即可自动地按程序输出有特定治疗作用的系列低频电流，输出电流大小可根据病人的耐受限度自由调节。治疗时间显示为倒计时，当处方程序运行结束时，机器自动切断输出电流，并发出提示音响。
治疗过程由多个刺激周期组成。一个刺激周期的工作过程分为3阶段：提示准备阶段、输出治疗阶段和放松中继阶段，如图4所示。在提示准备阶段，扬声器发出“准备治疗，收缩肌肉”的提示指令，同时面板上的LED灯闪烁，提醒患者注意。在患者准备好接受刺激后，电刺激治疗装置输出刺激脉冲，进入输出治疗阶段。此时，控制面板上的LED灯停止闪烁并保持常亮，表示电刺激治疗装置正处于输出治疗阶段。在输出治疗阶段结束后，进入放松中继阶段。在放松中继阶段松弛肌肉，准备接受下一次刺激治疗。