本發(fā)明涉及理療器械，具體涉及一種多功能恒流中低頻電刺激理療儀。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的飛速發(fā)展和人們生活標(biāo)準(zhǔn)的提高，追求健康已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ畹囊粋€(gè)重要部分。但是，現(xiàn)代生活的快速節(jié)奏和壓力也使得很多人處于亞健康狀態(tài)，或者遭受著各種疾病的折磨。因此，健康成為了一個(gè)廣受關(guān)注的問(wèn)題。隨著醫(yī)療設(shè)備的不斷進(jìn)步以及醫(yī)療費(fèi)用的不斷增加，人們的治療方式也在發(fā)生變化，從傳統(tǒng)的單一藥物治療逐漸向醫(yī)療設(shè)備與藥物共同作用治療轉(zhuǎn)變。同時(shí)，許多患有輕微癥狀或慢性病的患者更傾向于采用物理治療方法并結(jié)合中藥進(jìn)行保健、治療和康復(fù)?？祻?fù)理療儀的技術(shù)進(jìn)步在多個(gè)方面帶來(lái)了積極影響，比如便利性得到提高、醫(yī)療資源需求減少以及醫(yī)療費(fèi)用壓力降低。因此，市場(chǎng)上各種治療儀器和保健儀器的受歡迎程度越來(lái)越高。電刺激理療儀具有操作方便快捷、安全性高、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。而且使用理療儀進(jìn)行治療沒(méi)有藥物治療的副作用，避免了可能出現(xiàn)的藥物依賴和不良反應(yīng)。電刺激理療儀將傳統(tǒng)中醫(yī)技術(shù)和現(xiàn)代科技相結(jié)合，在家就可以進(jìn)行理療，可以幫助患者緩解癥狀，促進(jìn)身體功能的恢復(fù)，提高生活質(zhì)量，是一個(gè)很好的醫(yī)療保健產(chǎn)品。

2、熱敷、針灸、按摩等療法是我國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中常用的物理治療方法，這些方法在我國(guó)歷史悠久，并且在臨床實(shí)踐中被廣泛應(yīng)用，對(duì)許多病癥有良好的療效。電刺激作為一種物理療法可以刺激神經(jīng)末梢，促使人體釋放天然的嗎啡樣多肽物質(zhì)，這些物質(zhì)可以阻止疼痛信號(hào)的傳遞，從而緩解疼痛感。同時(shí)，電刺激還可以引起肌肉的收縮和松弛，類似于按摩的效果，有助于緩解肌肉的緊張和疲勞。電刺激可以促進(jìn)肌體內(nèi)各種酶的分泌，例如抗毒性酶類和提高免疫力的酶類。這些酶類的分泌受到電刺激的調(diào)節(jié)，可以改善體質(zhì)或提高免疫力。同時(shí)，電刺激還能夠促進(jìn)有益物質(zhì)的分泌，例如一些對(duì)消化腸道有益的物質(zhì)，以及促進(jìn)體內(nèi)新陳代謝的物質(zhì)，能夠進(jìn)行消化腸道的養(yǎng)護(hù)和促進(jìn)體內(nèi)的新陳代謝。另外，電刺激會(huì)影響細(xì)胞的遷移、增殖和細(xì)胞分裂的方向，也能夠?yàn)楦杉?xì)胞再生提供動(dòng)力，從而促進(jìn)組織修復(fù)和組織再生。

3、電刺激的強(qiáng)度參數(shù)為流經(jīng)人體的最大電流值，然而人體阻抗不是一個(gè)單一的阻抗值，它是由皮膚以及人體內(nèi)的各種電解質(zhì)構(gòu)成。皮膚電阻與外部環(huán)境密切相關(guān)，環(huán)境變化皮膚電阻也會(huì)劇烈變化，人體內(nèi)部電阻更為復(fù)雜，容易受身體機(jī)能影響發(fā)生劇烈變化。當(dāng)流經(jīng)人體的電流超過(guò)設(shè)定電流值或者電流不穩(wěn)定時(shí)，會(huì)給使用者帶來(lái)疼痛感甚至?xí)l(fā)生危險(xiǎn)。恒流電刺激可以做到當(dāng)人體阻抗變化時(shí)，電流強(qiáng)度不會(huì)驟然改變，所以不易引起組織損傷。另外恒流電刺激可以避免由于電流變化對(duì)療效的影響。所以一款易于操作、功能多樣的恒流電刺激理療儀對(duì)人們的健康理療具有實(shí)際意義。

4、目前，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種理療儀，但常見(jiàn)的理療儀往往存在以下缺陷：

