一種基于智能手機的針灸儀的制作方法
【專利說明】
[0001 ] 技術領域:
本發明涉及針灸儀，尤其涉及一種基于智能手機的針灸儀。
[0002]【背景技術】:
中醫針灸經絡學是中醫藥學的重要支柱，中醫針灸學的整體觀、辨證論治及針灸經絡腧穴等有悠久的歷史。中醫針灸是一種“內病外治”的醫術，通過經絡、腧穴的傳導作用，按照一定的“扎針”操作法來治療全身疾病。在治療疼痛性疾病、慢性病、功能障礙性疾病、去病延年等方面有突出的功效。
[0003]現代科技利用低周波原理產生脈沖替代扎針在醫學上已經得到廣泛的應用，市場上已有多種類型的脈沖針灸裝置。但現有的這類脈沖針灸儀，一般將兩個電極貼片，貼在人體表面或者某些穴位，和人體形成電回路。通過一定的低頻脈沖電路刺激，達到促進局部血液循環，興奮肌肉粗纖維的目的。
[0004]這類脈沖針灸儀是通用類設備，電極貼在平滑的人體表面，患者一般不具備人體穴位知識，無法精確對準病灶治療部位，治療效果一般且有限。這類脈沖針灸儀通常功能比較單一，僅有針灸、按摩和敲打等模式，沒有注射模式，不能和治療骨骼類疾病如風濕等的緩釋滲透類藥物配合使用。
[0005]這類脈沖針灸儀僅有一個單片機或者微控制器作為中央處理器，控制用戶按鍵、段式液晶屏和脈沖產生電路協調工作。單片機或者微控制器處理功能相對較弱，無法實現較復雜的人機交互功能的應用，例如觸屏操作、穴位提示、定時提醒、診療記錄和電子病歷等尚級應用。
[0006]
【發明內容】
:
為了解決上述問題，本發明提供了一種結合智能手機手指操作，多點觸摸和桌面式因特網通信的特點，針對現有脈沖針灸儀的缺陷，用智能手機操控的針灸儀，對一些需要長期用藥而用藥期間并不需要住院或者醫生參與的慢性疾病的治療有重要的現實意義的技術方案:
一種基于智能手機的針灸儀，包括耳機接口、FSK通信模塊、MSP430微控制器、PffM定時器、高壓電源、脈沖發生器、電極接口、電極貼片A、電極貼片B以及鋰電池和Mini USB充電接口，所述耳機接口輸入端與智能手機連接，輸出端與FSK通信模塊導通，所述FSK通信模塊與MSP430微控制器相互連接，所述MSP430微控制器與脈沖發生器及電極接口串行連接，MSP430微控制器通過PffM定時器控制高壓電源，高壓電源調節脈沖發生器工作狀態，所述電極接口連接電極貼片A與電極貼片B，鋰電池和Mini USB充電接口與MSP430微控制器構成回路。
[0007]作為優選，MSP430微控制器采用內部20MHz高速時鐘驅動，MSP430微控制器通過口線1l和口線102定時驅動脈沖發生器。
[0008]作為優選，電極接口為2.5mm的雙聲道耳機接口，通過線纜連接電極貼片A和電極貼片B。
[0009]作為優選，電極貼片A和電極貼片B端部均設置有硅膠。
[0010]本發明的有益效果在于:
(I)本發明在傳統針灸學和現代生物電技術相結合的基礎上，通過低頻脈沖的刺激將藥物透過皮膚帶入人體組織內，達到無創傷、無感染注射治療的目的。
[0011](2)本發明所設計的針灸儀體積小、攜帶方便等特點幫患者突破了時間和地點的限制，使其能隨時隨地使用，免于遭受困于醫院之苦，真正口袋里的個人護理專家。
[0012](3)在發明中獨特的耳機FSK調制和解調通信，觸摸操作靈活方便。軟件記錄注射時間和時長，按時提醒，醫生和患者對治療情況了如指掌。
[0013](4)發明中針灸儀控制器采用低功耗高速芯片，通過植入精確的刺激注射程序，確保程序發出的波形穩定、精準，提高藥物注射功效。
[0014](5)在本發明中的雙通道輸出孔配置，一次可以同時注射二個人體部位，方便省時，藥物擴散效果更好。20級力度選擇，10-60分鐘6檔時間可自由調節。適合不同藥物注射機理和各個年齡階層的需要，無年齡和身體限制。
[0015]【附圖說明】:
圖1為本發明的結構框圖；
圖2為脈沖發生器實現原理示意圖；
圖3為20s激勵周期示意圖；
圖4為一次激勵波形示意圖；
圖5為FSK解調過程示意圖；
圖6為FSK調制過程不意圖。
[0016]【具體實施方式】:
為使本發明的發明目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明的實施方式作進一步地詳細描述。
