[发明专利]一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统

说明书

技术领域

本发明属于经穴磁刺激领域，具体地是一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统。

背景技术

经穴磁刺激将磁刺激技术与传统中医穴位理论相结合，主要是利用磁线圈产生的感应电流来刺激穴位，以激活与穴位相连通的组织细胞。与传统针灸与功能电刺激相比，经穴磁刺激具有无痛、无创伤、易于重复和可进行深部刺激等优点。

目前，经穴磁刺激系统所采用的磁线圈不是专门设计的经穴磁刺激线圈，大多采用经颅磁刺激仪的磁线圈。但经颅磁刺激的8字型或双8字型线圈以及Slinky线圈，在刺激深度和聚焦性方面均难以达到经穴磁刺激的要求，故只适用于皮层磁刺激。磁线圈的形状和结构可直接影响感应电场的分布，决定着磁场的聚焦性和刺激深度，故对磁刺激的精确性及可靠性会产生较大影响。因此，线圈设计是磁刺激系统的核心问题。此外，现有康复刺激装置均是依照患者的主观感觉和医生的经验进行刺激参数调节的，且不能对患者接受磁刺激的效果进行定量化检测，故容易导致过量刺激或刺激强度不够，从而达不到有效和最佳治疗，甚至会造成额外创伤。如何寻求针对不同患者的最佳磁刺激强度、刺激频率和刺激波形，是康复领域需要解决的一个关键问题。

发明内容

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统，本发明具有能够优化经穴磁刺激的输入方式，改善大脑α波能量，促进脑瘫病人神经系统恢复和康复训练。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统，其中包括单片机、按键控制电路、外部存储器、液晶显示器、功率放大电路、电源电路和喇叭状线圈组成的磁刺激发生模块，以及由脑电仪和脑电处理计算机组成的脑电数据采集和处理模块；其结构要点是：单片机外部连接液晶显示器和功率放大电路，按键控制电路连接到单片机的输入端，还有外部存储器也连接到单片机；同时由电源电路供电，大脑皮层发出电信号由脑电极接收在经过脑电放大器和A/D转换器转换为数字信号，输送到PC机。

作为本发明的一种优选方案，所述单片机采用MCU芯片C8051F021包括12b高精度ADC、电压基准电路以及5个16b定时器、5通道PCA和32个数字I/O端口。

作为本发明的另一种优选方案，所述按键控制电路包括4个按键:模式、加、减及确定，“模式”键用于设置调节模式，“加”与“减”按键用于改变刺激参数，“确定”键用于保存调节参数。

另外，所述外部存储器采用AT24C02芯片，该芯片有一个2Kb串行CMOSEEPＲOM及一个16B页写缓冲器，通过I2C总线接口进行操作，具有专门的写保护功能；由AT24C02芯片组成的外部存储器电路可对本装置刺激信号波形及频率参数进行存储。

作为本发明的又一种优选方案，所述功率放大电路包括电压/电流转换电路与电流放大电路。

本发明的有益效果是。

本发明一种动态脑电地形图反馈调节的经穴磁刺激系统，其在传统磁刺激系统基础之上增加了脑电信号采集与动态地形图处理模块，该系统磁刺激发生模块基于DDS技术，利用单片机编程产生刺激波形、幅度、频率可调的刺激信号，功率放大后，经喇叭状刺激线圈产生磁场，作用于人体穴位；脑电仪在线检测大脑的脑电信号，经计算机数据处理，实时显示大脑α波动态脑电地形图，并反馈调节磁刺激强度、刺激频率和刺激波形。

本发明可以优化经穴磁刺激的输入方式，改善大脑α波能量，促进脑瘫病人神经系统恢复和康复训练；这种调节模式克服了传统电、磁刺激凭经验主观判断刺激效应的缺陷，保证了经穴磁刺激治疗和康复训练的有效性及可靠性，将具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统硬件框图。

图2是本发明一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统主程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统硬件框图。图中包括单片机、按键控制电路、外部存储器、液晶显示器、功率放大电路、电源电路和喇叭状线圈组成的磁刺激发生模块，以及由脑电仪和脑电处理计算机组成的脑电数据采集和处理模块；单片机外部连接液晶显示器和功率放大电路，按键控制电路连接到单片机的输入端，还有外部存储器也连接到单片机；同时由电源电路供电，大脑皮层发出电信号由脑电极接收在经过脑电放大器和A/D转换器转换为数字信号，输送到PC机。

如图2实施例所示，为本发明一种动态脑电地形图调节的经穴磁刺激系统主程序流程图。其中，系统软件包括6个部分:主程序、按键扫描处理子程序、单片机输出刺激信号子程序、LCD1602液晶显示子程序、外部存储器程序以及波形存储表程序。主程序包括3部分:对使用的函数及变量进行定义、主函数及晶振和端口构件的初始化设主程序进行初始化并开中断，定时器0开始扫描按键，LCD显示开机界面，随后程序从外部存储器调取信号频率、波形参数并输出刺激信号，最后程序进行按键扫描处理子程序循环，LCD显示刺激信号参数．I/O端口初始化，首先应将XBＲ2寄存器的功能选择开关设置为1，从而允许功能设置，然后对I/O端口进行输出方式设置。若寄存器某一位被设置为1，则表示该位以推拉方式输出，且该位为单片机输出控制外部设备;若寄存器某一位被设置为0，则表示该位为漏极开路方式，且该位为外部设备控制单片机。子程序是模块化程序的重要组成部分，包含按键处理子程序、信号输出子程序以及外部存储器子程序。