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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410770411.9 (22)申请日 2014.12.12 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104474634 A (43)申请公布日 2015.04.01 (73)专利权人 杭州爱司米医疗器械有限公司 地址 310012 浙江省杭州市西湖区申花路 798号103室 (72)发明人 朱惠友 (74)专利代理机构 杭州杭诚专利事务所有限公 司 33109 代理人 尉伟敏卢金元 (51)Int.Cl. A61N 1/36(2006.01) (56)对比文件 C。
2、N 103311878 A,2013.09.18, CN 203494059 U,2014.03.26, US 2010/0228313 A1,2010.09.09, 审查员 孙丹 (54)发明名称 一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法 (57)摘要 本发明涉及一种防止电疗信号饱和的逐步 精细方法， 包括电疗设备， 电疗设备包括用于生 成脉冲波波形信号的脉冲发生器； 连接脉冲波发 生器的第一电极和第二电极， 两电极用于和脉冲 波发生器交换电信号； 模数转换器， 模数转换器 与第一电极和第二电极进行电信号交换， 并配置 测量第一电极和第二电极连接在导体的二个独 立部位时的电压； 控制器， 控制器包。
3、括处理器， 内 存和程序代码， 处理器用于配置控制器去执行： (a)按预定时间间隔接收来自模数转换器的电压 作为输入； 和(b)当来自模数转换器的电压低于 电压上限时， 控制器按预设的幅度间隔值增加脉 冲波幅度， 或当来自模数转换器的电压等同超过 阈值时， 控制器降低脉冲波幅度到脉冲波幅度基 值。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 104474634 B 2017.12.12 CN 104474634 B 1.一种产生电疗信号的电疗设备， 用于防止电疗信号饱和， 其特征在于， 所述电疗设备 包括： 用于生成脉冲波波形信号的脉冲波发生器； 连接所述脉冲波发生器的第一电极和第二电极， 所。
4、述第一电极和第二电极用于和所述 脉冲波发生器交换电信号； 模数转换器， 所述模数转换器与所述第一电极和第二电极进行电信号交换， 并配置测 量第一电极和第二电极连接在导体的二个独立部位时的电压； 控制器， 所述控制器包括处理器， 内存和程序代码， 所述处理器用于配置所述控制器去 执行电疗信号逐步精细的如下操作： (a)按电压采样周期时间表上的时间间隔接收来自模数转换器的电压作为输入； 和 (b)当来自模数转换器的电压低于电压上限时， 所述控制器按预设的幅度间隔值增加 脉冲波幅度， 或当来自模数转换器的电压等同或超过阈值时， 所述控制器降低脉冲波幅度 到脉冲波幅度基值。 2.根据权利要求1所述的一。
5、种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 在步骤(a)之前 所述处理器配置控制器去执行包括： 对电压采样周期时间表进行初始化， 设置一个恒定的时间间隔持续采样， 所述时间间 隔可根据需求改变； 初始化所述电疗设备的电压上限， 所述电压上限可以通过用户配置文件、 手工输入或 由系统来设置； 初始化输出电流波形幅度的最大值和最小值； 初始化电流幅度增加间隔值， 所述幅度增加间隔值可以是一个常数或者根据电压上 限、 最大和最小幅度来确定； 还包括脉冲波发生器先产生最小幅度的电流波形。 3.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述电压上限可以通过测量电池电压范围来动态地。
6、调节。 4.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述时间间隔是从10秒到60秒。 5.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述电压上 限是从3000mV至9000mV。 6.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述脉冲波 幅度基值是从0.01mA至60mA。 7.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述幅度间 隔值是从0.005mA至2mA。 8.根据权利要求1或2所述的一种产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述脉冲波 形的频率从0.1赫兹至200赫兹。 9.根。
