[发明专利]一种电刺激保护装置

说明书

本发明提供了一种电刺激保护装置，其中信号采集及处理在电刺激脉冲产生电路升压电路的初级侧进行，省去了在输出回路进行信号处理的隔离电源电路，简化了电路、降低了成本，同时通过软件过流保护、硬件过流保护和空载保护这三重保护，提高了过载保护的安全可靠性。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种电刺激保护装置。

背景技术

目前，对电刺激过载保护，主要采用的以下几种方式，第一种方式是在输出回路中串联一个采样电阻，此电阻上得到与输出电刺激电流成正比的脉冲电压信号，此信号经过光耦后传送到D/A转换器，MCU实时采集电流大小，当电刺激电流值超过一个设定的值时，MCU控制电刺激脉冲产生电路停止电刺激输出，从而避免意外情况对病人造成伤害。然而，此种过流保护弊端在于：MCU控制电路及软件需正常运行，采样电阻阻值需精确，D/A转换器需能正常工作，否则无法判定输出电刺激电流是否过载，因此，大大降低了其安全性能的可靠性。

另外一种电刺激过载保护装置，同样采用在输出回路中串联一个采样电阻，此电阻上得到与输出电刺激电流成正比的脉冲电压信号。此信号在高压侧与设定的电流值进行比较，直接控制切断电刺激输出信号。此种过流保护电路因在输出回路进行信号比对，需要增加隔离电源供电来满足患者应用部分与带电部分之间的安规要求，电路复杂，价格高，体积大。

第三种电刺激过载保护装置，采用精准零漂移电流检测放大器实时检测电流大小，过流后控制后面的比较器输出翻转，通过MOS管和与门构成的开关电路来断开电源。此种过流保护装置的电源由外部电源提供，电路可靠性降低，若外部电源未正常则保护电路无法正常工作，且电流检测放大器价格高，电路复杂。

发明内容

针对以上不足，本发明提供了一种电刺激保护装置，在电刺激脉冲产生电路升压电路的初级侧串联采样电阻，此电阻上得到与输出电刺激电流成正比的脉冲电压信号。此电压信号传送到MCU，通过MCU实时采集电流大小，当刺激电流超过一个设定的值时，MCU控制电刺激脉冲产生电路断开电源，实现软件过流保护。同时，此电压与一个设定的电压值比较，当电压超过设定的电压值时，比较器输出翻转，并将信号传输给计数器，计数器计算过流脉冲数。当计数器计数溢出时，溢出信号控制电刺激脉冲产生电路断开电源，实现硬件过流保护。升压电路变压器第三个绕组采集电刺激输出电压值，当空载时，采集到的电压值超过设定的电压值，输出信号翻转，MCU控制电刺激脉冲产生电路断开电源，实现空载保护。

为了达到上述目的，本发明电刺激保护装置包括供电电源、MCU主控电路、电刺激产生电路、电刺激输出电路、过流检测电路和空载检测电路。

其中供电电源用于给电刺激产生电路供电；MCU主控电路用于产生电刺激脉冲信号、实时采集电刺激电流大小、控制电源供电使能、采集过流溢出信号和空载信号等，控制整个电刺激电路工作；电刺激产生电路包括脉冲产生电路、恒流驱动电路和变压器，实现特定的电刺激脉冲方波输出；电刺激输出电路用于实现电刺激输出双向平衡波；过流检测电路用于检测电刺激过流脉冲波个数，并产生溢出信号；空载检测电路用于检测电刺激输出是否空载，并将空载信号传送给MCU。

电源供电由MCU使能控制信号和过流溢出信号同时控制，必须在2个信号同时正确时，才能实现电刺激产生电路供电，实现软件和硬件双重保护。

MCU主控电路产生电源供电使能，与过流保护溢出位同时控制电刺激产生电路供电，实现软件、硬件同时控制，提高可靠性。MCU产生电刺激脉冲信号，经过脉冲产生电路，控制恒流驱动电路的MOS管导通/断开，控制采样电阻两端电压，从而控制电刺激输出脉冲方波和电流大小；实时采集电刺激电流大小，与需要的电刺激电流大小比对，当出现过流时，断开电源供电；实时采集过流保护电路中计数器溢出信号，当检测到溢出信号时，断开电源供电；实时采集空载保护信号，当检测到空载信号时，断开电源供电。

电刺激产生电路由脉冲产生电路、恒流驱动电路和变压器组成，其中脉冲产生电路控制电刺激输出脉冲波的频率、脉宽和电流大小。