專利名稱：新型股骨頭壞死治療儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種人體骨傷科疾患的治療裝置，特別是股骨頭壞死治療儀。
背景技術：
髖關節(jié)是人體主要關節(jié)之一，是人體承載最大的關節(jié)。髖關節(jié)的關鍵部位股骨頭一旦壞死，將導致髖關節(jié)功能被破壞。患者行走困難，髖關節(jié)僵直，疼痛劇烈，并伴有增生性骨關節(jié)炎。股骨頭壞死病的治療是當前醫(yī)學領域里的難題之一。目前，國內外治療股骨頭壞死病以手術置換壞死的股骨頭為主要治療手段。它是選用金屬或復合材料做人工股骨頭，置換于人體內形成長久假體替代，或做大型髖關節(jié)手術，進行肌肉、骨瓣、血管移植等來治療壞死的股骨頭。上述治療方法，復雜程度高，療程長，常會出現(xiàn)一些難以克服的并發(fā)癥，最后會導致股骨頭形態(tài)學改變，髖關節(jié)骨質增生，關節(jié)間隙變窄，關節(jié)僵直，以至致殘，喪失勞動能力。股骨頭壞死病也有口服藥物(西藥，中藥)治療的方法，但療效很不理想，無法根治。
20世紀50年代，物理學家Tukada與骨科專家Yasuda研究發(fā)現(xiàn)，骨的機械變形即骨的內應力，會產(chǎn)生電位差SGP，而SGP會引起細胞活性反應，促進骨的生長與再建。SGP不但存在于生命狀態(tài)的骨中，也存在于非生命狀態(tài)的干骨中，SGP只與骨的化學成份，物理結構，幾何形狀有關，而與是否有活性細胞存在無關。這一理論在20世紀80年代已被用于骨科疾病的治療。股骨頭壞死一旦形成，首先是股骨頭內骨發(fā)生改變，即它的化學成份，物理結構，幾何形狀發(fā)生改變，因此它的電性能改變，會出現(xiàn)損傷電位差。股骨頭發(fā)生壞死的病理改變過程是漫長的，首先由骨的微結構變化，最后股骨頭的形態(tài)學發(fā)生改變，股骨頭塌陷，關節(jié)間隙變窄。這一過程一般要1-3年時間，重要原因就是骨形態(tài)學的改變使它出現(xiàn)的SGP引起的骨細胞活性反應，促進骨的生長與再建的修復作用。20世紀60年代以后，國外有人開始利用SGP進行動物骨損傷治療實驗，后來，也有人利用電磁場治療軟組織損傷以及用電刺激用于骨質疏松的預防和治療。
本發(fā)明人在研究過程中發(fā)現(xiàn)不加應力，而直接在骨外施加電信號也將引起細胞反應，促進骨生長重建。根據(jù)這一原理，本發(fā)明人提出了一種新的治療股骨頭壞死病的治療方案，做出了專利號為ZL92111451.6的發(fā)明《人體股骨頭壞死治療儀》。該發(fā)明是采用一個能產(chǎn)生多種頻率的中頻發(fā)生器，一個對中頻波形及頻率進行調制的調制器，一個脈沖發(fā)生器及一個紅外發(fā)生器構成的一臺治療儀，其輸出信號為中頻電、脈沖及紅外輻射熱綜合疊加信號，與中藥配合作用在人體病變部位按經(jīng)絡穴位圖指示選定的穴位上。用外加電信號引起細胞應激效應，改變正常骨組織與病變骨組織的電位差，改善壞死股骨頭內化學成份、物理結構和幾何形狀特征，使在骨內產(chǎn)生電位差，導致骨生長及再修復能力，從而達到治療股骨頭壞死疾病的效果。該治療儀采用不同于傳統(tǒng)外科手術、假體替代的被動療法，提出一種全新的能使壞死股骨頭修復、重新生長的積極治療方案；選用對人體具有較強穿透能力的中頻電，附以紅外線熱作用，增加藥物活性，促進入體通經(jīng)活絡，加強電信號將中藥有效成分向股骨頭部位聚集，，達其肌里、透其筋骨，作用于病所。該治療儀還加入脈沖信號的作用，調節(jié)平衡機能，達到舒筋活血，通經(jīng)化淤，祛腐生新，消腫止痛，修復組織的作用。使用該儀器病人無需手術，沒有痛苦，沒有并發(fā)癥和后遺癥，治療效果顯著。該治療儀不足之處是它的中頻波、調制波、低頻脈沖波均由類似的振蕩器產(chǎn)生，是用改變微分電路阻值的辦法改變頻率高低，用改變電位器參數(shù)的辦法改變幅度大小，因此，誤差較大，是定性控制、定性治療，不能達到最佳的治療效果。同時該治療儀的控制面板上，頻率、脈沖強度、紅外強度等是用帶旋鈕的電位器控制，用電動式指針儀表指示，精度低，顯示不夠準確。
