[实用新型]皮肤温度感觉刺激系统

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，特别是一种研究人体痛阈与耐痛阈的仪器。可用于正常与强磁场环境中的疼痛感觉研究、镇痛效果评价、医护人员对痛症患者的辅助诊断与治疗。 

背景技术

目前全世界每天约550万人忍受癌痛的折磨，我国至少有一亿以上的疼痛患者。疼痛，这种人类最原始的痛苦，已经成为全球医药行业共同关心的问题。科研机构对疼痛感觉研究和镇痛效果的评价研究也越来越多。 

疼痛的研究是神经科学领域的热点与难点问题，随着影像学技术的进步，疼痛的研究迎来了前所未有的机遇。但基于功能磁共振成像技术的疼痛研究，需要有精确、可控的疼痛刺激模式，且能够与核磁环境兼容的实验设备。目前只能采用激光刺激设备作为功能磁共振成像技术的疼痛刺激设备。这种激光刺激设备存在以下不足： 

1)只能产生热刺激但不能产生冷刺激； 

2)操作复杂、体积大、安全性不高、成本高； 

3)与上位机通信复杂，数据不开放。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述激光刺激设备的不足，提出一种能够提供冷热刺激、操作简单、安全性高、成本低的冷热疼痛刺激仪，以实现在强磁场的核磁环境中根据实验人员设定的冷热刺激模式，进行疼痛刺激，并且把当前温度数据和疼痛感觉实时传输到上位机中。 

为实现上述目的，本实用新型包括冷热刺激头1、保护网2、散热水箱3、水泵4、储水水箱5、嵌入式控制模块6和上位机7；冷热刺激头1、散热水箱3、水泵4和储水水箱5通过水管依次相连，形成水循环系统；冷热刺激头1通过嵌入式控制模块6与上位机7连接； 

所述的冷热刺激头1，包括导热片11、制冷片13、水冷头14、外壳15、绷带17、纽扣18和隔热垫19；制冷片13的一面黏贴导热片11，另一面黏贴水冷头14； 制冷片13和水冷头14置于导热片11和外壳15组成的腔体内；隔热垫19黏贴在外壳15的前面；绷带17通过纽扣18固定在外壳15的背面；导热片11置于人体皮肤上的刺激点； 

所述的嵌入式控制模块6，包括嵌入式处理电路、D/A转换电路、功率放大电路、电流转向电路、限流保护电路、桥式电路、差分放大电路、A/D转换电路和打分电路；该嵌入式处理电路根据上位机7中设置的刺激温度，产生相应电压数字信号，输入给D/A转换电路中转换成模拟信号，再经过功率放大电路放大后输入到电流转向电路后，再经限流保护电路后输入到制冷片13中，控制制冷片13的升温或降温，进而控制导热片11温度变化；该桥式电路将黏贴在导热片11与制冷片13之间薄膜铂热电阻12的电阻值转换成电压值，传输到A/D转换电路中转换成数字信号，再传输到嵌入式处理电路中，把当前温度值与设置温度值相比较，判断增加或减少电压，同时嵌入式处理电路把当前温度值传输到上位机7中存储显示；被试者根据当前的疼痛感移动滑动变阻器上的滑块打分，该打分电路将滑动变阻器的阻值转成电压值，经过A/D转换电路连接到嵌入式处理电路，嵌入式处理电路通过串口把打分值传输到上位机7中存储显示。 

上述系统，其特征在于水冷头14包括进水口、出水口和内部沟道16；内部沟道16为M形状，且与水冷头14同一侧的进水口和出水口连成通路。 

上述系统，其特征在于导热片11是采用紫铜材料做成的厚度为8mm的凸字形薄片，分为上下两层，且上层的面积为下层面积的二分之一；上层的周围套有回字形的隔热垫19。 

上述系统，其特征在于外壳15由3mm纯铜薄板加工而成，且背面的中心处焊有纯铜质纽扣18。 

上述系统，其特征在于桥式电路由薄膜铂热电阻12和三个等值电阻连接组成。 

上述系统，其特征在于连接冷热刺激头1的水管、薄膜铂热电阻12的引线和制冷片13的引线均置于在保护网12内。 

上述系统，其特征在于打分电路包括滑动变阻器、分压电阻和由纯铜材料做成的屏蔽外壳；屏蔽外壳上装有滑块并标有滑块轨道刻度，滑块连接滑动变阻器。 

上述系统，其特征在于嵌入式处理电路，包括STM32处理器、JTAG接口电路、实时时钟电路和串口通信电路；JTAG接口电路、实时时钟电路分别与STM32处理器连接，STM32处理器通过串口通信电路与上位机7相连。 

上述系统，其特征在于电流转向电路，包括共集电极放大电路和继电器；共集电极放大电路的输入连接STM32处理器，输出连接继电器。 

上述系统，其特征在于限流保护电路由自动恢复保险丝和电阻串联构成。 

本实用新型具有如下优点：