專利名稱：數(shù)字化袖珍肝病治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化袖珍肝病治療儀的技術(shù)方案及其產(chǎn)品，屬于通過接觸電極施加電流的電療儀范疇。
在中國，約15-20％的人口(即約2億人)攜帶有乙肝病毒，其中絕大多數(shù)都有肝臟的炎癥反應(yīng)，隨著時同的推移，將會給他們帶來嚴(yán)重的健康問題；國家對此十分重視，十余年來始終把乙肝防治研究列為國家科技重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目。至今，在世界范圍內(nèi)仍無突破性進(jìn)展，藥物治療效果不確定，還增加肝臟負(fù)擔(dān)，不宜長期使用；而非藥物的物理療法中的脈沖電療方法日益受到醫(yī)學(xué)界的關(guān)注，它可以發(fā)揮物理及中醫(yī)經(jīng)絡(luò)兩種因素的作用，理療學(xué)上根據(jù)脈沖電流的生理學(xué)特征將頻率低于1KHz的定為低頻脈沖電流，頻率為1KHz-10KHz的定為中頻脈沖電流，脈沖電療法多采用低頻和中頻脈沖電流，且主張二者結(jié)合使用，即低頻調(diào)制中頻，中頻對人體具有較好的物理治療作用，用低頻(尤其是波形、頻率、強(qiáng)度不斷變化的低頻)來調(diào)制中頻，可大大降低人體對治療的適應(yīng)性，增強(qiáng)其療效；經(jīng)過多年反復(fù)的實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)用波形、頻率、強(qiáng)度不斷變化的低頻(低于150Hz)脈沖調(diào)制中頻(高于2KHz)的方波或尖波脈沖，通過2對以上電極(注此處及以下所指“2對以上電極”均包含2對電極)同時施加于人體4個以上穴位或部位，每對電極按照治療處方獨(dú)立調(diào)節(jié)、獨(dú)立輸出其各自波形、頻率、強(qiáng)度的電流，依此治療效果十分理想，較長時間使用亦無副作用。如果能將此種治療方法推廣普及開來，定將使廣大患者深受其益。
目前，臨床上用于肝病治療的脈沖電療儀器，主要有兩種一是北京偉力公司的偉力肝病治療儀(簡稱偉力儀)，另一是北京宏波公司的宏科肝病治療儀(簡稱宏科儀)。
二者從儀器所實(shí)現(xiàn)的醫(yī)用功能看這兩種儀器的治療原理均為利用特定的脈沖電流作用于人體的穴位或局部部位而產(chǎn)生相應(yīng)的治療效能；偉力儀僅有低頻脈沖，宏科僅雖有對疾病治療有積極效果的中頻脈沖(低頻調(diào)制中頻)，但波形單一、變化形式不多(僅有低頻三個固定頻率檔次的變化、且需手動調(diào)節(jié))，易為人體所適應(yīng)而降低療效；無法存儲有效的治療方案。
二者從儀器制作的技術(shù)方面看在脈沖發(fā)生方面均完全采用模擬技術(shù)(或傳統(tǒng)的電子電路技術(shù))實(shí)現(xiàn)，波形不易規(guī)整，人體感覺不適；整機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，元器件使用過多，易出故障，性能不穩(wěn)定，能耗亦大；非程序控制，調(diào)節(jié)不靈活，變化不豐富，無法滿足肝病臨床上多種多樣的治療要求，以致治療效果大打折扣；性能/價格比低。
二者從應(yīng)用方面看價格昂貴(偉力儀人民幣45000元/臺，宏科儀人民幣12000元/臺)，體積大，治療只適于在醫(yī)院開展，給廣大患者接受治療帶來不便，亦嚴(yán)重阻礙了該項(xiàng)治療的推廣應(yīng)用。
從兩種專利公開號為CN1091045A、CN1096966A的肝病治療儀之專利文獻(xiàn)看，與上述兩種治療儀相比，前者主要是增加了永磁體電極，有電磁兩種作用，后者主要是將電極改為柱狀手握電極及片狀電極，而在醫(yī)用功能、技術(shù)、應(yīng)用方面無其他新意。