7、据权利要求1或2所述的产生电疗信号的电疗设备， 其特征在于： 所述脉冲波形的 振幅从1uA至200uA。 权利要求书 1/1 页 2 CN 104474634 B 2 一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法 技术领域 0001 本发明涉及一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法。 背景技术 0002 电疗是利用电刺激来帮助损坏的人体康复， 包括疼痛控制， 加速愈合过程。 电疗主 要以两种方式治疗， 对所需部位减少肿胀和增加循环。 减少肿胀是让更多血液冲向那个需 要治疗的地区， 增加血流循环将允许氧气、 营养物质、 以及身体细胞开始致力于修复受损的 组织。 一种常见的电疗疗法是经皮神经电刺激(TENS)。。
8、 TENS采用可以固定于皮肤小电极， 治 疗师通过手工调整流向电极的电流数量至病人所需的治疗水平。 电疗在疼痛管理有两种治 疗方式。 人体内大量的神经细胞和神经通路。 这让大脑可发送信号给身体或身体可发送信 号给大脑。 这些信号之一就是疼痛。 电疗可通过截止疼痛信号， 使病人感觉不到它。 电疗也 可激活身体产生内啡肽。 内啡肽是一种化学物质， 作为身体的天然止痛药。 发明内容 0003 本发明的目的在于提供一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法， 可根据从患者体 内采取的反馈对施加的电流波形进行逐步精细调整以减少或避免饱和。 0004 为了解决上述技术问题， 本发明的防止电疗信号饱和的逐步精细方法。
9、包括， 包括 产生电疗信号的电疗设备， 所述电疗设备包括： 0005 用于生成脉冲波波形信号的脉冲发生器； 0006 连接所述脉冲波发生器的第一电极和第二电极， 所述第一电极和第二电极用于和 所述脉冲波发生器交换电信号； 0007 模数转换器， 所述模数转换器与所述第一电极和第二电极进行电信号交换， 并配 置测量第一电极和第二电极连接在导体的二个独立部位时的电压； 0008 控制器， 所述控制器包括处理器， 内存和程序代码， 所述处理器用于配置所述控制 器去执行包括如下操作： 0009 (a)按电压采样周期时间表上的时间间隔接收来自模数转换器的电压作为输入； 和 0010 (b)当来自模数转换。
10、器的电压低于电压上限时， 所述控制器按预设的幅度间隔值 增加脉冲波幅度， 或当来自模数转换器的电压等同超过阈值时， 所述控制器降低脉冲波幅 度到脉冲波幅度基值。 0011 进一步地， 在步骤(a)之前所述处理器配置控制器去执行包括： 0012 对电压采样周期时间表进行初始化， 设置一个恒定的时间间隔持续采样， 所述时 间间隔可根据需求改变； 0013 初始化所述电疗设备的电压上限， 所述电压上限可以通过用户配置文件、 手工输 入或由系统来设置； 0014 初始化输出电流波形幅度的最大值和最小值； 说明书 1/4 页 3 CN 104474634 B 3 0015 初始化电流幅度增加间隔值， 所。
11、述幅度增加间隔值可以是一个常数或者根据电压 上限、 最大和最小幅度来确定； 0016 还包括波形发生器先产生最小幅度的电流波形。 0017 进一步地， 所述电压上限可以通过测量电池电压范围来动态地调节。 0018 进一步地， 所述的时间间隔是从10秒到60秒。 0019 进一步地， 所述电压上限是从3000mV至9000mV。 0020 进一步地， 所述脉冲波幅度基值是从0.01mA至60mA。 0021 进一步地， 所述脉冲波幅度间隔是从0.005mA至2mA。 0022 进一步地， 所述脉冲波形的频率从0.1赫兹至200赫兹。 0023 进一步地， 所述脉冲波形的振幅从1uA至200uA。。
12、 0024 传统的电池驱动的电疗刺激器由于电池电压限制和不同生物高阻抗， 其用于刺激 的电流波形可以很容易地进入一个饱和的状态。 本发明提供一种方法可根据从患者体内采 取的反馈对施加的电流波形进行逐步精细调整以减少或避免饱和。 附图说明 0025 作为本发明的实施例附图起举例说明， 而不是局限于此， 其中： 0026 图1为本发明一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法实施例中电疗设备的结构示 意图； 0027 图2为本发明一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法实施例中电疗波形输出的调 整流程； 0028 应当认识到， 部分或全部的图形是举例的示意图， 因此， 它们不一定需要描绘相对 的实际元素尺寸或位。
13、置。 图中所给出是用实施例进行明确的说明与理解， 而不是对权利要 求的使用范围和本意进行限制。 具体实施方式 0029 为了使本发明实现的技术手段、 创作特征、 达成目的与功效易于明白了解， 下面结 合图示与具体实施例， 进一步阐述本发明。 0030 电池驱动的电刺激设备通常配备小电池产生指定的电流波形应用于人体的刺激。 这样的电流波形因高阻抗和低电池电量可以很容易地进入饱和状态。 本发明提供一种可根 据从患者体内采取的反馈对施加的电流波形进行逐步精细调整以减少或避免饱和的方法。 0031 电池都有一个预设的工作电压范围， 其输出波形的电流受限于来自人体的高生物 阻抗， 如早期阶段的200K欧。
14、姆或以上， 并在几分钟或几小时后逐渐下降到一个可接受的水 平如2K欧姆或更低。 这种生物阻抗的改变是有带有电刺激信号的电极对人体逐步建立离子 通道来降低的。 0032 传统的电疗装置通常不考虑生物阻抗的影响。 它只产生一个预定的波形而导致一 个饱和输出波形， 即， 超过功率范围的工作， 或一个无效的输出波形来进行电疗。 0033 此处提供一种发现； 渐进调整一个电流波形可以减少或防止输出饱和波形发生。 这种调整是当二个电极应用在患者皮肤或身体时采样二个电极之间的电压作为输入。 电压 可以直接测量或来自其他参数。 进一步描述如下。 说明书 2/4 页 4 CN 104474634 B 4 003。
