[发明专利]一种穿戴式脑部经皮电刺激治疗装置及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于原发性脑部疼痛的治疗设备，尤其是涉及一种穿戴式脑部经皮电刺激治疗装置及其应用方法。

背景技术

经皮电刺激治疗已经成为治疗某些脑部疾病的一种重要治疗手段之一，其主要原理为产生的电脉冲通过自粘电极经皮传输，刺激(即触发动作电位)位于脑部特定区域皮肤下的神经，抑制神经传导，阻断疼痛感觉通路，从而达到治疗目的。随着其应用领域的拓展和深入，经皮电刺激技术也需要不断地朝着更安全、更有效的方向发展和完善。

在本专利涉及治疗和缓解头痛的领域，现有的通过电脉冲经皮电刺激来治疗或缓解头痛的便携式设备为了达到减小设备体积、简化参数设置等目的，多采用通过微控制器和外围数字/模拟电路生成固定刺激频率、固定刺激强度和固定波形的治疗脉冲，最终由用户独自完成治疗。但固定的治疗参数和治疗模式对于不同情况下的患者而言，会导致治疗效果欠佳，甚至是无法抗拒的负面治疗效果。因此，这类电刺激头痛治疗设备不具备参数可调、智能控制、模式多样、治疗效果及时反馈、缺乏医生指导等重要特征。在许多应用场合下，比如在不同体质、不同年龄、不同病情的患者中，不能产生精准化的治疗效果。而现有的台式非便携的此类治疗设备虽然可以调节治疗参数，但设备笨重，患者只能在医院完成治疗，极大地浪费了患者和医生的时间。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够实时调节参数的穿戴式脑部经皮电刺激治疗装置及其应用方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种穿戴式脑部经皮电刺激治疗装置，该装置包括皮肤电极、微控制器以及分别与微控制器连接的电源模块、内存模块、波形发生模块和人机交互模块，所述的波形发生模块输出端连接皮肤电极，其特征在于，所述的波形发生模块包括依次连接的波形数据存储单元、直接数字频率合成单元、模拟信号处理单元和安全输出单元；

输入与患者病情相适应的医疗参数至微控制器，微控制器控制波形发生模块生成与输入医疗参数相对应的波形信号，输出波形信号至皮肤电极。

所述的直接数字频率合成单元采用直接数字频率合成芯片AD9850，所述的微控制器分别连接波形数据存储单元、直接数字频率合成单元、模拟信号处理单元和安全输出单元。

所述的模拟信号处理单元包括双向脉冲发生电路、电压幅值放大电路、压流转换电路和电流反馈电路。

所述的安全输出单元包括输出限压限流电路和电源隔离电路。

所述的装置还包括蓝牙通信模块，所述的蓝牙通信模块连接微控制器。

所述的人机交互模块包括语音单元、按键单元和显示单元。

一种采用上述任一项所述的一种穿戴式脑部经皮电刺激治疗装置的治疗装置应用方法，该方法包括以下步骤：

S1、微控制器的操作系统初始化；

S2、创建任务，并启动操作系统；

S3、操作系统根据优先级自动切换和执行任务。

S3中的任务包括设备自检和安全任务、脉冲发生任务、蓝牙通讯任务、人机交互任务和参数存储与读取任务。

所述的设备自检和安全任务由安全输出单元完成，所述的脉冲发生任务由直接数字频率合成单元完成，所述的蓝牙通讯任务由蓝牙通信模块完成，所述的人机交互任务由人机交互模块完成，所述的参数存储与读取任务由内存模块完成。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用以微控制器为控制核心、直接数字频率合成芯片为波形发生器的硬件电路，保证了频率、幅度的快速切换，在不降低设备便携性和性能指标的前提下，实现了更精准、更多元化的治疗波形输出；

(2)可以方便的在智能终端进行模式切换、参数调整和软件升级等，大大增强了治疗的灵活性和患者体验；并且可以通过网络远程控制，方便医患之间治疗效果的及时反馈，使患者可以远程在医生的指导下完成更加精准高效的治疗；

(3)所述的模拟信号处理单元使得最终的治疗波形符合要求，同时安全输出单元使得治疗脉冲具有更高的安全性和稳定性；

(4)所述的人机交互模块方便使用者自己输入相关参数，调整输出频率，也增强了装置的使用便利性；

(5)微处理器连接波形发生模块中的各单元，及时调整和控制波形处理过程；

(6)采用嵌入式实时操作系统为核心的软件控制，以及高优先级任务优先执行的运行机制，使得在治疗过程中实现了治疗参数的用户自定义和该参数下输出脉冲的实时更新，并且大幅提高了整个控制系统的实时性和高效性。

附图说明