從專利公開號為CN1068045A便攜式脈沖調(diào)制中頻治療儀、CN1090781A超小型程控電子按摩治療儀的專利文獻(xiàn)看，與上述儀器相比，制作技術(shù)上雖實(shí)現(xiàn)了部分程序控制，但實(shí)質(zhì)上仍采用模擬技術(shù)(或傳統(tǒng)的電子電路技術(shù))，醫(yī)用功能亦無明顯特別之處，雖稱之為便攜式或超小型，但要滿足多路(2對以上電極)同步輸出獨(dú)立的低頻、中頻或其調(diào)制的波形并能靈活控制的肝病治療要求，則其所用技術(shù)就要成倍增加元器件，構(gòu)筑復(fù)雜電路，也就無法真正實(shí)現(xiàn)便攜式或超小型了。
為使該項(xiàng)治療由醫(yī)院走進(jìn)千家萬戶，讓廣大患者隨身攜帶治療儀便利地接受治療，本發(fā)明利用單片機(jī)的完全數(shù)字化的思想及其技術(shù)方案，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)技術(shù)方案，來生產(chǎn)能充分滿足肝病治療需要的產(chǎn)品，以此填補(bǔ)長期以來未能實(shí)現(xiàn)的既能多路(2對以上電極)同步獨(dú)立輸出低頻、中頻及其靈活調(diào)制組合的脈沖電流，又結(jié)構(gòu)簡潔，且價格低、微型化的肝病治療儀的制造問題；同時亦為適應(yīng)國際電子技術(shù)全面數(shù)字化的新趨勢，實(shí)現(xiàn)醫(yī)用電子技術(shù)由模擬化向數(shù)字化的徹底轉(zhuǎn)變作出貢獻(xiàn)。
本發(fā)明的上述目的是這樣實(shí)現(xiàn)的采用完全數(shù)字化技術(shù)方案的數(shù)字化袖珍肝病治療儀，其脈沖電流的發(fā)生及控制均由數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，儀器由單片機(jī)和其外圍輔助電路組成，所述單片機(jī)僅為一片8位單片機(jī)或一片8位以上單片機(jī)。
所述數(shù)字化技術(shù)完全由單片機(jī)承擔(dān)，即至少能同時實(shí)現(xiàn)如下功能的數(shù)字化技術(shù)，無需借助其他元器件只由一片8位單片機(jī)或一片8位以上單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)①低頻脈沖波(小于150Hz)、中頻脈沖波(大干2000Hz)及其調(diào)制組合波形的發(fā)生和其信號輸出；②儀器所有控制調(diào)節(jié)信號的接收、處理、輸出；③多路(2對以上電極)獨(dú)立脈沖電流信號的同步輸出及其獨(dú)立控制調(diào)節(jié)；④儀器工作狀態(tài)顯示信號的輸出。


圖1為數(shù)字化袖珍肝病治療儀的結(jié)構(gòu)及原理框2為數(shù)字化袖珍肝病治療儀的外觀示意2為數(shù)字化袖珍肝病治療儀實(shí)施例之一的電路1中，單片機(jī)1內(nèi)均含有中央處理器CPU11，只讀存儲器ROM12(用于存放多個固定治療處方及波形數(shù)據(jù))，隨機(jī)存儲器RAM13(用于存放儀器工作時所用治療處方及其參數(shù)以及用戶存儲的治療處方)，D-A轉(zhuǎn)換器14，輸入輸出端口15；單片機(jī)1按照治療處方在CPU11的控制下，從RAM13(或ROM12)中取得所需所有參數(shù)，按照有關(guān)參數(shù)調(diào)用ROM12中存儲的所需波型數(shù)據(jù)(中頻、低頻脈沖波或其調(diào)制波)，經(jīng)D-A轉(zhuǎn)換器14，將波形信號送入輸入輸出端口15，輸入輸出端口15在CPU11的控制下，將波形信號及有關(guān)控制信號由相應(yīng)的輸出端口傳送給升壓、輸出電路4，從相應(yīng)的端口輸出工作狀態(tài)信號和接收鍵盤33輸入信號，以實(shí)現(xiàn)至少上述①-④項(xiàng)滿足肝病治療需要的功能。
圖1中，外圍輔助電路只需要由電源電路2，人機(jī)對話操作電路3，升壓、輸出電路4組成；電源電路2由內(nèi)置電池及外接電源兩組電路組成，以提供儀器所需直流電源；人機(jī)對話操作電路3由液晶顯示器LCD31，蜂鳴器32，鍵盤33組成，液晶顯示器LCD31顯示單片機(jī)1提供的儀器工作狀態(tài)及操作信息，蜂鳴器32提示有關(guān)功能及操作信息，鍵盤33中的按鍵向單片機(jī)1(CPU11及RAM13)輸入?yún)?shù)調(diào)整或程序終止信息；升壓、輸出電路4由多路輸出電路41，升壓電路42(主要是變壓器)，電極43組成，多路輸出電路41由單片機(jī)1控制從相應(yīng)輸出端口接收波形(脈沖電流)信號輸送給相應(yīng)的升壓電路42，升壓電路42由單片機(jī)1控制調(diào)節(jié)電流強(qiáng)弱，電極43將升壓電路的電流送至人體。
