[实用新型]一种隔离式程控电刺激器

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术，具体涉及一种隔离式程控电刺激器。

背景技术

组成神经肌肉群体的可兴奋组织能对热、光、声、压力、化学等刺激做出反应，也能对电刺激产生反应，在可兴奋组织活动期间，各种离子，主要是钠离子和钾离子，迅速穿越细胞膜，引起细胞膜通透性的瞬时变化，这种离子运动形成电流，该电流在人体表面产生电场，也可以将此过程逆转而施加一个外界电流刺激，使可兴奋组织区域内建立一个离子流。临床上，为了恢复人体功能或者治疗疾病，通过电刺激直接对人体施加电流。电刺激时，流经导线的电子电流转变为组织中流动的离子电流，从而能够引起可兴奋组织细胞膜上的跨膜电荷传输，施加这些电流的目的是使靶神经和肌肉去极化并达到阈值电压。

典型的刺激脉冲信号波形有单相方波、对称双相方波，虽然方波脉冲可以去极化神经膜，但是，由于其对组织刺激和对电极的电解作用，临床实践中一般不用这种脉冲，使用电荷平衡的脉冲波形可明显降低电化学作用。为了让上述化学反应造成的损伤减至最小，可让电极按这些反应机理的反方式工作。因为化学反应过程就是电荷的转移过程，恒流型电刺激发生器较恒压型发生器有更好的控制作用，恒流发生器在电压允许变化范围内，能对变动的负载阻抗提供所需的电流，负载的电流恒定不变。与此相反，恒压型发生器输出电流随生物组织阻抗而变；为了满足神经，特别是心脏的电生理诊断或治疗的需要，刺激脉冲幅度、宽度、间隔、周期、个数均可灵活调。为了满足医用电气设备安全通用的要求，刺激器的输出部分需要采用隔离式输出方式，以减少对组织细胞膜的损伤，对人体更加安全。

实用新型内容

本实用新型的目的为解决现有技术的上述问题和不足，本实用新型提供了一种隔离式程控电刺激器，本实用新型的隔离式程控电刺激器能获得较高的输出脉冲幅度，通过负反馈控制策略对流经人体靶组织的电流进行调控，从而实现恒流输出，为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种隔离式程控电刺激器，包括隔离式变换单元、电流反馈控制单元、电流设置单元、信号控制器、电极、电源和信号指示电路，所述隔离式变换单元 的信号输入端与所述信号控制器的信号启动输出端连接，所述隔离式变换单元的信号输出端分别与所述电流反馈控制单元的反馈输入端、电流设置单元的电压调节端输入端、电极的电压输入端连接，所述信号控制器的信号控制输出端分别与所述信号指示电路的信号输入端、电流设置单元的设置输入端连接，该电流设置单元的电流输出端与电流反馈控制单元控制输入端连接，所述隔离式变换单元的基准输入端与所述电流反馈控制单元的反馈输出端连接，所述电源分别与所述隔离式变换单元的电源输入端、电流反馈控制单元的电源输入端、电流设置单元的电源输入端、信号控制器的电源输入端连接。

优选地，所述隔离式变换单元包括脉宽调制电路、信号调制放大电路、隔离升压变换电路、整流电路和滤波电路，所述脉宽调制电路的信号输出端与信号调制放大电路输入端连接，该信号调制放大电路的放大输出端通过隔离升压变换电路、整流电路与所述滤波电路连接，该滤波电路的输出端分别与所述电极的电压输入端、电流反馈控制单元的反馈输入端、电流设置单元的电压调节端输入端连接；

所述电流反馈控制单元包括隔离式运算放大器和电流补偿电路，所述电流设置单元包括数字电位器和光电耦合器，所述隔离式运算放大器的负极输入端、数字电位器的电压调节端、电流补偿电路的一端都与所述滤波电路的输出端连接，所述隔离式运算放大器的反馈输出端与所述脉宽调制电路的基准输入端连接；

所述电流补偿电路的另一端与所述隔离式运算放大器的公共接地端连接，所述隔离式运算放大器的正极输入端与所述隔离式运算放大器的参考输入端连接，所述数字电位器的设置输入端通过光电耦合器与所述信号控制器的信号控制输出端连接。

优选地，所述脉宽调制电路包括PWM控制器、电阻R0、电阻R1、电阻R2、电容C0、电容C1、电容C2，信号调制放大电路包括第一驱动放大器和第二驱动放大器，所述隔离升压变换电路包括升压变压器T1，所述整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3和二极管D4，所述滤波电路包括电感L1和电容C4；