專利名稱：一種均勻肌肉磁刺激誘導系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，可產生不同頻率使肌肉組織暫時興奮或抑制，屬于臨床生理檢測及治療技術范疇。特別涉及一種利用脈沖磁場作用于人體肌肉組織，從而引起一系列生理反應以達到治療目的的誘導系統。依據病因病癥的不同進行智能化刺激，電容器充電網絡在充電結束后將電荷輸至感應器，感應線圈瞬時會釋放大量電荷產生磁場，磁力線以非侵入的方式在肌肉組織內產生反向感生電流，進而誘發電生理和功能變化。
背景技術：
磁刺激技術是將電能轉化為磁能后無衰減地透過骨骼而刺激到神經或者肌肉組織的一種技術，肌肉組織在受到刺激后出現相應的生理反應以達到治療目的。高頻刺激主要是興奮的作用，低頻刺激則是抑制的作用。但磁刺激所用的線圈往往只存在于肌肉的一側，導致產生的場強不均勻，治療效果變差，且幅值或持續時間的不易控制。本發明針對臨床上常用的肌肉磁刺激的場強不均勻、幅值或持續時間的不易控制的缺點，給出了一種可發出持續且可控脈沖的磁刺激誘導系統，并能夠使肌肉組織均勻的處于場強之中，具有持續工作、操作靈活、結構輕便的特點。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是，在功率電容矩陣脈沖發生的基礎上，通過單片機實現脈沖模式的智能控制與調節，通過螺旋密繞磁刺激線圈實現場強的均勻，通過并聯的可調電容實現頻率的可控，從而為肌肉磁刺激治療提供方便。本發明所采用的技術方案是一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，包括有220V工頻電源⑴；智能通斷開關⑵；一次整流電路⑶；蓄電池⑷；功率控制器(5)；控制電路(6)； 觸發電路⑵；脈沖發生電路⑶和磁刺激終端(9)。其中控制電路(6)由感應天線(61)、 單片機(62)與控制輸出電路(63)組成。所述的一次整流電路C3)通過220V工頻電源(1)進行供電，將工頻交流電整流為直流后向控制電路(6)進行饋電。所述的智能通斷開關O)由功率控制器(5)通過不同檔位功率繼電器進行控制與切換，實現不同功率的輸出。所述的蓄電池(4)負責在220V工頻電源(1)停止工作時臨時提供電能。所述的控制電路(6)包括有接收脈沖發生電路(8)所發出的電磁波信號的感應天線(61)，與感應天線(61)相連的單片機(62)，以及與單片機(62)相連的控制輸出電路 (63)；所述的控制輸出電路(6 是由激光二極管D和光敏三極管Q組成，光敏三極管Q接收激光二極管D的激光信號，并通過集電極與觸發電路(7)相連向其輸出控制信號(C)，光敏三極管Q的發射極接地。所述的觸發電路(7)包括有繼電器KM1、大功率晶體管Ql和行輸出變壓器T，其中，繼電器Ml線圈一端連接控制電路(6)中光敏三極管Q的集電極，接收控制信號(C)，另一端連接MV電源；大功率晶體管Ql的發射極接地，集電極連接行輸出變壓器T輸入端的 7腳，基極通過電阻Rl連接行輸出變壓器T輸入端5腳；行輸出變壓器T 8腳為輸出端，通過高壓硅堆連接脈沖發生電路(8)。所述的脈沖發生電路(8)是采用MARX發生器，由多電容C并聯，在每兩個電容C 尾首間通過放電球隙(g)相連，通過外加可調電阻控制脈沖釋放時間，通過機械開關控制脈沖發出的功率；所述的脈沖發生電路(8)的輸入端連接觸發電路(6)的輸出端(HV)，輸出端接在電刺激終端(9)上，對相關部位進行電刺激。所述的磁刺激終端(9)通過螺旋密繞線圈組成，在電能轉化為磁場能時能夠保證處于其中的肌肉組織可以獲得均勻度磁場強度。同時并聯有可調電容，用以設定不同的磁刺激振蕩頻率。本發明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，通過單片機、傳感器和執行機構，在一定范圍內檢測并控制脈沖的次數，滿足實際使用中的需要。實現了單片機在強電磁脈沖的影響下對電路進行控制，具有放電脈沖的重復、持續和可控性。


圖1是本發明的整體結構原理圖；圖2是信號電路觸發的原理圖；圖3是可調大功率脈沖發生電路的原理圖；圖4是均勻肌肉磁刺激作用的原理圖。其中(1) :220V工頻電源；(2)智能通斷開關；(3)一次整流電路；(4)蓄電池；(5) 功率控制器；(6)控制電路；(61)感應天線；(62)單片機；(63)控制輸出電路；(7)觸發電路；(8)脈沖發生電路；(9)磁刺激終端。