采用完全數(shù)字化技術(shù)方案的數(shù)字化袖珍肝病治療儀最佳實(shí)施方案是只由一片8位單片機(jī)和外圍輔助電路組成，該8位單片機(jī)體積為長25mm、寬20mm、高2.5mm或長22mm、寬22mm、高2.5mm，單片機(jī)內(nèi)部含有CPU、ROM、RAM、D-A轉(zhuǎn)換器、各種輸入輸出端口(含LCD端口)等，輔助電路中再無其他單片機(jī)。
如圖1，本發(fā)明的基本工作原理是電源電路2開啟后，單片機(jī)1按默認(rèn)的或選定的治療處方在CPU11的控制下從RAM13(或ROM12)中取得或通過人機(jī)對話3獲得操作者所需所有參數(shù)，再按照有關(guān)參數(shù)從單片機(jī)的ROM12中調(diào)用所需的波型數(shù)據(jù)(中頻、低頻脈沖波或其調(diào)制波)，經(jīng)其D-A轉(zhuǎn)換器14，由輸入輸出端口15中相應(yīng)的輸出端口將信號傳送給升壓、輸出電路4，再由多路輸出電路41按用戶的控制參數(shù)經(jīng)不同的輸出電路同步輸出電流給相應(yīng)的升壓電路，由升壓電路42按用戶的控制參數(shù)調(diào)節(jié)輸出電流的強(qiáng)弱，最后經(jīng)相應(yīng)的輸出電極43將所需電流輸送給人體，同時，單片機(jī)1將有關(guān)信息送至LCD31提示給操作者；操作者在程序執(zhí)行過程(即治療過程)中可隨時根據(jù)需要通過人機(jī)對話3中的LCD31了解有關(guān)信息，并可通過鍵盤33中的按鍵調(diào)整參數(shù)或終止程序；單片機(jī)可將多次用戶所執(zhí)行的治療處方及參數(shù)按用戶治療處方的形式分別存放在RAM13中，以便再次使用這些參數(shù)時可直接調(diào)用；有關(guān)功能或操作有蜂鳴器提示。
圖2中，5為液晶顯示器LCD顯示屏幕，6為鍵盤按鍵，7為外接電源輸入插孔，8為儀器機(jī)殼，9為脈沖電流輸出導(dǎo)線及電極。
圖3中，101對應(yīng)于圖1中單片機(jī)1,102對應(yīng)于圖1中電源電路2,1031對應(yīng)于圖1中液晶顯示器LCD31,1032對應(yīng)于圖1中蜂鳴器32,1033對應(yīng)于圖1中鍵盤33,104對應(yīng)于圖1中升壓、輸出電路4。
使用舉例說明某位大三陽、肝功能異常的慢性乙型肝炎患者，第一次使用本治療儀時，開機(jī)后可通過人機(jī)對話的方式從LCD屏幕上顯示的10余個肝病治療處方中，選擇“大三陽、肝功能異?！碧幏?，并按說明書的要求將4對電極貼于人體相應(yīng)的穴位及部位，按一下鍵盤的“啟動”按鍵，治療即可開始，治療處方所設(shè)定的脈沖電流將從相應(yīng)的電極輸送給相應(yīng)的穴位及部位，發(fā)揮其治療作用；針對個體的差異，治療過程中治療儀的電流強(qiáng)度可隨時調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)到人體能耐受、感覺舒適為宜，如該患者覺得其中某對電極的電流過弱(或過強(qiáng))，可即時按“暫停”鍵，暫停治療，通過其他選擇鍵選定所指電極，按電流強(qiáng)弱選擇鍵，將電流強(qiáng)度調(diào)到合適的位置，再按“啟動”鍵即可按新的參數(shù)繼續(xù)余下治療；治療結(jié)束后患者如覺得此次治療處方及參數(shù)非常合適，可將其存入LCD屏幕上顯示的幾個用戶治療處方中的一個中，以便下次使用時可直接調(diào)用它來治療，方便患者使用。如果該患者同時又患有脂肪肝，那么按照說明書及根據(jù)患者具體情況，可在“大三陽、肝功能異常”處方治療完后，換“脂肪肝”處方治療，或在“大三陽、肝功能異?！碧幏街委熖任唇Y(jié)束時中斷，換選“脂肪肝”處方進(jìn)行治療，亦可兩種處方隔天交替進(jìn)行。中斷、結(jié)束及所有操作等均有相應(yīng)的蜂鳴音提示給使用者。
