一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，包括電療設(shè)備，電療設(shè)備包括用于生成脈沖波波形信號的脈沖發(fā)生器；連接脈沖波發(fā)生器的第一電極和第二電極，兩電極用于和脈沖波發(fā)生器交換電信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，模數(shù)轉(zhuǎn)換器與第一電極和第二電極進(jìn)行電信號交換，并配置測量第一電極和第二電極連接在導(dǎo)體的二個獨(dú)立部位時的電壓；控制器，控制器包括處理器，內(nèi)存和程序代碼，處理器用于配置控制器去執(zhí)行：(a)按預(yù)定時間間隔接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓作為輸入；和(b)當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓低于電壓上限時，控制器按預(yù)設(shè)的幅度間隔值增加脈沖波幅度，或當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓等同超過閾值時，控制器降低脈沖波幅度到脈沖波幅度基值。
【專利說明】一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]電療是利用電刺激來幫助損壞的人體康復(fù)，包括疼痛控制，加速愈合過程。電療主要以兩種方式治療，對所需部位減少腫脹和增加循環(huán)。減少腫脹是讓更多血液沖向那個需要治療的地區(qū)，增加血流循環(huán)將允許氧氣、營養(yǎng)物質(zhì)、以及身體細(xì)胞開始致力于修復(fù)受損的組織。一種常見的電療療法是經(jīng)皮神經(jīng)電刺激(TENS)。TENS采用可以固定于皮膚小電極，治療師通過手工調(diào)整流向電極的電流數(shù)量至病人所需的治療水平。電療在疼痛管理有兩種治療方式。人體內(nèi)大量的神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)通路。這讓大腦可發(fā)送信號給身體或身體可發(fā)送信號給大腦。這些信號之一就是疼痛。電療可通過截止疼痛信號，使病人感覺不到它。電療也可激活身體產(chǎn)生內(nèi)啡肽。內(nèi)啡肽是一種化學(xué)物質(zhì)，作為身體的天然止痛藥。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，可根據(jù)從患者體內(nèi)采取的反饋對施加的電流波形進(jìn)行逐步精細(xì)調(diào)整以減少或避免飽和。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法包括，包括產(chǎn)生電療信號的電療設(shè)備，所述電療設(shè)備包括:
[0005]用于生成脈沖波波形信號的脈沖發(fā)生器；
[0006]連接所述脈沖波發(fā)生器的第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極用于和所述脈沖波發(fā)生器交換電信號；
[0007]模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述第一電極和第二電極進(jìn)行電信號交換，并配置測量第一電極和第二電極連接在導(dǎo)體的二個獨(dú)立部位時的電壓；
[0008]控制器，所述控制器包括處理器，內(nèi)存和程序代碼，所述處理器用于配置所述控制器去執(zhí)行包括如下操作:
[0009](a)按電壓采樣周期時間表上的時間間隔接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓作為輸入；和
[0010](b)當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓低于電壓上限時，所述控制器按預(yù)設(shè)的幅度間隔值增加脈沖波幅度，或當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓等同超過閾值時，所述控制器降低脈沖波幅度到脈沖波幅度基值。
[0011]進(jìn)一步地，在步驟(a)之前所述處理器配置控制器去執(zhí)行包括:
[0012]對電壓采樣周期時間表進(jìn)行初始化，設(shè)置一個恒定的時間間隔持續(xù)采樣，所述時間間隔可根據(jù)需求改變；
[0013]初始化所述電療設(shè)備的電壓上限，所述電壓上限可以通過用戶配置文件、手工輸入或由系統(tǒng)來設(shè)置；
[0014]初始化輸出電流波形幅度的最大值和最小值；
[0015]初始化電流幅度增加間隔值，所述幅度增加間隔值可以是一個常數(shù)或者根據(jù)電壓上限、最大和最小幅度來確定；
[0016]還包括波形發(fā)生器先產(chǎn)生最小幅度的電流波形。
[0017]進(jìn)一步地，所述電壓上限可以通過測量電池電壓范圍來動態(tài)地調(diào)節(jié)。
[0018]進(jìn)一步地，所述的時間間隔是從10秒到60秒。
[0019]進(jìn)一步地，所述電壓上限是從3000mV至9000mV。
[0020]進(jìn)一步地，所述脈沖波幅度基值是從0.0lmA至60mA。
[0021]進(jìn)一步地，所述脈沖波幅度間隔是從0.005mA至2mA。
[0022]進(jìn)一步地，所述脈沖波形的頻率從0.1赫茲至200赫茲。
[0023]進(jìn)一步地，所述脈沖波形的振幅從IuA至200uA。
