[发明专利]可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种神经肌肉电刺激装置，具体涉及一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备。

背景技术

功能性电刺激属于神经肌肉电刺激的范畴，是利用一定强度的低频脉冲电流，通过预先设定的程序来刺激一组或多组肌肉，诱发肌肉运动或模拟正常的自主运动，从而加强肌肉血液循环及营养供应，以达到改善或恢复被刺激肌肉或肌群功能的目的。因此功能电刺激治疗临床主要应用于上运动神经元瘫痪、呼吸功能障碍、排尿功能障碍、特发性脊柱侧弯、肩关节半脱位等病症。

功能电刺激的主要治疗作用包括：1)代替或矫正肢体和器官已丧失的功能；2)在刺激神经肌肉的同时，也刺激传入神经，加上不断重复的运动模式信息，传入中枢神经系统，在皮层形成兴奋痕迹，逐渐恢复原有的运动功能。

如图1所示，现有的电刺激治疗设备主要包括设备主体中的电流发生器和计算单元，以及连接在电流发生器中的电极片。其中计算单元中设置模拟正常自主运动时相关肌肉活动时序的程序，程序控制电流发生器产生刺激信号的时序，刺激信号通过电极片作用于相关肌肉。电极片是功能性电刺激治疗中的重要部件，一般采用导电橡胶制成，通常正负两个电极片连接在电流发生器的输出端。当正负两个电极片分别与人体的不同部位接触时，在电极片之间通过有效刺激信号，正负电极片之间的人体形成负载回路，完成刺激信号与人体的耦合。

由于电极片一般采用物理固定的方式形成与皮肤的直接接触，当开始电刺激治疗时，设备主体并不能掌握实际电极片的质量以及输出刺激信号的情况，进而无法掌握刺激信号与人体的耦合效果。这时，即使两个电极片损坏或者没有实际连接任何负载，设备主体也会仍然不断输出电信号，并错误地将异常情况计算在有效治疗剂量之内。因此现有技术的电刺激治疗设备不能鉴别电极片与外部负载(人体)的接触情况，也无法识别电极片脱落、损坏等异常情况，而这些异常情况会对治疗效果带来严重干扰。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提出一种可实时的对电刺激治疗设备外部电极片与外部负载(人体)的接触情况进行鉴别，判断当前电极片是否与外部负载处于良好接触状态，给出电极片脱落、损坏的警示信息的可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备。本发明能够辅助医护人员对电刺激治疗过程中异常情况进行及时处理，并给出治疗有效剂量的定量分析结果。

本发明的技术方案如下：

一种可进行电极接触状态监测的电刺激治疗设备，包括相互连接的设备主体和正、负两个电极片，所述设备主体向所述电极片输出刺激信号，所述设备主体、电极片和人体之间形成负载回路，其特征在于：它还包括连接在所述设备主体电信号输出接口与所述电极片之间的监测模块；所述监测模块包括信号拾取电路和数据分析电路，所述信号拾取电路连接所述设备主体的刺激信号输出端，采集所述刺激信号的电流幅度和/或电压幅度并进行模数转换，所述拾取电路的输出端连接所述数据分析电路；所述数据分析电路基于所述电流幅度和/或电压幅度分析当前刺激信号强度，并判断所述电极片与人体的接触状态；所述数据分析电路向所述设备主体输出包括当前接触状态、刺激信号强度的数据。

所述信号拾取电路包括一组并联的第一光耦合器和第二光耦合器。

所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阳极相连并同时连接一所述电极片；所述第一光耦合器和第二光耦合器的二极管阴极连接并同时连接所述设备主体的刺激信号输出端；所述第一光耦合器的集电极分别连接第二光耦合器的集电极和一基准电压，所述第二光耦合器的集电极还连接数据分析电路的信号输入端；所述第一光耦合器和第二光耦合器的发射极连接并同时接地。

所述信号拾取电路对刺激信号的采集和转换过程包括：当所述负载回路处于闭合状态时，流经所述信号拾取电路的电流大于所述第一光耦的开启电流阈值，所述第二光耦合器的集电极向所述数据分析电路输出逻辑0电平，所述数据分析电路监测到的所述第二光耦合器的输出应呈现为与所述刺激信号的频率相同的方波形式，所述数据分析电路作出所述电极片的当前接触状态为良好的判断；当所述负载回路处于开路或者间断开路状态时，流经所述信号拾取电路的电流小于所述第一光耦的关断电流，所述第二光耦合器的集电极向所述数据分析电路输出逻辑1电平，所述数据分析电路监测到的所述第二光耦合器的输出应呈现为零或者不均匀的方波形式，所述数据分析电路作出所述电极片的当前接触状态为空载的判断。

所述数据分析电路为处理器或FPGA。

所述设备主体中设置用于显示包括所述当前接触状态、刺激信号强度和空载警告的数据的显示器。