[0017]如圖1所示，本發明設計了一種基于智能手機的針灸儀，包括耳機接口1、FSK通信模塊2、MSP430微控制器3、PWM定時器4、高壓電源5、脈沖發生器6、電極接口 7、電極貼片A 8、電極貼片B 9以及鋰電池10和Mini USB充電接口 11，耳機接口 I輸入端與智能手機12連接，輸出端與FSK通信模塊2導通，FSK通信模塊I與MSP430微控制器3相互連接，MSP430微控制器3與脈沖發生器6及電極接口 7串行連接，MSP430微控制器3通過PffM定時器4控制高壓電源5，高壓電源5調節脈沖發生器6工作狀態，電極接口7連接電極貼片A 8與電極貼片B 9，鋰電池10和Mini USB充電接口 11與MSP430微控制器3構成回路。其中的MSP430微控制器3采用內部20MHz高速時鐘驅動，MSP430微控制器3通過口線1l 13和口線102 14定時驅動脈沖發生器
6。同時電極接口7為2.5mm的雙聲道耳機接口，通過線纜連接電極貼片A 8和電極貼片B 9。電極貼片A 8及電極貼片B 9端部設置有硅膠15。
[0018]本發明在傳統針灸學和現代生物電技術相結合的基礎上，通過低頻脈沖的刺激將藥物透過皮膚帶入人體組織內，達到無創傷、無感染注射治療的目的。所設計的針灸儀體積小、攜帶方便等特點幫患者突破了時間和地點的限制，使其能隨時隨地使用，免于遭受困于醫院之苦，真正口袋里的個人護理專家。
[0019]MSP430微控制器3接收智能手機12的App發送的命令和參數，控制針灸儀的各個模塊的協調工作。首先利用PWM定時器4產生PffM時序激勵高壓電源，從低電壓3.3V電源Boost出高壓電源，通過調節PWM時序的占空比，實現給高壓電源5電感充電時間不同，從而得到不同檔位的高壓輸出。針灸儀設置20個檔位的高壓輸出，從1V到IlOV范圍5V—個調節檔位。MSP430微控制器3通過兩個口線1l 13和102 14定時驅動脈沖發生器6，脈沖發生器6實現原理如圖2所示。當1l 13輸出高電平，102 14輸出低電平時，三極管Q5、Q1和Q4導通，高壓電源從電極貼片A 8、人體和電極貼片B 9形成回路；當1l 13輸出低電平，102 14輸出高電平時，三極管Q6、Q2和Q3導通，高壓電源從電極貼片B 9、人體和電極貼片A 8形成回路。1l13和102 14循環輪換輸出高電平從而在人體產生高壓脈沖激勵。
[0020]針灸儀支持注射、按摩、敲打、拔罐、捶打和放松共6種理療模式。6種理療模式下，脈沖發生器驅動信號1l和102時序不同，產生6種不同時序的高壓脈沖，激勵加載到人體，人體肌肉會有不同的反射，從而得到不同的理療效果。
[0021]注射模式下按照20s—個激勵周期循環工作，按照設定的定時時間例如1min或者20min，持續激勵，直到定時時間到，停止激勵關閉高壓電源。一個20s激勵周期如圖3所示，包括前導Is、連續激勵18s和后導Is。
[0022]前導Is時間包括10ms激勵時間，整個前導過程僅產生高壓激勵一次，前導主要作用是讓患者有所準備，后面開始連續激勵。
[0023]連續激勵18s，首先MSP430微處理器輸出32個PWM時序產生高壓電源，然后驅動口線1l 13高電平，脈沖寬度90US，然后間隔10us釋放口線1l 13同時驅動口線102 14高電平，脈沖寬度90us，完成兩個電極貼片各一次激勵。激勵波形如圖4所示。通過不斷縮短連續激勵間隔，能得到激勵強度從弱到強的效果。
[0024]后導Is主要作用是釋放高壓電源電感和電容等儲能元件上存儲的電能，為下個激勵周期做準備。
[0025]電極接口是一個2.5mm的雙聲道耳機接口，通過專用線纜連接兩個電極貼片。電極貼片設置有硅膠，可以更好的貼合在人體表面。需要用藥時，將緩釋滲透類藥物放在電極貼片下貼在人體病灶部位，通過低頻脈沖的刺激將藥物透過皮膚帶入人體組織內，達到無創傷、無感染注射治療的目的。
[0026]針灸儀通過3.5mm 4節對錄線連接智能手機12，與智能手機12之間利用FSK調制與解調進行通信。耳機接口 I的左聲道信號用作智能手機12向MSP430微控制器3傳輸數據，而麥克風信號用作MSP430微控制器3向智能手機12傳輸數據。MSP430微控制器3和智能手機12之間是交流耦合，直接傳輸數字電平是行不通的，所以需要將數字信號調制到一個高頻率的載波信號上。
