專利名稱：數(shù)字頻率合成仿生物電波形電流刺激治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流刺激治療設(shè)備(以下簡稱該設(shè)備)。該設(shè)備是一種輸出特定治療電流的電流發(fā)生器。其功能是產(chǎn)生特定的輸出治療電流，將該電流通過一對(或一組)輸出電極，表面接觸人體特定的施治部位，使電極接觸部位之間的人體與設(shè)備輸出構(gòu)成回路，達(dá)到輸出治療電流通過人體實現(xiàn)電刺激治療。
電刺激人體以期達(dá)到某種預(yù)定的生理反應(yīng)或治療作用的方法，已有百年的歷史。有許多品種與型號的電刺激治療設(shè)備在醫(yī)學(xué)臨床廣泛使用?，F(xiàn)有技術(shù)中，所采用的治療電流的各種波形包括直流、正弦交流、脈沖、組合脈沖(疏密波)，及隨機波(白噪聲、音樂波)等等；應(yīng)用的范圍包括電針灸，電針刺麻醉，電刺激鎮(zhèn)痛，電刺激按摩治療，電擊治療(用于精神病，癲癇，急救等)，心臟起搏器，電刺激戒毒治療等等。
本發(fā)明提出的電刺激治療設(shè)備及其使用中連接的基本框圖見

圖1。該設(shè)備用ROM器件數(shù)字存儲治療電流的波形模式參數(shù)，用數(shù)字計算機電路通過程序，按ROM中的波形模式和控制要求數(shù)字合成治療電流的數(shù)字波形，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換D/A和電流輸出回路輸出特定的治療電流。該設(shè)備的創(chuàng)新設(shè)計是綜合使用了下述特征技術(shù)1.輸出治療電流的波形采用特定的仿真人體的正常生物電流的波形。該種治療電流的波形樣板采用取樣自人體的自然生物電流的記錄波形，在仿真時設(shè)備產(chǎn)生的治療電流在波形上模擬人體生物電流波形樣板，但在強度上得到提升、并且在頻率與幅度可以進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)?？晒┦褂米鳛椴ㄐ螛影宓纳镫娙纾X電，心電，肌電，神經(jīng)傳導(dǎo)電，以及各種器官的生理運動記錄電位波形。作為例子，圖2為某種治療電流在作頻譜分析后的功率譜圖。用正常的，健康的，年輕的生物電波形，去干預(yù)和治療病體，表明能充分調(diào)動和激活生物潛能，達(dá)到特殊的治療效果。該類治療電流在施治時產(chǎn)生特殊的導(dǎo)入敏感性和特殊的療效顯著性，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，在多種臨床治療中，療效有明顯改進(jìn)。
2.在產(chǎn)生該種特定治療電流中使用數(shù)字頻率合成技術(shù)。其方法是以特定生物電流的頻譜圖形作為電流的波形模式(注定義治療電流頻率功率譜的特征形狀為波形模式)，在ROM器件中存儲相應(yīng)的模式頻譜參數(shù)，在不改變譜圖形狀的前提下，通過調(diào)節(jié)各成分譜的頻率，使治療電流波形達(dá)到快慢變化的調(diào)節(jié)(其特點是各譜線相對于特征基頻的頻率與幅度的比例不改變，頻率可在調(diào)節(jié)中依基頻的調(diào)節(jié)而改變)。這種技術(shù)產(chǎn)生一種頻率能調(diào)節(jié)改變但波形保持模擬原形生物電波形的特定的電流。在治療過程中可以通過調(diào)節(jié)頻率尋找較為有效的治療頻率點。同樣的技術(shù)也可以用在治療電流的幅度調(diào)節(jié)上，用于調(diào)節(jié)治療強度。在該設(shè)備中，數(shù)字頻率合成技術(shù)用于產(chǎn)生可作頻率調(diào)整，但保持波形模式維持不變的治療電流，其實現(xiàn)技術(shù)的實質(zhì)是通過程序調(diào)節(jié)各成分譜的頻率，但保持相對應(yīng)的頻率成份間的電流相比幅度不變，且保持初相位不變。
3.為實現(xiàn)2.的數(shù)字頻率合成技術(shù)，在合成治療電流時采用了單片計算機或單片DSP器件，以便運行產(chǎn)生該特征電流的譜合成計算程序，也可以采用專門設(shè)計的集成了單片計算機或DSP的專用集成電路，以期在大批量生產(chǎn)時達(dá)到更好的效果。其聯(lián)接和執(zhí)行功能參見圖1。程序輸出的數(shù)字電流幅度的即時值通過D/A轉(zhuǎn)換后經(jīng)電流輸出回路輸出。譜合成計算程序的框圖見圖3。
4.本專利提出的電刺激治療設(shè)備在用于治療腦血流循環(huán)系統(tǒng)疾病的臨床應(yīng)用中，被證明產(chǎn)生顯著療效。該類腦循環(huán)疾病的一個共同致病原因是腦供血障礙，其典型病種是中風(fēng)。本治療設(shè)備在用于腦血流循環(huán)系統(tǒng)疾病臨床中(如中風(fēng)治療、中風(fēng)預(yù)防治療、中風(fēng)康復(fù)治療、腦血管狹窄性高血壓治療…)，均包括采用特定施治部位——雙側(cè)耳廓背后乳突處，并使用體表接觸電極導(dǎo)入治療電流，見圖1。其機理是利用仿真生物電流的易導(dǎo)入性與治療敏感性，使電流穿過顱殼，通過腦組織容積導(dǎo)電體時，能有效達(dá)到包括小腦頂核區(qū)域，從而產(chǎn)生達(dá)到顯著改善腦供血，與改善神經(jīng)傳導(dǎo)的治療效果。