具體實施例方式下面結合實例和附圖對本發明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統做出詳細說明。如圖1所示，本發明的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，包括有220V工頻電源(1)， 負責為電路提供電能；智能通斷開關(2)與功率控制器(5)配合使用，根據要求調整輸入功率大小；一次整流電路C3)從220V工頻電源(1)處獲得電能，一方面向蓄電池(4)供電，另一方面向功率控制器(5)及下游電路進行供電；控制電路(6)包括感應天線(61)、單片機 (62)與控制輸出電路(63)，三者負責控制觸發電路(7)，使其輸出要求的觸發脈沖；脈沖發生電路(8)根據觸發脈沖前沿開始工作，輸出相應的重復脈沖，并供給磁刺激終端(9)進行磁刺激治療。如圖2所示，所述的觸發電路(7)由行輸出變壓器T、大功率晶體管Ql和繼電器 KMl組成。行輸出變壓器T有更高的電感量和品質因數，繼電器KMl通過觸電的開閉控制大功率晶體管Ql的截止與導通，相當于從行輸出變壓器T輸入了方波信號。以上過程重復進行，根據電磁感應原理，最終就會產生比較穩定的直流高電壓，提供給脈沖發生電路(8)。如圖3所示，所述的脈沖發生電路⑶采用馬克思脈沖發生器原理，由多數個相同
4的電容C并聯連接構成放電網絡，在每兩個電容C之間都接有電阻R進行隔離，在每兩個電容C的尾首之間都通過放電球隙g相連；所述脈沖發生電路(8)的輸入端連接觸發電路(7) 的輸出端HV，輸出端構成放電終端進行脈沖放電。在放電球隙g未擊穿前，各電容相當于并聯，充滿電后各球隙順次擊穿，經過η次升壓，在放電終端電壓升高為+nHV。從而在很短時間內實現了電壓的倍增。電阻R為可變電阻，用于調節電路時間常數以改變脈沖放電間隔， 機械開關1^1 到kn可通過不同的組合以獲得電刺激所需要的功率水平。
如圖4所示，將放電終端接在磁刺激終端(9)上并引至需要進行磁刺激的肌肉組織部位上，為保證放電電流有穩定通路，在放電點的相反位置設置接地回路。當脈沖發生電路(8)工作時，磁刺激終端(9)會在巨大電流的變化下產生強烈磁場，在螺旋線圈的作用下，中心磁場強度近似均勻，并根據并聯電容的容值工作于對應的頻率，從而滿足磁刺激治療的需要。
權利要求
1.一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，其特征在于包括有220V工頻電源(1)，負責為電路提供電能；智能通斷開關(2)與功率控制器(5)配合使用，根據要求調整輸入功率大小；一次整流電路C3)從220V工頻電源(1)處獲得電能，一方面向蓄電池(4)供電，另一方面向功率控制器( 及下游電路進行供電；控制電路(6)包括感應天線(61)、單片機(6 與控制輸出電路(63)，三者負責控制觸發電路(7)，使其輸出要求的觸發脈沖；脈沖發生電路(8) 根據觸發脈沖前沿開始工作，輸出相應的脈沖，并供給磁刺激終端(9)進行磁刺激治療。
2.根據權利要求1所述的重復脈沖型神經磁刺激發射源，其特征還在于，所述的觸發電路(7)由行輸出變壓器T、大功率晶體管Ql和繼電器KMl組成；輸出端穩定的直流高電壓通過大功率晶體管Ql的反復截止與導通而獲得。
3.根據權利要求1所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，其特征還在于，所述的脈沖發生電路⑶由多個電容并聯連接構成放電網絡，在放電球隙g未擊穿前，各電容相當于并聯，充滿電后放電球隙g逐級擊穿，最終使放電終端電壓很短時間內實現了電壓的倍增；電容間的隔離電阻R為可變電阻，用于調節電路時間常數以改變脈沖放電間隔，機械開關kl、 k2到kn可通過不同的組合以獲得磁刺激所需要的功率水平。
4.根據權利要求1所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，其特征還在于，所述的控制電路(6)中的控制信號是通過感應天線(61)通過電磁感應的方式獲得，可控性更高。
5.根據權利要求1所述的一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，其特征還在于，將脈沖發生電路(8)接在電刺激終端(9)上，正常工作時由螺旋密繞線圈提供均勻磁場；回路工作頻率由線圈電感與并聯電容共同決定；同時為了保證放電帶來的剩余電流存在通路，磁刺激部位的相鄰位置加裝了接地回路。
全文摘要
本發明公開一種均勻肌肉磁刺激誘導系統，臨床精神病、神經疾病及康復領域獲得越來越多的認可。該技術是一種利用脈沖磁場作用于刺激外周神經肌肉，從而引起一系列生理反應，通過不同的頻率達到治療目的。主要包括有220V工頻電源(1)；智能通斷開關(2)；一次整流電路(3)；蓄電池(4)；功率控制器(5)；控制電路(6)；觸發電路(7)；脈沖發生電路(8)和磁刺激終端(9)。其中控制電路(6)由感應天線(61)、單片機(62)與控制輸出電路(63)組成。本發明可為人體肌肉組織進行均勻的磁刺激治療時提供不同頻率的功率，具有功率集中、頻率單一與安全可靠等優點。
文檔編號A61N2/04GK102553077SQ20121005245
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者張獻, 李勁松, 楊慶新, 金亮, 高圣偉 申請人:天津工業大學