[0024]傳統(tǒng)的電池驅(qū)動的電療刺激器由于電池電壓限制和不同生物高阻抗，其用于刺激的電流波形可以很容易地進(jìn)入一個飽和的狀態(tài)。本發(fā)明提供一種方法可根據(jù)從患者體內(nèi)采取的反饋對施加的電流波形進(jìn)行逐步精細(xì)調(diào)整以減少或避免飽和。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]作為本發(fā)明的實施例附圖起舉例說明，而不是局限于此，其中:
[0026]圖1為本發(fā)明一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法實施例中電療設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法實施例中電療波形輸出的調(diào)整流程；
[0028]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，部分或全部的圖形是舉例的示意圖，因此，它們不一定需要描繪相對的實際元素尺寸或位置。圖中所給出是用實施例進(jìn)行明確的說明與理解，而不是對權(quán)利要求的使用范圍和本意進(jìn)行限制。

【具體實施方式】
[0029]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合圖示與具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0030]電池驅(qū)動的電刺激設(shè)備通常配備小電池產(chǎn)生指定的電流波形應(yīng)用于人體的刺激。這樣的電流波形因高阻抗和低電池電量可以很容易地進(jìn)入飽和狀態(tài)。本發(fā)明提供一種可根據(jù)從患者體內(nèi)采取的反饋對施加的電流波形進(jìn)行逐步精細(xì)調(diào)整以減少或避免飽和的方法。
[0031]電池都有一個預(yù)設(shè)的工作電壓范圍，其輸出波形的電流受限于來自人體的高生物阻抗，如早期階段的200K歐姆或以上，并在幾分鐘或幾小時后逐漸下降到一個可接受的水平如2K歐姆或更低。這種生物阻抗的改變是有帶有電刺激信號的電極對人體逐步建立離子通道來降低的。
[0032]傳統(tǒng)的電療裝置通常不考慮生物阻抗的影響。它只產(chǎn)生一個預(yù)定的波形而導(dǎo)致一個飽和輸出波形，即，超過功率范圍的工作，或一個無效的輸出波形來進(jìn)行電療。
[0033]此處提供一種發(fā)現(xiàn)；漸進(jìn)調(diào)整一個電流波形可以減少或防止輸出飽和波形發(fā)生。這種調(diào)整是當(dāng)二個電極應(yīng)用在患者皮膚或身體時采樣二個電極之間的電壓作為輸入。電壓可以直接測量或來自其他參數(shù)。進(jìn)一步描述如下。
[0034]漸進(jìn)調(diào)整的一個目標(biāo)是以適當(dāng)步驟在適當(dāng)?shù)碾妷悍秶鷥?nèi)逐漸增加/減少輸出波形。例如，如果采樣電壓低于電壓范圍的上限，系統(tǒng)按一定的幅度間隔提高輸出波形的振幅。電壓采樣檢測可按預(yù)置頻率持續(xù)。如采樣電壓達(dá)到或超過上限，振幅可降低到上限以下水平。后來，電壓采樣測定可以持續(xù)至滿足所需的波形幅度。
[0035]圖1所示為本發(fā)明一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法實施例中電療設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，微控制器101包括至少一個波形發(fā)生器如脈沖波發(fā)生器，可以為一個方波發(fā)生器，內(nèi)嵌程序代碼的處理器和內(nèi)存對波形發(fā)生器進(jìn)行控制。微控制器連接到兩個電極片102和103并輸出電流波形到人體生物阻抗104，可以在一個病人身上。如圖所示，輸出電流波形從101，102，104，103，并回到101。模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 103可響應(yīng)微控制器101指令從電極102和10采集電壓電位。
[0036]圖2所示為本發(fā)明一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法實施例中電療波形輸出的調(diào)整流程，包括如下步驟。
[0037]A.初始化
[0038]在步驟101進(jìn)行初始化，包括:
[0039](I)電壓采樣周期時間表，設(shè)置一固定時間；(2)電壓上限；(3)輸出電流波形幅度的最大值和最小值；和(4)電流幅度增加間隔值。
[0040]電壓米樣周期時間表，在一個方面，以一個恒定的時間間隔持續(xù)米樣。在另一方面，此時間間隔在需要時可以隨時增加或減少，例如，當(dāng)輸出波形接近電壓上限，電壓采樣測定可進(jìn)行得更頻繁。
[0041]電壓上限可以通過用戶配置文件、手工輸入或由系統(tǒng)來設(shè)置。同樣，對波形輸出的最大和最小振幅可以初始化，而幅度增加間隔可以是一個常數(shù)，也可根據(jù)電壓上限、最大和最小幅度來確定。電壓上限，可以測量電池電壓范圍來動態(tài)地調(diào)節(jié)電壓上限。
[0042]輸出波形的振幅可以從I微安到100毫安。最小振幅可以從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。最大振幅可達(dá)100微安，150微安，200微安，250微安，300微安，400微安，500微安，I _安，5毫安，10暈安，20暈安，50暈安，60毫安或100毫安。
[0043]該輸出波形的頻率從0.1赫茲到200赫茲。一方面，頻率至少為0.1赫茲，或者至少是0.2赫茲，0.5赫茲，I赫茲，5赫茲，10赫茲到20赫茲。一方面，頻率不高于500赫茲，400赫茲，300赫茲，200赫茲，100赫茲，或50赫茲。