5、1)傳統(tǒng)理療儀只能進(jìn)行單極性的波形輸出，由于單極性脈沖信號(hào)刺激會(huì)對(duì)刺激部位造成電荷積累，有可能損傷肌體組織，導(dǎo)致人體的不適。

6、2)傳統(tǒng)理療儀的控制電路由于需要做到對(duì)輸出電壓進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)制,其控制電路往往設(shè)計(jì)復(fù)雜,電路難以集成在一個(gè)線路板上,體積大且質(zhì)量重,不方便攜帶和使用。

7、3)傳統(tǒng)理療儀輸出模式較少，只能進(jìn)行手法按摩或者針對(duì)某一癥狀進(jìn)行針對(duì)理療，理療功能較少。

8、4)傳統(tǒng)理療儀只能進(jìn)行恒壓輸出方式，當(dāng)人體阻抗大小發(fā)生較大變化時(shí)，流過(guò)人體的電流也會(huì)變化，會(huì)對(duì)電刺激的療效以及安全性造成一定影響。

9、5)傳統(tǒng)理療儀只能進(jìn)行某一頻段的波形輸出，比如低頻或者高頻，輸出頻率單一，不能滿足大眾需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種多功能恒流中低頻電刺激理療儀，以解決傳統(tǒng)理療儀單極性的波形輸出、體積大、模式較少、僅支持恒壓輸出方式和頻率單一的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：

3、一種多功能恒流中低頻電刺激理療儀，包括電源管理單元、人機(jī)交互單元、主控單元、波形處理單元、輸出保護(hù)單元和電流檢測(cè)單元；

4、所述電源管理單元通過(guò)不同的電壓轉(zhuǎn)換電路為人機(jī)交互單元、主控單元、波形處理單元、輸出保護(hù)單元和電流檢測(cè)單元供應(yīng)適配的電壓；

5、所述人機(jī)交互單元通過(guò)觸摸屏來(lái)進(jìn)行理療手法選擇、頻率選擇、電刺激處方選擇、理療強(qiáng)度調(diào)整和理療時(shí)間選擇，同時(shí)顯示當(dāng)前電流幅值；所述頻率包括低頻和中頻；

6、所述主控單元用于與人機(jī)交互單元進(jìn)行通信，根據(jù)用戶選擇的理療手法、頻率、電刺激處方、理療強(qiáng)度調(diào)整和理療時(shí)間生成波形信號(hào)并傳遞給波形處理單元；采集電流檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，計(jì)算電流幅值并發(fā)送給人機(jī)交互單元進(jìn)行顯示，同時(shí)根據(jù)計(jì)算的電流幅值采用模糊pi閉環(huán)系統(tǒng)控制策略實(shí)現(xiàn)對(duì)電流幅值的控制；發(fā)送控制信號(hào)給輸出保護(hù)單元，控制其閉合與斷開(kāi)；

7、所述生成波形信號(hào)具體為：頻率選擇為低頻時(shí)，輸出一路低頻交流波形信號(hào)和一路直流波形信號(hào)，傳遞給波形處理單元；頻率選擇為中頻時(shí)，生成一路低頻交流波形信號(hào)和一路中頻交流波形信號(hào)，傳遞給波形處理單元；

8、所述主控單元發(fā)送控制信號(hào)給輸出保護(hù)單元，控制其閉合與斷開(kāi)具體為：當(dāng)電流幅值不超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，控制輸出保護(hù)電路閉合，當(dāng)電流幅值超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，控制輸出保護(hù)電路斷開(kāi)；

9、所述波形處理單元用于接收和處理主控單元生成的波形信號(hào)，將波形信號(hào)處理成滿足人體電壓及功率需求的電刺激信號(hào)并傳遞到輸出保護(hù)單元和電流檢測(cè)單元；

10、所述輸出保護(hù)單元用于根據(jù)主控單元的控制信號(hào)控制電刺激信號(hào)的輸出與斷開(kāi)；

11、所述電流檢測(cè)單元用于對(duì)電刺激信號(hào)進(jìn)行處理，使其電壓大小在主控單元的采集范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)主控單元進(jìn)行保護(hù)；

12、進(jìn)一步地，所述波形處理單元包括極性轉(zhuǎn)換單元、調(diào)制單元、濾波單元、幅度調(diào)節(jié)單元和功率放大單元；

13、所述極性轉(zhuǎn)換單元用于對(duì)主控單元生成的波形信號(hào)進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換，輸出雙極性的理療波形；所述雙極性的理療波形為雙極性的低頻信號(hào)或雙極性的中頻信號(hào)；