技術內容本發(fā)明的目的，就是針對現(xiàn)有治療儀上述缺點，提供一種以微處理器為核心，電路模塊化的，全面實現(xiàn)量化控制，量化顯示，實行量化治療的，新型股骨頭壞死治療儀。
本發(fā)明的目的是以下述技術方案實現(xiàn)的一種新型股骨頭壞死治療儀是由主板電路，控制面板，穴位器組成，其特征在于主板電路以CPU為核心，由一個顯示控制模塊，壓頻振蕩器模塊，調制和放大模塊，PC串行通訊模塊，看門狗模塊，D/A轉換模塊，紅外線發(fā)生及精確控制模塊，電源模塊組成；控制面板采用薄膜界面，上面配有指示燈，按鈕，雙位數(shù)碼管。
本發(fā)明新型股骨頭壞死治療儀以WOLFF定律及壓電、逆壓電學說、生物電和傳統(tǒng)中醫(yī)理論為依據(jù)，結合現(xiàn)代技術，使新型股骨頭壞死治療儀產(chǎn)生綜合生物電信號按人體骨軸線釋放，作用于治療部位，改變骨內電位和應力，增強中藥活性，激發(fā)骨生長和骨自發(fā)能力，從而使骨纖維重塑、生新骨，達到骨壞死得以修復重建目的。新型股骨頭壞死治療儀提供一種全面實現(xiàn)量化控制，量化顯示，實行量化治療的，體現(xiàn)了內外兼治整體療法的新型治療儀。


下面將結合附圖及實施例對本發(fā)明進行更詳細的說明。
附圖1本發(fā)明主控電路與顯示控制電路圖附圖2本發(fā)明中的部分功能模塊電路圖附圖3本發(fā)明中的數(shù)碼顯示控制電路圖附圖4本發(fā)明中的通訊模塊電路圖附圖5本發(fā)明中的電源模塊電路圖附圖6本發(fā)明中面板上的按鈕和燈光顯示控制電路圖附圖7本發(fā)明的控制面板圖具體實施方式
附圖1中，U6是核心CPU，使用芯片AT89C52，看門狗電路模塊連接于該芯片AT89C52的P1.0～P1.3腳，看門狗模塊電路的核心組件U5采用芯片X25045。CPU芯片AT89C52的P0.0～P0.7腳連接U2，U3，U4，它們都采用74L5373芯片，分別控制數(shù)碼顯示電路、面版按鈕和燈光顯示電路。CPU的P1.4，P1.6，P2.0～P2.7腳等分別與低頻脈沖電路，供熱電路，電源電路，輸出控制電路相連接。P1.5連接蜂鳴器電路。
附圖2中所示的是壓頻振蕩器模塊，調制和放大模塊，D/A轉換模塊，紅外線發(fā)生及精確控制模塊及輸出電路模塊。壓頻振蕩器模塊的核心組件是U11，采用LM311芯片，產(chǎn)生中頻波。中頻波的頻率針對不同癥狀分別為溶骨800Hz，硬化1600Hz，崩解2400Hz，僵直4800Hz，肥大7200Hz，變異9600Hz。該中頻波經(jīng)U10，即芯片74L574，T5功放管8050組成的調制和放大模塊，輸出放大的調制中頻波。由CPU提供的低頻脈沖信號經(jīng)放大，輸出低頻脈沖波。低頻脈沖波的頻率為1～25Hz，均勻可調，等級間隔為1Hz，脈沖寬度為5毫秒。紅外線發(fā)生及精確控制模塊主要由一個溫敏芯片DS1820組成，由它和CPU控制的供熱電路，向穴位器提供熱量，可以精確測量和控制穴位器的溫度。溫敏芯片DS1820裝置在穴位器內。控制溫度范圍是25～60℃，等級間隔為1℃。CPU的控制信號，由一個以MAX500芯片(U9)為主組成的D/A轉換模塊，分別向壓頻振蕩器模塊，調制和放大模塊，紅外線發(fā)生及精確控制模塊及輸出電路模塊發(fā)出控制信號。由運算放大器LF311(U8)為主組成的比較電路，對預設定參數(shù)與回路的各種參數(shù)比較，從而完成回路中各個量的實時控制。
