阅读说明：本技术 一种电刺激强度调节装置、方法以及电刺激装置 (Electrical stimulation intensity adjusting device and method and electrical stimulation device ) 是由 何永正 张�杰 黄晓乐 陈凯 刘钢 于 2020-06-15 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种电刺激强度调节装置,包括控制器、波形调制数模转换器以及与电极垫中的各电极对一一对应的第一强度调节数模转换器；控制器,用于输出中频方波至波形调制数模转换器,并经由波形调制数模转换器转化后输出目标波形的中频波至各第一强度调节数模转换器,以及根据调节指令向第一强度调节数模转换器发送调节信号；第一强度调节数模转换器,用于当接收到控制器发送的调节信号时,依据调节信号调节中频波的电压值,并输出调节后的中频波至对应的电极对。该电刺激强度调节装置能够对电极垫中各电极对的电刺激强度进行差异化调节。本申请还公开了一种电刺激强度调节方法以及电刺激装置,均具有上述技术效果。(The application discloses an electrical stimulation intensity adjusting device which comprises a controller, a waveform modulation digital-to-analog converter and first intensity adjustment digital-to-analog converters, wherein the first intensity adjustment digital-to-analog converters correspond to electrode pairs in an electrode pad one by one; the controller is used for outputting the intermediate frequency square waves to the waveform modulation digital-to-analog converter, outputting the intermediate frequency waves of the target waveform to each first intensity adjustment digital-to-analog converter after the intermediate frequency square waves are converted by the waveform modulation digital-to-analog converter, and sending an adjustment signal to the first intensity adjustment digital-to-analog converter according to the adjustment instruction; and the first intensity adjusting digital-to-analog converter is used for adjusting the voltage value of the intermediate frequency wave according to the adjusting signal and outputting the adjusted intermediate frequency wave to the corresponding electrode pair when receiving the adjusting signal sent by the controller. The electrical stimulation intensity adjusting device can carry out differentiation adjustment on the electrical stimulation intensity of each electrode pair in the electrode pad. The application also discloses an electrical stimulation intensity adjusting method and an electrical stimulation device which both have the technical effects.)

一种电刺激强度调节装置、方法以及电刺激装置

技术领域

本申请涉及电疗技术领域，特别涉及一种电刺激强度调节装置；还涉及一种电刺激强度调节方法以及电刺激装置。

背景技术

随着社会节奏的加快，工作压力的增加，腰背部疼痛的发病率正迅速增长，腰背部疼痛可能出现在背部从脖子到腰部的任何一个位置，可能是一小部分，也可能扩散到很大范围。腰背部疼痛因治疗困难、疗程长、容易复发等特点，已成为现代社会难以医治的痼疾，严重地影响着人们的生活质量。大量的临床研究表明，中频电刺激疗法具有镇痛、促进血液循环和炎症消散的作用。

目前，中频电刺激设备种类繁多，但大部分是一对或多对独立的电极对，只能针对某一疼痛点进行定点刺激。并且电刺激强度不能差异化调节，即所有的电极输出的电刺激强度是相同的。通常背部电疗可分为三个部位，颈肩部、背部以及腰部，这三个部位对电刺激的耐受度不同。同时，同一个部位的不同区域的电刺激耐受度也可能会有一些差别。因此，这三个部位在临床中需要用不同的电刺激电压来治疗的，否则，耐受度高的部位强度刚好合适的时候可能耐受度低的部位会有明显的刺痛感，从而影响患者的治疗效果和治疗体验。所有电极输出相同强度的电刺激的方案已无法满足背部电疗的需求。

另外，对于大多数电疗设备来说，电刺激强度的调节都是由康复技师与患者反复沟通后通过操作设备的主控界面来实现，因为人体对电刺激会有适应性，治疗开始时调节的强度刚好合适，过几分钟后，患者可能就适应了这个强度，就需要适度的增加强度以达到更好的治疗效果，在整个治疗的过程中，康复技师需要与患者沟通多次沟通，由此极大增加康复技师的工作量。

