[發明專利]基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器

有效

• 申請號: 201410338946.9
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104096314A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 黃琦;姜力;趙京東;楊大鵬;樊紹巍;劉宏;曾博
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

1.基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器，其特征在于，它包括控制器(1)、DDS芯片(2)、信號復用電路(3)、電刺激電路(4)、電極復用電路(5)、電極(6)、矢量阻抗測量激勵電路(7)和矢量阻抗測量反饋電路(8)；電極(6)貼在人體的皮膚表面；

控制器(1)首先發出阻抗測量指令給DDS芯片(2)、信號復用電路(3)和電極復用電路(5)，DDS芯片(2)通過信號復用電路(3)輸出阻抗測量信號給矢量阻抗測量激勵電路(7)，矢量阻抗測量激勵電路(7)輸出阻抗測量激勵信號給電極(6)；同時矢量阻抗測量反饋電路(8)將電極-皮膚阻抗測量結果反饋給控制器(1)；

控制器(1)根據電極-皮膚阻抗測量結果調節電極(6)與皮膚接觸的狀態，進而調節電刺激參數來改變電極-皮膚阻抗的大小，當電極-皮膚阻抗測量結果滿足安全條件時，轉入經皮電刺激狀態；

控制器(1)發出經皮電刺激指令給DDS芯片(2)、信號復用電路(3)和電極復用電路(5)，DDS芯片(2)通過信號復用電路(3)輸出電刺激信號給電刺激電路(4)，電刺激電路(4)輸出電刺激電流通過電極(6)給人體進行經皮電刺激。

2.根據權利要求1所述基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器，其特征在于，DDS芯片(2)具有至少兩個輸出通道：通道0和通道1，每個輸出通道具有正反兩個輸出端口，分別為CH0+、CH0-和CH1+、CH1-；

信號復用電路(3)由模擬開關S0來實現；

模擬開關S0置1時，DDS芯片(2)輸出電刺激波形，通道0和通道1串聯；CH0+與CH1-相連，并作為電刺激電路(4)的輸入端子IN+；CH0-與CH1+相連，并作為電刺激電路(4)的輸入端子IN-；輸入端子IN+和IN-接收電刺激波形給電刺激電路(4)，電極地MGND與實際地GND相連；

模擬開關S0置0時，DDS芯片(2)輸出矢量阻抗測量激勵波形，通道0和通道1并聯，CH0+、CH0-、CH1+和CH1-分別作為矢量阻抗測量激勵電路(7)的輸入端子SIN+、SIN-、CIN+和CIN-，輸入端子SIN+、SIN-、CIN+和CIN-接收矢量阻抗測量激勵波形給矢量阻抗測量激勵電路(7)；電極地MGND與實際地GND之間串聯測量電阻RM。

3.根據權利要求1所述基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器，其特征在于，電刺激電路(4)包括差分放大器A、差分放大器B、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5和電阻R6；差分放大器A的同相輸入端通過電阻R1連接輸入端子IN+；差分放大器A的反相輸入端通過電阻R2連接輸入端子IN-；差分放大器A的反相輸入端和電刺激波形輸出端子OUT+之間并聯電阻R3；

差分放大器B的同相輸入端通過電阻R5連接輸入端子IN-；差分放大器B的反相輸入端通過電阻R4連接輸入端子IN+；差分放大器B的反相輸入端和電刺激波形輸出端子OUT-之間并聯電阻R6；

差分放大器A和差分放大器B的正極供電端子連接+20V直流電源；差分放大器A和差分放大器B的負極供電端子連接-20V直流電源；

輸入端子IN+和IN-接收電刺激波形，電刺激波形輸出端子OUT+和OUT-輸出功率放大后的正反兩相電刺激波形。

4.根據權利要求3所述基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器，其特征在于，電阻R1和電阻R2的阻值相等，電阻R4和電阻R5的阻值相等，電阻R3與電阻R1的阻值比值和電阻R6與電阻R4的阻值比值相等。

5.根據權利要求1所述基于矢量阻抗反饋的自適應多通道經皮電刺激器，其特征在于，矢量阻抗測量激勵電路(7)包括正弦波形放大電路和余弦波形放大電路；

正弦波形放大電路包括差分放大器A、電阻R1、電阻R2和電阻R3；差分放大器A的同相輸入端通過電阻R1連接輸入端子SIN+；差分放大器A的反相輸入端通過電阻R2連接輸入端子SIN-；差分放大器A的反相輸入端和正弦激勵輸出端子SOUT之間并聯電阻R3；

余弦波形放大電路包括差分放大器C、電阻R7、電阻R8和電阻R9；差分放大器C的同相輸入端通過電阻R7連接輸入端子CIN+；差分放大器C的反相輸入端通過電阻R8連接輸入端子CIN-；差分放大器C的反相輸入端和余弦激勵輸出端子COUT之間并聯電阻R9；

正弦激勵輸出端子SOUT輸出的正弦激勵波形和余弦激勵輸出端子COUT輸出的余弦激勵波形的幅值相等、頻率相等。