附圖3所示的數(shù)碼顯示控制電路，U18是芯片74LS138，U19和U22都是4511。由它控制面板上的數(shù)碼管顯示。T7～T12是開關管。
附圖4所示的是通訊電路，主要是由一個芯片DCL232(U1)組成。負責與PC機的通訊。該通訊電路有三項功能，第一項是可以輸出任意波形的調制波，如三角波、指數(shù)波、梯形波等。第二項是通過PC機可以控制本新型股骨頭壞死治療儀的運行狀態(tài)，運行參數(shù)，可以記錄下治療過程中的各種參數(shù)的變化情況，利用PC機數(shù)據(jù)分析能力進行統(tǒng)計分析，可以對新型股骨頭壞死治療儀治療過程和治療原理進行詳細的研究。第三項是新型股骨頭壞死治療儀具有相當程度的可編程性，由PC機研究統(tǒng)計出較好的治療參數(shù)和波形后，可由PC機對新型股骨頭壞死治療儀進行自動調整，使新型股骨頭壞死治療儀在不改變硬件投資的情況下實現(xiàn)功能升級。
附圖5所示是電源模塊電路，為本機提供DC5V和DC15V電源。
附圖6所示是面板上的按鈕和燈光顯示控制電路，其中，R1、R2是棒狀電阻，L1～L12和MARK為發(fā)光二極管。B1～B20，PSW是按鈕。
附圖7所示的是控制面板圖。圖中1是治療儀標志形的電源指示燈，2是模造指示燈，紅燈亮時表示模造功能電路系統(tǒng)工作正常，3是類型指示燈，紅燈亮時表示類型各種狀態(tài)電路系統(tǒng)工作正常，4是調制指示燈，紅燈亮時表示調制電路系統(tǒng)工作正常，5是脈沖指示燈，紅燈亮時表示脈沖電路系統(tǒng)工作正常，6是溫度指示燈，紅燈亮時表示溫度電路系統(tǒng)工作正常。7，8，9，10，11，12，是類型選擇指示燈。13是溶骨鍵，按下13鍵，綠燈7亮時，表明類型選擇在溶骨狀態(tài)下，溶骨電路系統(tǒng)工作正常；14是硬化鍵，按下14鍵，綠燈8亮時，表明類型選擇在硬化狀態(tài)下，硬化電路系統(tǒng)工作正常；15是崩解鍵，按下15鍵，綠燈9亮時，表明類型選擇在崩解狀態(tài)下，崩解電路系統(tǒng)工作正常；16是僵直鍵，按下16鍵，綠燈10亮時，表明類型選擇在僵直狀態(tài)下，僵直電路系統(tǒng)工作正常；17是肥大鍵，按下17鍵，綠燈11亮時，表明類型選擇在肥大狀態(tài)下，肥大電路系統(tǒng)工作正常；18是變異鍵，按下18鍵，綠燈12亮時，表明類型選擇在變異狀態(tài)下，變異電路系統(tǒng)工作正常；19，20，21，22，23，24是數(shù)碼管；25，26，27，28，29，30是增加(＋)或減少(－)鍵；類型強度的數(shù)碼管19，顯示數(shù)字由01～99，按25鍵的(＋)或(－)來改變其強度大小，按(＋)增加，按(－)減少；脈沖強度的數(shù)碼管20，顯示數(shù)字由01～99，按26鍵的(＋)或(－)來改變其強度大?。徽{制頻率的數(shù)碼管21，顯示數(shù)字由0.1～70，按27鍵的(＋)或(－)改變其頻率的大小，按(＋)增加，按(－)減少，21數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接表征調制頻率的量值；脈沖頻率的數(shù)碼管22，顯示數(shù)字由0.1～25，按28鍵的(＋)或(－)改變其大小，按(＋)增加，按(－)減少，22數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接表征脈沖頻率的量值；治療時間的數(shù)碼管23，顯示數(shù)字由5～25，按29鍵的(＋)或(－)改變其時間的長短，按(＋)增加5，按(－)減少5，23數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接表示治療時間，單位是分鐘；溫度顯示的數(shù)碼管24，顯示數(shù)字由25～60，按30鍵的(＋)溫度升高，按(－)溫度降低，每按一次(＋)增加1，按(－)一次減少1，24數(shù)碼管顯示的數(shù)字直接表示穴位器的表面溫度，單位是攝氏度(℃)，設定的最高溫度不超過60℃。