有鉴于此，如何解决上述技术缺陷已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种电刺激强度调节装置，能够对电极垫中各电极对的电刺激强度分别进行调节，满足不同电极对输出不同强度的电刺激的需求，提高电疗的有效性与舒适度。本申请的另一目的是提供一种电刺激强度调节方法以及电刺激装置，均具有上述技术效果。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种电刺激强度调节装置，包括：

控制器、波形调制数模转换器以及多路第一强度调节数模转换器；所述第一强度调节数模转换器与电极垫中的各电极对一一对应；

所述控制器，用于输出中频方波至所述波形调制数模转换器，以及根据调节指令向所述第一强度调节数模转换器发送调节信号；

所述波形调制数模转换器，用于将所述中频方波转化为目标波形的中频波并输出所述中频波至各所述第一强度调节数模转换器；

所述第一强度调节数模转换器，用于当接收到所述控制器发送的所述调节信号时，依据所述调节信号调节所述中频波的电压值，并输出调节后的中频波至对应的所述电极对。

可选的，还包括：

第二强度调节数模转换器；所述第二强度调节数模转换器分别连接所述波形调制数模转换器与各所述第一强度调节数模转换器，用于当接收到所述控制器发送的调节信号时，依据所述调节信号调节所述波形调制数模转换器输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至各所述第一强度调节数模转换器。

可选的，所述第一强度调节数模转换器与所述第二强度调节数模转换器为8位数模转换器。

可选的，还包括：

手持控制终端，用于向所述控制器发送所述调节指令。

可选的，所述手持控制终端为无线手持控制终端。

可选的，所述无线手持终端为以RF433MHz的电磁波作为载波的无线手持终端。

可选的，所述控制器为单片机。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电刺激装置，所述电刺激装置包括如上所述的电刺激强度调节装置、多路放大电路、多个变压器以及具有多个电极对的电极垫；所述电极对与所述放大电路以及所述变压器一一对应。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种电刺激强度调节方法，包括：

接收调节指令；

根据所述调节指令向相应的第一强度调节数模转换器发送调节信号，以使所述第一强度调节数模转换器在接收到所述调节信号后，依据所述调节信号调节波形调制数模转换器输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至所述第一强度调节数模转换器对应的电极对。

可选的，还包括：

向第二强度调节数模转换器发送所述调节信号，以使所述第二强度调节数模转换器在接收到所述调节信号后，依据所述调节信号调节所述波形调制数模转换器输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至各所述第一强度调节数模转换器。

本申请所提供的电刺激强度调节装置，包括：控制器、波形调制数模转换器以及多路第一强度调节数模转换器；所述第一强度调节数模转换器与电极垫中的各电极对一一对应；所述控制器，用于输出中频方波至所述波形调制数模转换器，以及根据调节指令向所述第一强度调节数模转换器发送调节信号；所述波形调制数模转换器，用于将所述中频方波转化为目标波形的中频波并输出所述中频波至各所述第一强度调节数模转换器；所述第一强度调节数模转换器，用于当接收到所述控制器发送的所述调节信号时，依据所述调节信号调节所述中频波的电压值，并输出调节后的中频波至对应的所述电极对。

可见，本申请所提供的电刺激强度调节装置，设置有多路第一强度调节数模转换器，且各第一强度数模转换器与电极垫中各电极对一一对应。在控制器输出中频方波以及波形调制数模转换器将控制器输出的中频方波转化为目标波形的中频波的基础上，针对不同电极垫中各电极对，可利用各第一强度调节数模转换器对中频波进行不同程度的转换，使各第一强度调节数模转换器所对应的电极对输出不同强度的电刺激，满足不同电极对输出不同强度的电刺激的需求，避免各电极对只能输出相同强度的电刺激时，给患者带来的不适感，有效提高了电疗的有效性与舒适度。

本申请所提供的电刺激强度调节方法以及电刺激装置均具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种电刺激强度调节装置的示意图；

图2为本申请实施例所提供的另一种电刺激强度调节装置的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种电极垫的示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种模数转换器的示意图；

