專利名稱：帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于緩解輕度焦慮、抑郁、失眠癥狀的經(jīng)顱微電流刺激裝置， 尤其是能產(chǎn)生隨內(nèi)置音樂節(jié)奏變化的特殊波形微電流的經(jīng)顱微電流刺激器。
背景技術(shù)：
目前，公知的經(jīng)顱微電流刺激器構(gòu)造是由電流發(fā)生器和兩個(gè)耳夾電極連接而成。 將兩個(gè)耳夾電極夾于左右耳垂，人手控制電流發(fā)生器，當(dāng)恒定電流發(fā)生器工作時(shí)，耳夾電極輸出特殊波形的生物電刺激(SCS腦部電醫(yī)學(xué)治療儀，刺激通道數(shù)為1導(dǎo)；刺激主頻為 0. 5Hz ；刺激電流強(qiáng)度為10 500 μ A可調(diào)節(jié)；波形是雙極性、非對稱長方波，50%占空比， 零凈電流；刺激時(shí)間為20分鐘/60分鐘可選)，促進(jìn)大腦的腦電波恢復(fù)正常，改善腦內(nèi)各種神經(jīng)介質(zhì)的釋放(內(nèi)啡肽、5-ΗΤ等)，抑制應(yīng)激激素的釋放。但是，現(xiàn)有的經(jīng)顱微電流刺激器忽略了與傳統(tǒng)的音樂療法的結(jié)合，特別是我國很多壓抑失眠患者習(xí)慣傳統(tǒng)的音樂療法。根據(jù)1986年出版的《中醫(yī)康復(fù)學(xué)》提出的“音樂開郁法”(代表樂曲漢魏古曲《流水》、唐代古曲《陽關(guān)三疊》)，這些音樂曲調(diào)爽快鮮明，對于由精神憂郁所導(dǎo)致的失眠有很好的療效；以及“音樂安神法”(代表樂曲梁代古曲《幽蘭》、晉代古曲《梅花三弄》)，曲調(diào)清幽柔綿，對于驅(qū)除焦慮煩躁引起的失眠有很好的效果?，F(xiàn)有經(jīng)顱微電流刺激器沒有結(jié)合傳統(tǒng)的音樂療法優(yōu)勢，效果較差。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的經(jīng)顱微電流刺激器不能結(jié)合傳統(tǒng)音樂療法優(yōu)勢的不足，本實(shí)用新型提供一種帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器，該經(jīng)顱微電流刺激器能提供波形、幅度與內(nèi)置樂曲相配合的微電流刺激。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，包括內(nèi)置樂曲音頻數(shù)據(jù)的主控芯片、分別與主控芯片電連接的顯示屏、控制鍵、電流刺激單元和音樂輸出單元；所述電流刺激單元包括電連接的恒定電流發(fā)生器和耳夾電極；所述音樂輸出單元包括電連接的音頻輸出電路和耳機(jī)；所述控制鍵選擇曲目，并將該信號送至主控芯片，主控芯片調(diào)用所選擇曲目的音頻數(shù)據(jù)，并將音頻數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)給恒定電流發(fā)生器和音頻輸出電路，恒定電流發(fā)生器將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流刺激信號并傳輸給耳夾電極；音頻數(shù)據(jù)經(jīng)音頻輸出電路放大后經(jīng)耳機(jī)轉(zhuǎn)化為樂曲。所述耳夾電極與恒定電流發(fā)生器的連線，和耳機(jī)與音頻輸出電路的連線包裝成一條線路。采用頭戴耳機(jī)樣式減輕耳垂所受拉力。所述音頻輸出電路是一 ΜΡ3解碼芯片加雙路功放構(gòu)成的音頻功率放大電路。所述恒定電流發(fā)生器采用一個(gè)正相側(cè)加法器連接主控芯片的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器輸出，將數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的電壓輸出變?yōu)殡p極性電壓輸出，再連接一個(gè)雙運(yùn)放壓控恒流源電路輸出恒定雙向電流。[0009]所述電流刺激信號采用恒定模式，所述恒定模式輸出電流的單位波形、頻率和幅度直接由控制鍵進(jìn)行選擇控制。所述樂曲包括緩解焦慮癥、抑郁癥和失眠癥的曲目，上述3種曲目分別對應(yīng)輸出占空比為50%的對稱方波、波形占空比為黃金比例的方波或模擬神經(jīng)動作電位的波形。所述電流刺激信號采用隨聲樂變化模式，所述隨聲樂變化模式輸出電流的單位波形、頻率和幅度由主控芯片控制隨音頻數(shù)據(jù)的變化而變化。所述輸出電流波形的幅度隨聲樂的音調(diào)高低變化，波形的頻率隨聲樂的節(jié)拍快慢變化，波形的形狀隨音色變化。所述電流幅度由主控芯片根據(jù)所選曲目音頻數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行控制，音頻數(shù)據(jù)的最大值對應(yīng)電流幅度最大值，音頻數(shù)據(jù)的最小值對應(yīng)電流幅度最小值，其它數(shù)據(jù)按線性比例轉(zhuǎn)換為電流幅度大小數(shù)據(jù)。