32是暫停鍵，在治療中需要改變治療類型時，按暫停鍵后才能進行更改操作；31是治療鍵，當治療方案設定調整好后，先按暫停鍵32，再按治療鍵31即開始治療。33是開關鍵。電源接好后，按開關鍵33，電源指示燈1亮，19～24六個數(shù)碼管同時顯示88，并且閃動，在蜂鳴器發(fā)出斷續(xù)聲響后，2～6各指示燈全亮，類型選擇指示燈7～12按原設定的某一個鍵上邊的指示燈亮，19～24六組數(shù)碼管顯示原治療方案設定的數(shù)字，表明治療儀各系統(tǒng)工作正常，處于待命治療工作狀態(tài)。圖中34是電源插座，35是主穴位器五孔插座，36是副穴位器三孔插座，37是PC機接口插座，38是連接示波器的插座，39是扳動開關。上述34～39項圖示的器件是裝在治療儀側面板上的。
新型股骨頭壞死治療儀的治療操作程序是將主、副穴位器的插頭分別與插座35、36連接好。按醫(yī)囑做好藥餅墊，將藥餅墊敷在穴位上，使藥墊與皮膚界面完全接觸，穴位器置于藥墊上，固定好防止移動。接通電源，到治療儀顯示各系統(tǒng)工作正常的待命狀態(tài)。首先要按醫(yī)囑設定所有治療數(shù)據(jù)。設定的步驟是第一步，先選擇治療類型按醫(yī)囑，如治療“肥大”，則按17鍵，11綠燈亮；第二步，選擇治療溫度如醫(yī)囑為40℃，則按30鍵的“＋”或“－”，使數(shù)碼管24指示為40；第三步，選擇治療時間如醫(yī)囑為25分鐘，則按29鍵的“＋”或“－”，使數(shù)碼管23指示為25；第四步，選擇脈沖頻率如醫(yī)囑為12Hz，則按28鍵的“＋”或“－”，使數(shù)碼管22指示為12；第五步，選擇調制頻率如醫(yī)囑為20Hz，則按27鍵的“＋”或“－”，使數(shù)碼管21顯示為20；第六步連續(xù)各按兩次強度類型鍵25和脈沖強度鍵26的“－”，這時數(shù)碼管19、20的顯示均為01；第七步，按治療鍵31，這時數(shù)碼管23、24開始閃動，數(shù)碼管23顯示的25為治療時間25分鐘，數(shù)碼管24顯示的是穴位器當前的表面溫度，并且逐漸增加。第八步，按類型強度鍵25的“＋”，患者感到在一個或兩個穴位器下的皮膚，出現(xiàn)一種擴散的循經(jīng)傳感，如麻、脹、酸、刺、酥等感覺。再按脈沖強度26鍵的“＋”、“－”，可調整上述循經(jīng)傳感的強弱變化。這時全部設定結束，按暫停鍵32，數(shù)碼管停止閃動，數(shù)碼管顯示的數(shù)字即為醫(yī)生設定的數(shù)據(jù)。按治療鍵31，開始治療。穴位器的溫度逐漸上升，最終達到設定溫度，并自動控制其在等于或低于1℃的范圍內。數(shù)碼管23顯示的治療時間，從設定值逐漸減少，當減到0時，治療儀自動停止治療，蜂鳴器發(fā)出四次響聲，告知這次治療全部結束。
權利要求
1一種新型股骨頭壞死治療儀是由主板電路，控制面板，穴位器組成，其特征在于主板電路以CPU為核心，由一個顯示控制模塊，壓頻振蕩器模塊，調制和放大模塊，PC串行通訊模塊，看門狗模塊，D/A轉換模塊，紅外線發(fā)生及精確控制模塊，電源模塊組成；控制面板采用薄膜界面，上面配有指示燈，按鈕，雙位數(shù)碼管。
2如權利要求1所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于主板電路的CPU使用芯片AT89C52，該芯片的各腳相應與顯示控制模塊，壓頻振蕩器模塊，調制和放大模塊，PC串行通訊模塊，看門狗模塊，D/A轉換模塊，紅外線發(fā)生及精確控制模塊，電源模塊相連。
