一种无创可控疼痛刺激系统技术方案

本发明专利技术提供一种无创可控疼痛刺激系统，包括人机交互模块、通讯模块、控制模块、温度检测模块、电极片、功率输出模块和方向变换电路；人机交互模块与控制模块连接，通讯模块与控制模块进行连接，通信模块接收到控制命令后将控制命令发送给控制模块；控制模块接收人机交互模块或者通讯模块的控制命令，控制功率输出模块输出能量；功率输出模块与控制模块以及方向变换电路连接；电极片与方向变换电路以及温度检测模块相连，通过改变输入的电能功率改变电极片的功率，同时通过改变输入电能的方向来对预定位置进行制冷或者制热。本发明专利技术的有益效果是：解决了电流刺激会使皮肤受损以及电极片与皮肤的贴合强度对感受影响较大的问题，以及体积小。积小。积小。

【技术实现步骤摘要】
一种无创可控疼痛刺激系统


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种无创可控疼痛刺激系统。

技术介绍

[0002]疼痛的研究是神经生理学一个重要的领域。在疼痛研究中，经常需要产生一个疼痛的刺激来观察人体对疼痛信号的传导以及处理。在临床中，经常需要在各部位产生疼痛的刺激，根据人体的反应来评估各神经系统的状况。以往常用的疼痛刺激器有电流刺激和热刺激两类方法。
[0003]电流刺激是将一对电极贴于人体皮肤表面，电极之间等效为一个电容与电阻相互连接的复杂网络，在电极之间通以大小方向可控的电流，激活痛觉感受器，使人感受到疼痛。这种方式结构简单、控制方便，但是存在以下问题：
[0004]1、长时间电刺激会使皮肤受损。
[0005]2、可以控制电流，但是对电流密度较难控制，而电流密度不同，人的痛觉差异性很大；
[0006]3、由于直径大的神经纤维比那些传递痛觉的小神经纤维具有低的电流阈值，因此，电流刺激也会激活这些大的非痛觉神经，从而抑制或阻碍痛觉信号的产生及传导。
[0007]而热刺激是在主机内将流体加热到一定的温度，主机通过管道将热流体输送至电极，在电极上产生恒定的温度，将电极贴于人体皮肤，即可对人体进行热痛觉刺激。这种方式原理简单、只激活痛觉神经，但是存在体积过大的问题。
[0008]鉴于现有技术存在的上述问题，亟待解决。