所述電流幅度由主控芯片根據(jù)所選曲目音頻數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行控制，音頻數(shù)據(jù)的最大值對應(yīng)電流幅度最大值，音頻數(shù)據(jù)的最小值對應(yīng)電流幅度最小值，其它數(shù)據(jù)按線性比例轉(zhuǎn)換為電流幅度大小數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果(1)本實(shí)用新型的刺激器可以根據(jù)所選的曲目(包括緩解焦慮癥、抑郁癥和失眠癥的曲目)，選擇對應(yīng)的3種波形，進(jìn)行相應(yīng)的微電流刺激，音樂與電流刺激配合作用，對緩解上述癥狀有更好的效果。(2)刺激器的微電流刺激的波形和電流幅度隨所選曲目音頻的變化而進(jìn)行變化， 這樣音樂與電流刺激能更好的結(jié)合在一起，能更充分的體現(xiàn)音樂的優(yōu)勢，同時(shí)，該刺激器結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，實(shí)用性更強(qiáng)。

圖1是本實(shí)用新型刺激器的電路原理框圖。圖2是本實(shí)用新型刺激器的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。在圖1中，一種帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器，包括內(nèi)置樂曲音頻數(shù)據(jù)的主控芯片、分別與主控芯片電連接的顯示屏、控制鍵、電流刺激單元和音樂輸出單元；所述電流刺激單元包括電連接的恒定電流發(fā)生器和耳夾電極；所述音樂輸出單元包括電連接的音頻輸出電路和耳機(jī)；所述控制鍵選擇曲目，并將該信號送至主控芯片，主控芯片調(diào)用所選擇曲目的音頻數(shù)據(jù)，并將音頻數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)給恒定電流發(fā)生器和音頻輸出電路，恒定電流發(fā)生器將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流刺激信號并傳輸給耳夾電極；音頻數(shù)據(jù)經(jīng)音頻輸出電路放大后經(jīng)耳機(jī)轉(zhuǎn)化為樂曲。電源與主控芯片、恒定電流發(fā)生器、音頻輸出電路、顯示屏相連，為其提供工作電源。主控芯片采用C8051F020芯片，通過控制鍵控制經(jīng)顱微電流刺激的模式、波形、電流大小、刺激時(shí)間、選擇聲樂曲目及調(diào)節(jié)輸出音量。恒定電流發(fā)生器采用一個(gè)正相側(cè)加法器連接主控芯片的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器DACO輸出，將數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的電壓輸出變?yōu)殡p極性電壓輸出，再連接一個(gè)雙運(yùn)放壓控恒流源電路產(chǎn)生恒定雙極性電流，電流的單位波形、頻率、幅度由主控芯片根據(jù)輸出音樂的曲目進(jìn)行設(shè)定，設(shè)定方法是輸出電流波形的幅度隨聲樂的音調(diào)高低變化，波形的頻率隨聲樂的節(jié)拍快慢變化，波形的形狀隨音色變化，并通過控制鍵調(diào)整并選擇刺激時(shí)間。恒定電流發(fā)生器輸出通過兩根導(dǎo)聯(lián)線與兩個(gè)耳垂電極相連，使用時(shí)左右耳垂各夾一個(gè)電極。音頻輸出電路是一 MP3解碼芯片加雙路功放構(gòu)成的音頻功率放大電路，通過耳機(jī)接口與耳機(jī)相連。電極導(dǎo)聯(lián)線與耳機(jī)線包裝在一起。開啟電源開關(guān)后，如圖2，刺激模式控制鍵默認(rèn)選擇為恒定電流刺激模式時(shí)，輸出電流恒定，不隨聲樂變化。第一步，用波形控制鍵選擇輸出波形占空比為50%的對稱方波、波形占空比為黃金比例的方波或模擬神經(jīng)動作電位的波形。第二步，通過時(shí)間控制鍵設(shè)置刺激時(shí)間10分鐘-60分鐘；默認(rèn)刺激時(shí)間為20分鐘。通過電流大小控制鍵設(shè)置輸出電流大小，輸出電流最大值不超過999微安；通過電流頻率控制鍵設(shè)置電流頻率；默認(rèn)輸出電流的大小、頻率為10微安、1赫茲。最后，刺激時(shí)間用完時(shí)，儀器停止輸出并自動關(guān)機(jī)。當(dāng)刺激模式控制鍵選擇為隨聲樂變化刺激模式時(shí)，第一步通過曲目選擇鍵選擇聲樂曲目，電流輸出會調(diào)用所選擇曲目的音頻數(shù)據(jù)，主控芯片根據(jù)曲目的順序號選定輸出電流的單位波形；第二步輸出隨音頻數(shù)據(jù)變化的電流。電流的大小由音頻數(shù)據(jù)的大小確定，音頻數(shù)據(jù)的最大值對應(yīng)電流最大值(由電流大小控制鍵或數(shù)字按鍵設(shè)定)，音頻數(shù)據(jù)的最小值對應(yīng)電流最小值，其它數(shù)據(jù)按線性比例轉(zhuǎn)換為電流大小數(shù)據(jù)；電流頻率由音頻數(shù)據(jù)的播放速率決定。最后，當(dāng)音頻數(shù)據(jù)播放完畢時(shí)，儀器停止輸出并自動關(guān)機(jī)。