作為小腦電刺激研究的現(xiàn)有基礎(chǔ)，已有大量動物小腦電刺激試驗報道，報告電刺激小腦頂核區(qū)域能達(dá)到顯著改進(jìn)腦供血的效果。但大量報道的動物試驗都是在打開顱殼后直接電剌激小腦頂核區(qū)域進(jìn)行的，并使用了常規(guī)波形的刺激電流(如直流、交流、脈沖)。本發(fā)明的創(chuàng)新特征是通過研究采用一種特定的刺激電流(1.)，在特定的體表施治部位，采用體表接觸電極在體外無創(chuàng)傷進(jìn)行施治，克服了顱骨的電屏障，達(dá)到采用無創(chuàng)傷體表導(dǎo)入電流方法也取得了與開顱進(jìn)行直接電刺激試驗相似的效果，在實用性與安全性上前進(jìn)了一大步，為在人體臨床治療中風(fēng)提供了一種的新的方法。
應(yīng)用前景本發(fā)明所涉及的電刺激治療設(shè)備，采用實時處理計算機技術(shù)仿真人體生物電，對現(xiàn)有的醫(yī)用電刺激技術(shù)是一種重大的改進(jìn)。其特點是1.治療敏感度大大提高，能使用更小的電刺激劑量，達(dá)到充分的療效。例如在頭腦部等敏感區(qū)治療，只需采用IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定允許安全電刺激劑量的幾十分之一；2.治療電流在人體的導(dǎo)入性能得到改善。例如，實驗證明，在頭部的體表用該設(shè)備進(jìn)行小劑量無創(chuàng)傷電導(dǎo)入，已能有效穿透顱骨屏障，達(dá)到進(jìn)入腦實體治療；3.病人的特別易接受性，即使在用于最敏感的頭腦區(qū)，也在完全被輕易接受的治療強度下就能達(dá)到充分的療效；4.極其明顯的特殊顯著療效。該發(fā)明能廣泛應(yīng)用于治療腦缺血和各種與神經(jīng)傳導(dǎo)障礙有關(guān)的疾病，并且改進(jìn)與治療與神經(jīng)功能有關(guān)的各種癥狀，尤其是能有效應(yīng)用于被視為危難病種的中風(fēng)的治療(發(fā)病期、康復(fù)期、預(yù)防性治療)；在針對性選擇的臨床病案應(yīng)用表明，該設(shè)備對失眠，癲癇，震顫麻庳，大腦認(rèn)知障礙等病種的治療，都具有明顯的特殊療效。由于其廣泛的特殊療效與在應(yīng)用中的方便性、安全性、和易接受性，本發(fā)明在醫(yī)學(xué)臨床中具有巨大的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求
本發(fā)明涉及一種電流刺激治療設(shè)備。該設(shè)備是一種輸出特定治療電流的電流發(fā)生器，其特征在于1設(shè)備輸出治療電流的波形和產(chǎn)生電流的方法具有特征為1)治療電流的波形是仿真人體的生物電流波形。該種治療電流的波形樣板采用取樣自人體的自然生物電的記錄波形，在仿真時設(shè)備產(chǎn)生的治療電流在波形上模擬人體生物電流波樣板，但在強度上得到提升、并且可以進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。2)采用數(shù)字頻率合成技術(shù)產(chǎn)生該種特定治療電流，以便達(dá)到在維持波形仿真樣板電流的波形模式不變的前提下，控制和調(diào)節(jié)該種治療電流。
2根據(jù)權(quán)利要求1，在產(chǎn)生該種特定治療電流時，采用通用單片計算機或單片DSP芯片，或者采用專門設(shè)計的集成了單片計算機或DSP的專用集成電路作治療電流的發(fā)生與控制的核心器件。通過程序和D/A轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生該種特定治療電流，并達(dá)到調(diào)節(jié)該電流的頻率(即變化的快慢)和幅度(即施治的強度)
3根據(jù)權(quán)利要求1、2，在治療腦血流循環(huán)疾病時(如中風(fēng)治療、中風(fēng)預(yù)防、中風(fēng)康復(fù)，腦血管狹窄性高血壓等)，施治部位應(yīng)包括特殊的治療部位雙側(cè)耳背乳突部。在該部位的施治方法特征為，在雙側(cè)耳背乳突部采用體表接觸電極無創(chuàng)傷導(dǎo)入治療電流，以期達(dá)到無創(chuàng)傷有效電刺激小腦頂核區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提出一種特殊的電流刺激治療設(shè)備。該設(shè)備采用數(shù)字頻率合成技術(shù)產(chǎn)生可按適用要求調(diào)節(jié)的仿真特定生物電波形的輸出治療電流,用于電刺激治療。該設(shè)備能廣泛應(yīng)用于治療腦缺血和各種與神經(jīng)傳導(dǎo)障礙有關(guān)的疾病,尤其能有效應(yīng)用于被視為危難病種的中風(fēng)的治療。臨床表明,該設(shè)備對失眠,癲癇,震顫麻庳,大腦認(rèn)知障礙等病種的治療,都有明顯的特殊療效。本發(fā)明在醫(yī)學(xué)臨床具有應(yīng)用前景。
文檔編號A61N1/36GK1251775SQ9812195
公開日2000年5月3日 申請日期1998年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月15日
發(fā)明者莊永基, 董偉偉, 俞明秋 申請人:莊永基, 俞明秋