本發(fā)明由于采用了完全數(shù)字化的思想及其技術(shù)方案，因而與現(xiàn)有技術(shù)相比，其相應(yīng)產(chǎn)品數(shù)字化袖珍肝病治療儀具有如下優(yōu)點(diǎn)①技術(shù)先進(jìn)由于采用全數(shù)字化技術(shù)，充分利用單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理及控制功能，整機(jī)波形規(guī)整多樣，變化豐富，控制靈活，一改以往的模擬技術(shù)(或傳統(tǒng)電子電路方法)為了實(shí)現(xiàn)某一波形的發(fā)生、調(diào)制組合及其復(fù)雜的輸出控制，需要搭配很多元器件組成復(fù)雜電路，甚至由于電路組成太過復(fù)雜，以致有些功能技術(shù)上無法很好實(shí)現(xiàn)的被動局面。
②結(jié)構(gòu)簡潔，性能可靠整機(jī)只有一塊單片機(jī)芯片和相應(yīng)的輔助電路組成，因而結(jié)構(gòu)簡潔，模塊清晰；由于元器件數(shù)大為減少，故障發(fā)生機(jī)率亦下降，因而整機(jī)性能可靠。
③易于升級換代及維護(hù)由于結(jié)構(gòu)簡潔，模塊清晰，各部分之間獨(dú)立性強(qiáng)，因而各部分的升級換代及維護(hù)將十分方便，尤其是單片機(jī)部分，甚至只將其治療處方作些修改，整機(jī)硬件不變就能使整機(jī)的功能產(chǎn)生很大的變化，一方面能不斷優(yōu)化原有治療處方及有關(guān)數(shù)據(jù)，提高療效，另一方面也可采用新的治療處方用于其他疾病的治療。
④能耗低由于單片機(jī)能耗小，加之節(jié)省了大量的波形發(fā)生、組合、控制等方面元器件，使整機(jī)的能量消耗主要用于治療能量的輸出上，無用能量消耗得到了最大程度的降低。
⑤體積小、攜帶方浸、便于使用，同時功能全面由于采用了完全數(shù)字化技術(shù)，一片單片機(jī)取代了原技術(shù)中的許多元器件，并且具備肝病治療所需要的全部功能，因而其體積小是真正意義上的體積小，而非舍棄部分功能的簡單體積縮小，如體積縮小了，但不能2對以上電極同步輸出獨(dú)立的波形，或不能兼?zhèn)涞皖l、中頻或其調(diào)制的波形等，做到了真正可隨身攜帶。
⑥價格低，性能/價格比高本發(fā)明所述的8位單片機(jī)每片人民幣30元，整機(jī)造價每臺人民幣不超過100元，且具備較高的性能，易于普及推廣。
⑦防止交叉感染由于治療儀體積小、價格低，患者可以自己購買，一人專用，這樣對于肝炎這類傳染病來說，就能避免一臺儀器在醫(yī)院多人使用，容易引起不同病情的患者之間交叉感染的問題。
⑧治療效果好經(jīng)廣州中醫(yī)藥大學(xué)附屬珠海市中醫(yī)院肝病科臨床應(yīng)用，效果十分滿意，與宏科儀相比，本數(shù)字化袖珍肝病治療儀的癥狀緩解率、肝功能復(fù)常率、HBeAg陰轉(zhuǎn)率等均較之高，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)處理，差異有顯著性意義。
本發(fā)明的顯著意義就在于①實(shí)現(xiàn)了肝病治療儀的制造技術(shù)由模擬化向數(shù)字化的徹底轉(zhuǎn)變，有力地推動了醫(yī)用電子技術(shù)從設(shè)計思想到生產(chǎn)技術(shù)的向前發(fā)展；②真正改變了肝病非藥物治療需要在醫(yī)院進(jìn)行的傳統(tǒng)模式，對肝病的非藥物療法的推廣普及有十分積極的作用，促進(jìn)了醫(yī)療衛(wèi)生及保健服務(wù)走向社會，將使廣大患者深為受益。
權(quán)利要求