[0044]電壓采樣時間間隔至少為5秒，或至少10，20，30，40，50，或60秒。時間間隔不超過30秒，或不超過60秒，2分鐘，3分鐘，4分鐘，5分鐘或10分鐘。
[0045]幅度增加間隔至少I微安，或者至少2個微安、3微安、4微安、5微安，10微安、20微安、50微安、或100微安。幅度增加間隔不大于100微安、150微安、200微安、250微安、300微安、400微安、500微安、I _安、5 _安、10毫安。
[0046]電壓上限是至少1000mV、2000mV、3000mV、4000mV、5000mV。電壓上限不高于5000mV、7000mV、9000mV、10000mV、12000mV 和 15000mV。
[0047]在步驟102中，波形發(fā)生器先產(chǎn)生最小幅度的電流波形。
[0048]B.電壓測定
[0049]在步驟201中，二個電極之間的電壓可以通過ADC采樣測定，它代表一個電流輸出波形與生物阻抗的承積。
[0050]C.調(diào)整
[0051]在步驟202中，采樣電壓和電壓上限比較。如果電壓接近、等于、或超過上限，則系統(tǒng)調(diào)整波形的產(chǎn)生，降低其輸出電流信號的幅值，如步驟203所示。在一個方面中，幅度可被降低到基值，如在步驟101的最小振幅。
[0052]如果采樣電壓低于電壓上限，那么系統(tǒng)將通過在步驟101中設(shè)置的幅度增加間隔值以增加其輸出電流信號的幅度來調(diào)整電流波形至指定幅值，如步驟302所示。步驟301包括確保幅度不超過系統(tǒng)允許的最大電壓上限。由于來自電極間生物阻抗不可預(yù)測的變化，電流波形的連續(xù)監(jiān)測將確保采樣電壓在預(yù)期的工作范圍。在這兩種情況下，系統(tǒng)會繼續(xù)監(jiān)視采樣電壓，如步驟204所示。
[0053]電壓上限，可以動態(tài)地改變。例如，在步驟202中，微控制器可以測量電池電壓范圍來調(diào)節(jié)電壓上限。如果測量電池電壓范圍向下移動，那么電壓上限可以降低，如0.05,0.1或0.2伏，或按一定比例，例如，1%，2%，5%，10%。
【權(quán)利要求】
1.一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，包括產(chǎn)生電療信號的電療設(shè)備，所述電療設(shè)備包括: 用于生成脈沖波波形信號的脈沖發(fā)生器； 連接所述脈沖波發(fā)生器的第一電極和第二電極，所述第一電極和第二電極用于和所述脈沖波發(fā)生器交換電信號； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與所述第一電極和第二電極進(jìn)行電信號交換，并配置測量第一電極和第二電極連接在導(dǎo)體的二個獨(dú)立部位時的電壓； 控制器，所述控制器包括處理器，內(nèi)存和程序代碼，所述處理器用于配置所述控制器去執(zhí)行包括如下操作: (^)按電壓采樣周期時間表上的時間間隔接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓作為輸入；和 (^)當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓低于電壓上限時，所述控制器按預(yù)設(shè)的幅度間隔值增加脈沖波幅度，或當(dāng)來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓等同超過閾值時，所述控制器降低脈沖波幅度到脈沖波幅度基值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:在步驟仏)之前所述處理器配置控制器去執(zhí)行包括: 對電壓采樣周期時間表進(jìn)行初始化，設(shè)置一個恒定的時間間隔持續(xù)采樣，所述時間間隔可根據(jù)需求改變； 初始化所述電療設(shè)備的電壓上限，所述電壓上限可以通過用戶配置文件、手工輸入或由系統(tǒng)來設(shè)置； 初始化輸出電流波形幅度的最大值和最小值； 初始化電流幅度增加間隔值，所述幅度增加間隔值可以是一個常數(shù)或者根據(jù)電壓上限、最大和最小幅度來確定； 還包括波形發(fā)生器先產(chǎn)生最小幅度的電流波形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述電壓上限可以通過測量電池電壓范圍來動態(tài)地調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述時間間隔是從10秒到60秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述電壓上限是從3000—至9000—。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述脈沖波幅度基值是從0.01—至601^。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述脈沖波幅度間隔是從0.005—至2—。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述脈沖波形的頻率從0.1赫茲至200赫茲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種防止電療信號飽和的逐步精細(xì)方法，其特征在于:所述脈沖波形的振幅從至20011八。
【文檔編號】A61N1/36GK104474634SQ201410770411
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】朱惠友 申請人:杭州愛司米醫(yī)療器械有限公司