图5为本申请实施例所提供的一种放大电路的示意图；

图6为本申请实施例所提供的一种电刺激强度调节方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种电刺激强度调节装置，能够对电极垫中各电极对的电刺激强度分别进行调节，满足不同电极对输出不同强度的电刺激的需求，提高电疗的有效性与舒适度。本申请的另一核心是提供一种电刺激强度调节方法以及电刺激装置，均具有上述技术效果。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电刺激强度调节装置的示意图，参考图1所示，该装置包括：

控制器10、波形调制数模转换器20以及多路第一强度调节数模转换器30；第一强度调节数模转换器30与电极垫中的各电极对一一对应；

控制器10，用于输出中频方波至波形调制数模转换器20，以及根据调节指令向第一强度调节数模转换器30发送调节信号；

波形调制数模转换器20，用于将中频方波转化为目标波形的中频波并输出中频波至各第一强度调节数模转换器30；

第一强度调节数模转换器30，用于当接收到控制器10发送的调节信号时，依据调节信号调节中频波的电压值，并输出调节后的中频波至对应的电极对。

具体的，本申请所提供的电刺激强度调节装置主要包括控制器10、波形调制数模转换器20以及多路第一强度调节数模转换器30；且各第一强度调节数模转换器30与电极垫中各电极对一一对应，即第一强度调节数模转换器30的个数与电极垫中电极对的个数相等，每一个第一强度调节数模转换器30负责调节一个电极对的电刺激强度。

具体而言，控制器10产生并输出占空比为50％的PWM信号，即中频方波。且在一种具体的实施方式中，控制器10为单片机，从而可通过单片机的定时器产生占空比为50％的PWM信号。控制器10所产生的中频方波作为源信号输出至波形调制数模转换器20。进一步，通过高速刷新波形调制数模转换器20的转换值，使源信号的每个脉冲的幅值发生高低变化，从而形成特定波形即目标波形的中频波。例如，对称梯形波或正弦波等等。

经由波形调制数模转换器20进行波形调制后的中频波进一步输入到各第一强度调节数模转换器30的参考电压输入端。当需要调节电极垫中的某个或某些电极对所输出的电刺激的强度时，可向控制器10发送调节指令，进而控制器10根据调节指令向相应的第一强度调节数模转换器30发送调节信号。第一强度调节数模转换器30接收到控制器10发送的调节信号后，依据调节信号调节中频波的电压值，并输出调节后的中频波，该中频波依次经过放大电路与变压器后，最终输出至相应的电极对。

进一步，参考图2所示，在上述实施例的基础上，该电刺激强度调节装置还包括：第二强度调节数模转换器40；第二强度调节数模转换器40分别连接波形调制数模转换器20与各第一强度调节数模转换器30，用于当接收到控制器10发送的调节信号时，依据调节信号调节波形调制数模转换器20输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至各第一强度调节数模转换器30。

具体的，本实施例采用两级数模转换器进行电刺激强度调节。其中，第二强度调节数模转换器40用于实现针对所有电极对的电刺激强度调节，各第一强度调节数模转换器30用于实现针对不同电极对的电刺激强度调节。第二强度调节数模转换器40分别连接波形调制数模转换器20与各第一强度调节数模转换器30。此时波形调制数模转换器20输出中频波至第二强度调节数模转换器40，进一步第二强度调节数模转换器40输出经过调节或未经调节的中频波至各第一强度调节数模转换器30。

当需要调节电极垫中所有电极对所输出的电刺激的强度时，可向控制器10发送调节指令，进而控制器10根据调节指令向第二强度调节数模转换器40发送相应的调节信号。第二强度调节数模转换器40接收到控制器10发送的调节信号后，依据调节信号调节中频波的电压值，并输出调节后的中频波至各第一强度调节数模转换器30。