1．一種采用完全數(shù)字化技術(shù)方案的數(shù)字化袖珍肝病治療儀，其特征在于其脈沖電流的發(fā)生及控制均由數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)，儀器由單片機(jī)和其外圍輔助電路組成，所述單片機(jī)僅為一片8位單片機(jī)或一片8位以上單片機(jī)，所述外圍輔助電路只需要電源電路，升壓、輸出電路，人機(jī)對話操作電路。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化袖珍肝病治療儀，其特征在于所述的數(shù)字化技術(shù)完全由單片機(jī)承擔(dān)，即至少能同時實(shí)現(xiàn)如下功能的數(shù)字化技術(shù)，無需借助其他元器件只由一片8位單片機(jī)或一片8位以上單片機(jī)即可實(shí)現(xiàn)①低頻脈沖波(小于150Hz)、中頻脈沖波(大于2000Hz)及其調(diào)制組合波形的發(fā)生和其信號輸出；②儀器所有控制調(diào)節(jié)信號的接收、處理、輸出；③多路(2對或2對以上電極)獨(dú)立脈沖電流信號的同步輸出及其獨(dú)立控制調(diào)節(jié)；④儀器工作狀態(tài)顯示信號的輸出。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化袖珍肝病治療儀，其特征在于所述單片機(jī)內(nèi)均含有中央處理器CPU11，只讀存儲器ROM12(用于存放多個固定治療處方及波形數(shù)據(jù))，隨機(jī)存儲器RAM13(用于存放儀器工作時所用治療處方及其參數(shù)以及用戶存儲的治療處方)，D-A轉(zhuǎn)換器14，輸入輸出端口15，單片機(jī)1按照治療處方在CPU11的控制下，從RAM13(或ROM12)中取得所需所有參數(shù)，按照有關(guān)參數(shù)調(diào)用ROM12中存儲的所需波型數(shù)據(jù)(中頻、低頻脈沖波或其調(diào)制波)，經(jīng)D-A轉(zhuǎn)換器14，將波形信號送入輸入輸出端口15，輸入輸出端口15在CPU11的控制下，將波形信號及有關(guān)控制信號由相應(yīng)的輸出端口傳送給升壓、輸出電路4，并從相應(yīng)的端口輸出工作狀態(tài)信號和接收鍵盤33輸入信號，以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求2所述的功能。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化袖珍肝病治療儀，其特征在于所述外圍輔助電路由電源電路2，人機(jī)對話操作電路3，升壓、輸出電路4組成，電源電路2由內(nèi)量電池或外接電源兩組電路組成，以提供儀器所需直流電源，人機(jī)對話操作電路3由液晶顯示器LCD31，蜂鳴器32，鍵盤33組成，液晶顯示器LCD31顯示單片機(jī)1提供的儀器工作狀態(tài)及操作信息，蜂鳴器32提示有關(guān)功能及操作信息，鍵盤33中的按鍵向單片機(jī)1(CPU11及RAM13)輸入?yún)?shù)調(diào)整或程序終止信息，升壓、輸出電路4由多路輸出電路41，升壓電路42(主要為變壓器)，電極43組成，多路輸出電路41由單片機(jī)1控制從相應(yīng)輸出端口接收波形(脈沖電流)信號輸送給相應(yīng)的升壓電路42，升壓電路42由單片機(jī)1控制調(diào)節(jié)電流強(qiáng)弱，電極43將升壓電路的電流送至人體。
5．根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字化袖珍肝病治療僅，其特征在于其最佳實(shí)施方案是只由一片8位單片機(jī)和外圍輔助電路組成，輔助電路中再無其他單片機(jī)。
全文摘要
數(shù)字化袖珍肝病治療儀,屬通過接觸電極施加電流的電療儀,其脈沖電流的發(fā)生及控制均完全采用數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn),儀器由單片機(jī)和其外圍輔助電路組成,所述單片機(jī)僅為一片8位以上單片機(jī),輔助電路中再無其他單片機(jī);該儀既能多路同步獨(dú)立輸出低頻、中頻及其靈活調(diào)制組合的脈沖電流,又結(jié)構(gòu)簡潔,且價格低、微型化便于攜帶;用于肝病治療,效果十分理想。
文檔編號A61N1/32GK1221635SQ9711433
公開日1999年7月7日 申請日期1997年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月29日
發(fā)明者郝慧卿, 張均倡 申請人:郝慧卿