14、具體為：頻率選擇為低頻時(shí)，對(duì)主控單元生成的低頻交流波形信號(hào)進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換，輸出雙極性的低頻信號(hào)；頻率選擇為中頻時(shí)，對(duì)主控單元生成的中頻交流波形信號(hào)進(jìn)行極性轉(zhuǎn)換，輸出雙極性的中頻信號(hào)；

15、所述調(diào)制單元用于對(duì)極性轉(zhuǎn)換單元產(chǎn)生的雙極性的理療波形進(jìn)行調(diào)制，得到雙極性的調(diào)制波；

16、具體為：頻率選擇為低頻時(shí)，將雙極性的低頻信號(hào)作為載波與直流波形信號(hào)進(jìn)行調(diào)制；頻率選擇為中頻時(shí)，將雙極性的中頻信號(hào)作為載波，低頻交流波形信號(hào)作為調(diào)制波進(jìn)行調(diào)制；

17、所述雙極性的調(diào)制波大小的計(jì)算公式為：

18、

19、式中，w為雙極性的調(diào)制波大?。籸1和r2為分壓電阻；u為定標(biāo)電壓；在頻率選擇為低頻時(shí)，x為直流波形信號(hào)，y為雙極性的低頻信號(hào)；在頻率選擇為中頻時(shí)，x為低頻交流波形信號(hào)，y為雙極性的中頻信號(hào)；

20、所述濾波單元用于對(duì)調(diào)制電路輸出的雙極性的調(diào)制波進(jìn)行濾波，消除所存在的噪聲；

21、所述幅度調(diào)節(jié)單元用于調(diào)節(jié)濾波后的雙極性的調(diào)制波的幅度大小，以達(dá)到人體所需求的刺激強(qiáng)度；

22、所述功率放大單元包括功率放大芯片和晶體管，用于將所述幅度調(diào)節(jié)單元輸出的幅度調(diào)節(jié)后的雙極性的調(diào)制波進(jìn)行放大，滿足作用于人體的電壓以及功率輸出需求，得到電刺激信號(hào)；

23、進(jìn)一步地，所述輸出保護(hù)單元包括直流繼電器和電極片；

24、所述直流繼電器用于根據(jù)主控單元的控制信號(hào)，控制電刺激信號(hào)是否輸出；

25、所述電極片粘附在皮膚上，用于將電刺激信號(hào)作用于人體，實(shí)現(xiàn)電刺激理療；

26、進(jìn)一步地，所述電流檢測(cè)單元包括采樣電阻、同相比例放大模塊、電壓抬升模塊及保護(hù)濾波模塊，通過(guò)串聯(lián)所述采樣電阻，之后經(jīng)過(guò)所述同相比例放大模塊和電壓抬升模塊，將電刺激信號(hào)抬升到主控單元的采集范圍內(nèi)，并通過(guò)保護(hù)濾波模塊對(duì)主控單元的輸入進(jìn)行處理和保護(hù)，主控單元通過(guò)測(cè)量采樣電阻兩端的電壓從而計(jì)算電流幅值；

27、進(jìn)一步地，所述幅度調(diào)節(jié)單元包括串聯(lián)的數(shù)字電位器與電阻，通過(guò)改變數(shù)字電位器的阻值大小，以電阻分壓的形式改變?yōu)V波后的雙極性的調(diào)制波的幅值；

28、進(jìn)一步地，所述數(shù)字電位器與所述主控單元之間采用spi通訊，通過(guò)主控單元發(fā)送數(shù)據(jù)，控制數(shù)字電位器的阻值大小。

29、采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：

30、1.本設(shè)計(jì)的理療儀采用恒流的輸出方式，可以保證在理療過(guò)程中保持輸出的電流不隨人體阻抗變化而變化，避免電流變化對(duì)理療效果和人體的影響；

31、2.本設(shè)計(jì)的理療儀采用雙極性的波形輸出，雙極性波形為電荷平衡波形，對(duì)于避免損壞周圍組織非常重要；

32、3.本設(shè)計(jì)的理療儀將整體電路集成于一個(gè)電路板上，采用觸摸屏進(jìn)行顯示與控制，體積小，重量輕，方便攜帶和使用；

33、4.本設(shè)計(jì)的理療儀在中頻段采用調(diào)制中頻電療法進(jìn)行輸出，兼具低、中頻療法優(yōu)點(diǎn)，輸出頻率范圍更廣，適應(yīng)性更好；

34、5.本設(shè)計(jì)的理療儀設(shè)置多種輸出模式，即包括手法按摩，也包括病癥理療，可選擇多種理療手法和理療處方，具有多樣化的特點(diǎn)。

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