權(quán)利要求1.一種帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，包括內(nèi)置樂曲音頻數(shù)據(jù)的主控芯片、分別與主控芯片電連接的顯示屏、控制鍵、電流刺激單元和音樂輸出單元；所述電流刺激單元包括電連接的恒定電流發(fā)生器和耳夾電極；所述音樂輸出單元包括電連接的音頻輸出電路和耳機(jī)；所述控制鍵選擇曲目，并將該信號送至主控芯片，主控芯片調(diào)用所選擇曲目的音頻數(shù)據(jù)，并將音頻數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)給恒定電流發(fā)生器和音頻輸出電路，恒定電流發(fā)生器將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流刺激信號并傳輸給耳夾電極；音頻數(shù)據(jù)經(jīng)音頻輸出電路放大后經(jīng)耳機(jī)轉(zhuǎn)化為樂曲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述耳夾電極與恒定電流發(fā)生器的連線，和耳機(jī)與音頻輸出電路的連線包裝成一條線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述音頻輸出電路是一MP3 解碼芯片加雙路功放構(gòu)成的音頻功率放大電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述恒定電流發(fā)生器采用一個(gè)正相側(cè)加法器連接主控芯片的數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器輸出，將數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器的電壓輸出變?yōu)殡p極性電壓輸出，再連接一個(gè)雙運(yùn)放壓控恒流源電路輸出恒定雙向電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述電流刺激信號采用恒定模式，所述恒定模式輸出電流的單位波形、頻率和幅度直接由控制鍵進(jìn)行選擇控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述樂曲包括緩解焦慮癥、 抑郁癥和失眠癥的曲目，上述3種曲目分別對應(yīng)輸出占空比為50%的對稱方波、波形占空比為黃金比例的方波或模擬神經(jīng)動作電位的波形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述電流刺激信號采用隨聲樂變化模式，所述隨聲樂變化模式輸出電流的單位波形、頻率和幅度由主控芯片控制隨音頻數(shù)據(jù)的變化而變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述輸出電流波形的幅度隨聲樂的音調(diào)高低變化，波形的頻率隨聲樂的節(jié)拍快慢變化，波形的形狀隨音色變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述電流幅度由主控芯片根據(jù)所選曲目音頻數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行控制，音頻數(shù)據(jù)的最大值對應(yīng)電流幅度最大值，音頻數(shù)據(jù)的最小值對應(yīng)電流幅度最小值，其它數(shù)據(jù)按線性比例轉(zhuǎn)換為電流幅度大小數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的經(jīng)顱微電流刺激器，其特征在于，所述電流幅度由主控芯片根據(jù)所選曲目音頻數(shù)據(jù)的大小進(jìn)行控制，音頻數(shù)據(jù)的最大值對應(yīng)電流幅度最大值，音頻數(shù)據(jù)的最小值對應(yīng)電流幅度最小值，其它數(shù)據(jù)按線性比例轉(zhuǎn)換為電流幅度大小數(shù)據(jù)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種帶聲樂功能的經(jīng)顱微電流刺激器，包括內(nèi)置樂曲音頻數(shù)據(jù)的主控芯片、分別與主控芯片電連接的顯示屏、控制鍵、電流刺激單元和音樂輸出單元；所述電流刺激單元包括電連接的恒定電流發(fā)生器和耳夾電極；所述音樂輸出單元包括電連接的音頻輸出電路和耳機(jī)；所述控制鍵選擇曲目，并將該信號送至主控芯片，主控芯片調(diào)用所選擇曲目的音頻數(shù)據(jù)，并將音頻數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)給恒定電流發(fā)生器和音頻輸出電路，恒定電流發(fā)生器將音頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電流刺激信號并傳輸給耳夾電極；音頻數(shù)據(jù)經(jīng)音頻輸出電路放大后經(jīng)耳機(jī)轉(zhuǎn)化為樂曲。
文檔編號A61N1/36GK202086952SQ20112012836
公開日2011年12月28日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月27日
發(fā)明者吳效明, 楊啟輝, 梁嘉能, 馬元喆 申請人:華南理工大學(xué)