15、4 渐进调整的一个目标是以适当步骤在适当的电压范围内逐渐增加/减少输出波 形。 例如， 如果采样电压低于电压范围的上限， 系统按一定的幅度间隔提高输出波形的振 幅。 电压采样检测可按预置频率持续。 如采样电压达到或超过上限， 振幅可降低到上限以下 水平。 后来， 电压采样测定可以持续至满足所需的波形幅度。 0035 图1所示为本发明一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法实施例中电疗设备的结 构示意图， 微控制器101包括至少一个波形发生器如脉冲波发生器， 可以为一个方波发生 器， 内嵌程序代码的处理器和内存对波形发生器进行控制。 微控制器连接到两个电极片102 和103并输出电流波形到人体生物阻抗。
16、104， 可以在一个病人身上。 如图所示， 输出电流波形 从101， 102， 104， 103， 并回到101。 模数转换器(ADC)103可响应微控制器101指令从电极102 和10采集电压电位。 0036 图2所示为本发明一种防止电疗信号饱和的逐步精细方法实施例中电疗波形输出 的调整流程， 包括如下步骤。 0037 A.初始化 0038 在步骤101进行初始化， 包括： 0039 (1)电压采样周期时间表， 设置一固定时间； (2)电压上限； (3)输出电流波形幅度 的最大值和最小值； 和(4)电流幅度增加间隔值。 0040 电压采样周期时间表， 在一个方面， 以一个恒定的时间间隔持续采。
17、样。 在另一方 面， 此时间间隔在需要时可以随时增加或减少， 例如， 当输出波形接近电压上限， 电压采样 测定可进行得更频繁。 0041 电压上限可以通过用户配置文件、 手工输入或由系统来设置。 同样， 对波形输出的 最大和最小振幅可以初始化， 而幅度增加间隔可以是一个常数， 也可根据电压上限、 最大和 最小幅度来确定。 电压上限， 可以测量电池电压范围来动态地调节电压上限。 0042 输出波形的振幅可以从1微安到100毫安。 最小振幅可以从2微安、 3微安、 4微安、 5 微安、 10微安、 20微安、 30微安、 50微安或100微安。 最大振幅可达100微安， 150微安， 200微 安。
18、， 250微安， 300微安， 400微安， 500微安， 1毫安， 5毫安， 10毫安， 20毫安， 50毫安， 60毫安或 100毫安。 0043 该输出波形的频率从0.1赫兹到200赫兹。 一方面， 频率至少为0.1赫兹， 或者至少 是0.2赫兹， 0.5赫兹， 1赫兹， 5赫兹， 10赫兹到20赫兹。 一方面， 频率不高于500赫兹， 400赫 兹， 300赫兹， 200赫兹， 100赫兹， 或50赫兹。 0044 电压采样时间间隔至少为5秒， 或至少10， 20， 30， 40， 50， 或60秒。 时间间隔不超过 30秒， 或不超过60秒， 2分钟， 3分钟， 4分钟， 5分钟或1。
19、0分钟。 0045 幅度增加间隔至少1微安， 或者至少2个微安、 3微安、 4微安、 5微安， 10微安、 20微 安、 50微安、 或100微安。 幅度增加间隔不大于100微安、 150微安、 200微安、 250微安、 300微 安、 400微安、 500微安、 1毫安、 5毫安、 10毫安。 0046 电压上限是至少1000mV、 2000mV、 3000mV、 4000mV、 5000mV。 电压上限不高于 5000mV、 7000mV、 9000mV、 10000mV、 12000mV和15000mV。 0047 在步骤102中， 波形发生器先产生最小幅度的电流波形。 0048 B.。
20、电压测定 0049 在步骤201中， 二个电极之间的电压可以通过ADC采样测定， 它代表一个电流输出 说明书 3/4 页 5 CN 104474634 B 5 波形与生物阻抗的承积。 0050 C.调整 0051 在步骤202中， 采样电压和电压上限比较。 如果电压接近、 等于、 或超过上限， 则系 统调整波形的产生， 降低其输出电流信号的幅值， 如步骤203所示。 在一个方面中， 幅度可被 降低到基值， 如在步骤101的最小振幅。 0052 如果采样电压低于电压上限， 那么系统将通过在步骤101中设置的幅度增加间隔 值以增加其输出电流信号的幅度来调整电流波形至指定幅值， 如步骤302所示。 。
21、步骤301包 括确保幅度不超过系统允许的最大电压上限。 由于来自电极间生物阻抗不可预测的变化， 电流波形的连续监测将确保采样电压在预期的工作范围。 在这两种情况下， 系统会继续监 视采样电压， 如步骤204所示。 0053 电压上限， 可以动态地改变。 例如， 在步骤202中， 微控制器可以测量电池电压范围 来调节电压上限。 如果测量电池电压范围向下移动， 那么电压上限可以降低， 如0.05、 0.1或 0.2伏， 或按一定比例， 例如， 1， 2， 5， 10。 说明书 4/4 页 6 CN 104474634 B 6 图1 图2 说明书附图 1/1 页 7 CN 104474634 B 7 。