技术实现思路

[0009]基于此，本专利技术的目的在于提供一种疼痛刺激系统，解决了电流刺激会使皮肤受损以及电极片与皮肤的贴合强度对感受影响较大的问题，以及体积小。
[0010]本专利技术提供一种无创可控疼痛刺激系统，包括人机交互模块、通讯模块、控制模块、温度检测模块、电极片、功率输出模块和方向变换电路；所述电极片包括热电器件和温度传感器，所述热电器件通过电流使其表面产生制冷或者制热效果；所述人机交互模块与所述控制模块连接，通过人机交互模块输入所述电极片受控部分的温度值、温度时间变化曲线；所述通讯模块与所述控制模块进行连接，所述通信模块接收到控制命令后将控制命令发送给控制模块；所述控制模块接收人机交互模块或者通讯模块的控制命令，结合当前被控对象的温度值，通过算法输出相应的信号，控制功率输出模块输出能量；所述功率输出模块与所述控制模块以及所述方向变换电路连接，从所述控制模块输入控制参数对应的模拟信号或者数字信号控制输出的能量，通过所述方向变换电路驱动所述电极片使其温度发生变化；所述电极片与所述方向变换电路以及温度检测模块相连，通过改变输入的电能功率改变电极片的功率，同时通过改变输入电能的方向来对预定位置进行制冷或者制热，同时将其受控部分的温度信号发送给温度检测模块再送入控制模块，温度检测以及温度控制
的闭环循环，使得温度最终达到所需数值从而实现控制疼痛感的强度。
[0011]作为优选方案，所述人机交互模块设置为串口屏、键盘、脉冲编码器或显示屏中的任一种；所述人机交互模块通过串口、IO口、SPI、GPIB、网口中的一种或者多种接口发送控制命令给所述控制模块。
[0012]作为优选方案，所述通讯模块设置为有线或者无线方式的通讯接收器，所述通讯模块设置为串口、网口、USB模块、蓝牙模块、wifi模块中的任一种，所述通讯模块通过串口、SPI、IO口中的任一种与所述控制模块进行通讯。
[0013]作为优选方案，所述控制模块设置为MCU、DSP、PLC中的任一种；所述算法包括PI控制算法、PID算法、模糊算法、人工智能算法中的任一种。
[0014]作为优选方案，所述温度检测模块设置为信号放大电路或模数转换器或者两者的结合，所述温度检测模块将所述电极片上温度传感器的输出电信号或电阻信号转化为控制模块可以处理的标准信号；所述标准信号设置为0
‑
5V电压信号或SPI接口信号。
[0015]作为优选方案，所述方向变换电路设置为桥式电路或者开关换向电路。
[0016]作为优选方案，所述功率输出模块设置为功率放大模块、调压模块、电流源模块中的任一种。
[0017]作为优选方案，所述温度传感器将所述电极片受控部分的温度变化转化为电信号或电阻信号，所述电信号或电阻信号设置为模拟电压信号或数字信号。
[0018]作为优选方案，所述热电器件设置为帕尔贴，所述帕尔贴的表面设置有薄型PT100热电阻，所述薄型PT100热电阻连接有用以引出信号的引线，所述薄型PT100热电阻、引线11通过塑胶套管与所述帕尔贴固定连接；所述热电器件的热端或者冷端设置有导热片；所述导热片由导热系数大于50W/m
·
K的材料制成。
[0019]作为优选方案，温度的范围设置为0℃～50℃。
[0020]本专利技术的有益效果为：
[0021]1、本专利技术采用热电器件对电极进行加热或者降温，只需要控制电压或者电流的方向即可，因此大大缩小了整个系统的体积，而与本专利技术相比，冷热刺激采用固定温度的液体流过电极的方式对电极进行控温，对液体制冷制热的设备本身体积大，对空间造成较大的占用；
[0022]2、本专利技术设置通讯模块，可外接第三方网络模块，可快速实现设备联网或联机；
[0023]3、电极片与方向变换电路以及温度检测模块相连，通过改变输入的电能功率改变电极片的功率，同时通过改变输入电能的方向来对预定位置进行制冷或者制热，从而实现同一电极片即可以产生冷刺激也可以产生热刺激，并且可多片电极片组合使用形成灼烧感刺激电极，温度精确可控，并且感受的强度也实时可控；本专利技术利用thermal grill illusion效应(热格栅错觉效应)，使冷热电极交替排列，产生类似灼烧的无创痛觉，解决了电流刺激会使皮肤受损以及电极片与皮肤的贴合强度对感受影响较大的问题；
[0024]4、热电器件的热端或者冷端设置有导热片,导热片由导热系数大于50W/m
·
K的材料制成，使热容量小，导热系数大，响应速度快，从而可实现对电极进行快速的调温。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的结构视图。
[0026]图2为人机交互模块、通讯模块、控制模块电路图。
[0027]图3为温度检测模块电路图。
[0028]图4为功率输出模块电路图。
[0029]图5为方向变换电路电路图。
[0030]图6为电极片结构示意图。
[0031]附图标记为：人机交互模块100、通讯模块200、控制模块300、温度检测模块400、电极片500、功率输出模块600、方向变换电路700、热电器件900、温度传感器800、薄型PT100热电阻120、引线140、塑胶套管130。
具体实施方式
[0032]为能进一步了解本专利技术的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。
[0033]本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无创可控疼痛刺激系统，其特征在于：包括人机交互模块(100)、通讯模块(200)、控制模块(300)、温度检测模块(400)、电极片(500)、功率输出模块(600)和方向变换电路(700)；所述电极片(500)包括热电器件(900)和温度传感器(800)，所述热电器件(900)通过电流使其表面产生制冷或者制热效果；所述人机交互模块(100)与所述控制模块(300)连接，通过人机交互模块(100)输入所述电极片(500)受控部分的温度值、温度时间变化曲线；所述通讯模块(200)与所述控制模块(300)进行连接，所述通信模块接收到控制命令后将控制命令发送给控制模块(300)；所述控制模块(300)接收人机交互模块(100)或者通讯模块(200)的控制命令，结合当前被控对象的温度值，通过算法输出相应的信号，控制功率输出模块(600)输出能量；所述功率输出模块(600)与所述控制模块(300)以及所述方向变换电路(700)连接，从所述控制模块(300)输入控制参数对应的模拟信号或者数字信号控制输出的能量，通过所述方向变换电路(700)驱动所述电极片(500)使其温度发生变化；所述电极片(500)与所述方向变换电路(700)以及温度检测模块(400)相连，通过改变输入的电能功率改变电极片(500)的功率，同时通过改变输入电能的方向来对预定位置进行制冷或者制热，同时将其受控部分的温度信号发送给温度检测模块(400)再送入控制模块(300)，温度检测以及温度控制的闭环循环，使得温度最终达到所需数值从而实现控制疼痛感的强度。2.根据权利要求1所述的一种无创可控疼痛刺激系统，其特征在于：所述人机交互模块(100)设置为串口屏、键盘、脉冲编码器或显示屏中的任一种；所述人机交互模块(100)通过串口、IO口、SPI、GPIB、网口中的一种或者多种接口发送控制命令给所述控制模块(300)。3.根据权利要求1所述的一种无创可控疼痛刺激系统，其特征在于：所述通讯模块(200)设置为有线或者无线方式的通讯接收器，所述通讯模块(200)设置为串口...

【专利技术属性】
技术研发人员：王法光，李诺，吴晓，黄石光，
申请(专利权)人：深圳市利宏医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：