其中，在一种具体的实施方式中，第一强度调节数模转换器30与第二强度调节数模转换器40均为8位数模转换器。

另外，对于第一强度调节数模转换器30的个数，本申请作为不做唯一限定，根据实际电极垫中电极对的个数进行相适应的设置即可。

以电极对的个数为12对为例，各电极对的排布上式参考图3所示。四个电极对对应一个部位，从上至下共三个部位，颈肩、背部以及腰部。标号1～12代表12个电极对。标号1～4为一组，对应颈肩部，当选择颈肩部治疗时，只有这四个电极对正常输出电刺激，其他电极对无输出。标号5～8为一组，对应胸背部，当选择胸背部治疗时，只有这四个电极对会正常输出，其他电极对无输出。标号9～12为一组，对应腰部，当选择腰部治疗时，只有这四个电极对会正常输出电刺激，其他电极对无输出。当选择组合处方时，所有电极对都会输出电刺激。

波形调制数模转换器20输出的中频波输入到第二强度调节数模转换器40的参考电压端Vref0，通过调节总强度档位(范围可为0～99档)改变第二强度调节数模转换器40转换值，使第二强度调节数模转换器40的输出端产生一个幅值等比例变化的波形信号。如当采用8位的数模转换器时，第二强度调节转换器输出端某一时刻输出的电压值Vout0为Vref0*(X0/99)*(Dmax0/255)。X0表示档位，Dmax0表示软件规定的最大转换值。(X0/99)*Dmax0表示所选定档位的实转换值，当档位X0选择99时，此时的转换值达到最大值Dmax0，需要说明的是，此时并不一定达到了数模转换器输出的最大能力，只有当Dmax0为255时，数模转换器输出最大电压，即未对参考电压进行调制，此时输出的电压值就是参考电压值。

第二强度调节数模转换器40输出的中频波进一步输入到12个第一强度调节数模转换器30DAC1～DAC12的参考电压端Vref1～Vref12，通过调节分强度档位X1～X12(范围可为0～99档)改变第一强度调节数模转换器30DAC1～DAC12的转换值，使第一强度数模转换器的输出端产生一个幅值等比例变化的波形信号，如当采用8位模数转换器时，第一强度调节数模转换器30的输出端某一时刻的输出电压值Voutn为Vout0*(Xn/99)*(Dmaxn/255)；n为0～12，Xn表示档位，Dmaxn表示软件规定的最大转换值。(Xn/99)*Dmaxn表示所选定档位的实转换值，当档位Xn选择99时，此时的转换值达到最大值Dmaxn，需要说明的是，此时并不一定达到了数模转换器输出的最大能力，只有当Dmaxn为255时，数模转换器输出最大电压，即未对参考电压进行调制，此时输出的电压值就是参考电压值。

进一步，参考图4所示，数模转换器的工作原理如下：

图4所示数模转换器为双通道数模转换器(TLC7528C)，此时可利用其中的一个通道进行强度调节，以A通道为例：拉低CS管脚与DAC_A/B，使A通道有效。单片机产生频率和占空比固定的PWM信号，此PWM信号经波形调制数模转换器20调制后产生特定波形的中频波ZP_PWM_OUT，并输入到TLC7528C的参考电压端REFA，通过改变A通道的转换值，即改变图中所示D0至D7的值，在OUTA端即可输出相应的电压信号，此电压信号进一步输入到如图5所示的放大电路后，输出OUTAO1信号至相应的变压器。

其中，对于数模转换器为双通道的情况，其中一个通道可作为第一强度调节数模转换器，另一个通道可作为第二强度调节数模转换器。

进一步，在上述实施例的基础上，该电刺激强度调节装置还包括：

手持控制终端，用于向控制器10发送调节指令。

具体的，为了降低康复技师的工作量，同时为患者提供便捷，本实施例中，电刺激强度调节装置还设置有手持控制终端，通过操作手持控制终端，例如按下某个按键，可向控制器10发送调节指令，进行电刺激强度调节，使患者可以根据自己的治疗感受适当调整每个电极对以及整体的电刺激强度。此外，还可以使患者在治疗过程中遇到任何不舒服的情况下自主停止治疗，无须康复技师实时看护，从而释放康复技师的部分工作量。