[0027]智能手機12控制聲卡通過左聲道發給MSP430微控制器3的調制信號，由MSP430微控制器3的片上外設解調出來，實現框圖如圖5所示。左聲道傳輸的調制信號由電阻分壓網絡將信號抬升至針灸儀供電的中點電平，利用MSP430微控制器3片上的模擬電壓比較器，將輸入的信號與1/2VCC進行比較，產生過零比較信號，然后把過零比較信號交由定時器進行捕獲計數，MSP430微控制器3根據信號周期解調出數字電平“O”或者“I”，通過中斷I/O口輸出，再進入UART的RXD管腳，按照UART格式得出智能手機12發送的字節。
[0028]如圖6所示為FSK調制過程。MSP430微控制器3首先將需要發送的數字寫入UART，由中斷I/O口根據TXD管腳的電平變化產生中斷，在中斷服務程序中修改定時器周期，進而輸出不同頻率的連續方波信號，經過RC網絡的濾波作用產生接近正弦信號的調制信號。調試信號由麥克風接口傳輸到智能手機被采集，智能手機12采集FSK信號對信號周期進行計數進而解調出MSP430微控制器3發送的字節信號。
[0029]智能手機12的App軟件除實現檢查針灸儀狀態、獲取電池容量、設置工作模式及強度、啟動和停止等針灸儀的基本控制外。智能手機強大的硬件平臺和桌面式因特網通信為開發穴位提示、定時提醒、診療記錄和電子病歷等高級應用提供了有利的基礎。
[0030]上述實施例只是本發明的較佳實施例，并不是對本發明技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本發明專利的權利保護范圍內。
【主權項】
1.一種基于智能手機的針灸儀，其特征在于:包括耳機接口、FSK通信模塊、MSP430微控制器、PBi定時器、高壓電源、脈沖發生器、電極接口、電極貼片A、電極貼片B以及鋰電池和Mini USB充電接口，所述耳機接口輸入端與智能手機連接，輸出端與FSK通信模塊導通，所述FSK通信模塊與MSP430微控制器相互連接，所述MSP430微控制器與脈沖發生器及電極接口串行連接，MSP430微控制器通過PffM定時器控制高壓電源，高壓電源調節脈沖發生器工作狀態，所述電極接口連接電極貼片A與電極貼片B，所述鋰電池和Min i USB充電接口與MSP430微控制器構成回路。2.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的針灸儀，其特征在于:所述MSP430微控制器采用內部20MHz高速時鐘驅動，MSP430微控制器通過口線1l和口線102定時驅動脈沖發生器。3.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的針灸儀，其特征在于:所述電極接口為2.5mm的雙聲道耳機接口，通過線纜連接電極貼片A和電極貼片B。4.根據權利要求1所述的一種基于智能手機的針灸儀，其特征在于:所述電極貼片A和電極貼片B端部均設置有硅膠。
【專利摘要】本發明設計了一種基于智能手機的針灸儀，耳機接口輸入端與智能手機連接，輸出端與FSK通信模塊導通，所述FSK通信模塊與MSP430微控制器相互連接，MSP430微控制器與脈沖發生器及電極接口串行連接，MSP430微控制器通過PWM定時器控制高壓電源，高壓電源調節脈沖發生器工作狀態，電極接口連接電極貼片A與電極貼片B，鋰電池和Mini USB充電接口與MSP430微控制器構成回路。在傳統針灸學和現代生物電技術相結合的基礎上，通過低頻脈沖的刺激將藥物透過皮膚帶入人體組織內，達到無創傷、無感染注射治療的目的。獨特的耳機FSK調制和解調通信，觸摸操作靈活方便。軟件記錄注射時間和時長，按時提醒，醫生和患者對治療情況了如指掌。
【IPC分類】A61M37/00, A61N1/36
【公開號】CN105709333
【申請號】CN201610013874
【發明人】葛冉, 陳飛, 陳景東, 瞿林, 俞波
【申請人】臨境聲學科技江蘇有限公司