3如權利要求1和2所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于顯示控制模塊中控制數(shù)碼顯示電路的主要組件U4，控制盤面按鍵和燈光顯示電路的主要組件U2、U3都使用的是芯片74L5373。
4如權利要求1和2所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于壓頻振蕩器模塊的主要組件U11使用芯片LM331，調制和放大模塊的主要組件U10使用芯片74L574和功放管8050，CPU和所述壓頻振蕩器模塊、調制和放大模塊產(chǎn)生中頻波、調制波、低頻脈沖波，并對其幅度大小和頻率高低進行準確控制。
5如權利要求1和2所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于紅外線發(fā)生及精確控制模塊主要由一個溫敏芯片DS1820組成。
6如權利要求1所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于控制面板采用薄膜界面，上面配有電源指示燈(1)，模造指示燈(2)，類型指示燈(3)，調制指示燈(4)，脈沖指示燈(5)，溫度指示燈(6)，溶骨指示燈(7)，硬化指示燈(8)，崩解指示燈(9)，僵直指示燈(10)，肥大指示燈(11)，變異指示燈(12)；所述的控制面板上還配有溶骨按鈕(13)，硬化按鈕(14)，崩解按鈕(15)，僵直按鈕(16)，肥大按鈕(17)，變異按鈕(18)，類型強度調節(jié)按鈕(25)，脈沖強度調節(jié)按鈕(26)，調制頻率調節(jié)按鈕(27)，脈沖頻率調節(jié)按鈕(28)，治療時間調節(jié)按鈕(29)，溫度調節(jié)按鈕(30)，治療按鈕(31)，暫停按鈕(32)；所述的控制面板上還配有顯示類型強度雙位數(shù)碼管(19)，顯示脈沖強度雙位數(shù)碼管(20)，顯示調制頻率雙位數(shù)碼管(21)，顯示脈沖頻率雙位數(shù)碼管(22)，顯示治療時間雙位數(shù)碼管(23)，顯示溫度雙位數(shù)碼管(24)。
7如權利要求1和6所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于控制面板上的類型強度調節(jié)按鈕(25)，脈沖強度調節(jié)按鈕(26)，調制頻率調節(jié)按鈕(27)，脈沖頻率調節(jié)按鈕(28)，治療時間調節(jié)按鈕(29)，溫度調節(jié)按鈕(30)都是由增加(＋)和減少(－)兩個按鈕組成。
8如權利要求1和6所述的新型股骨頭壞死治療儀，其特征在于控制面板上的電源指示燈(1)是治療儀標志形狀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種以生物電和傳統(tǒng)中醫(yī)理論為依據(jù),結合現(xiàn)代技術治療股骨頭壞死病患的治療儀,新型股骨頭壞死治療儀產(chǎn)生綜合生物電信號,作用于治療部位,改變骨內電位和應力,增強中藥活性,激發(fā)骨生長和骨自發(fā)能力,從而使骨纖維重塑,達到骨壞死得以修復重建目的。新型股骨頭壞死治療儀以微處理機為核心,電路模塊化,實現(xiàn)量化控制,量化顯示,實行量化治療的,體現(xiàn)了內外兼治整體療法的新型治療儀。
文檔編號A61N1/32GK1333065SQ0112419
公開日2002年1月30日 申請日期2001年8月22日 優(yōu)先權日2001年8月22日
發(fā)明者黃克勤, 黃永勛 申請人:黃克勤