其中，手持控制终端可以是有线手持控制终端，也可以为无线手持控制终端，为了方便使用，在一种具体的实施方式中，手持控制终端为无线手持控制终端。另外，可实现短距离无线通讯的载波方式有多种，如红外、RF433/315MHz，蓝牙、WIFI、4G等。红外不容易受外界电磁干扰，但发射和接收具有方向性，存在患者在平躺时无法准确对准接收器的问题。蓝牙、WIFI和4G都是通用的2.4GHz电磁波，环境中来自于类似手机等终端设备的干扰信号较多，存在一定风险。因此，为了保障信号传输的可靠性，在一种具体的实施方式中无线手持终端为以RF433MHz的电磁波作为载波的无线手持终端，即选择RF433MHz电磁波作为载波信号进行信号传输。传输流程重要包括终端协议编码、终端载波发射、主机载波接收、主机协议解码、主机执行命令，对于更为详尽的传输流程，参考现有的相关技术即可。

综上所述，本申请所提供的电刺激强度调节装置，设置有多路第一强度调节数模转换器，且各第一强度数模转换器与电极垫中各电极对一一对应。在控制器输出中频方波以及波形调制数模转换器将控制器输出的中频方波转化为目标波形的中频波的基础上，针对不同电极垫中各电极对，可利用各第一强度调节数模转换器对中频波进行不同程度的转换，使各第一强度调节数模转换器所对应的电极对输出不同强度的电刺激，满足不同电极对输出不同强度的电刺激的需求，避免各电极对只能输出相同强度的电刺激时，给患者带来的不适感，有效提高了电疗的有效性与舒适度。

本申请还提供了一种电刺激装置，该电刺激装置包括如上所述的电刺激强度调节装置、多路放大电路、多个变压器以及具有多个电极对的电极垫；电极对与放大电路以及变压器一一对应。

系统开机后，显示屏、控制器(单片机)的相关引脚、系统时钟、定时器、串口等外设和相关工作参数开始初始化。初始化完成后显示屏进入治疗主界面，显示治疗时间、治疗部位、治疗处方以及强度等参量。通过点击按键，而进行相关控制。所有点击按键的操作都会被单片机获取和处理，如点击启动键，单片机根据获取到的按键信息变更相应的系统参数或运行状态。

点击部位选择可进入治疗部位设置界面，并可根据病人的实际情况设置颈肩部、背部、或腰部。点击启动按键后，开始进行治疗，总强度默认是从0开始，此时无电刺激输出。进一步，可点击总强度调节按钮可以增大或减小总强度值，从而按比例增大或减小输出电刺激的电压值。如整体电刺激感觉较好，只有个别电极对输出较大或较小，可调小或调大对应的分强度按钮，以使所有电极对的电刺激都达到较为舒适的效果。

其中，显示屏可以为OLED显示屏、LCD显示屏以及触控屏中的任意一种。按键可以为实体按键、旋钮按键或触控板的任意一种。

对于其中电刺激强度调节的相关内容，本申请在此不做赘述，参考上述电刺激强度调节装置的实施例即可。

本申请还提供了一种电刺激强度调节方法，参考图6所示，该方法包括：

S101：接收调节指令；

S102：根据调节指令向相应的第一强度调节数模转换器发送调节信号，以使第一强度调节数模转换器在接收到调节信号后，依据调节信号调节波形调制数模转换器输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至第一强度调节数模转换器对应的电极对。

在上述实施例的基础上，可选的，还包括：

向第二强度调节数模转换器发送调节信号，以使第二强度调节数模转换器在接收到调节信号后，依据调节信号调节波形调制数模转换器输出的中频波的电压值，并输出调节后的中频波至各第一强度调节数模转换器。

对于本申请所提供的方法的介绍请参照上述装置实施例，本申请在此不做赘述。

因为情况复杂，无法一一列举进行阐述，本领域技术人员应能意识到，在本申请提供的实施例的基本原理下结合实际情况可以存在多个例子，在不付出足够的创造性劳动下，应均在本申请的范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。