智能脉冲治疗仪的研制

　　物理疗法即理疗是应用自然界和人工的各种物理因素作用于机体,以达到治疗和预防疾病的目的。随着科学技术的不断进步,理疗仪器得到了迅速的发展,其在医疗中的作用日益突出。

　　理疗仪器尤以电疗应用最广。根据电流的生理学特征,电疗仪按频段又可分为0~1 000Hz的低频电疗仪、1kHz~100kHz的中频电疗仪和100kHz以上的高频电疗仪。我们所研究的是目前临床上具有重要治疗意义的用0~150Hz低频电流对中频电流进行幅度调制的电疗仪,兼备了低、中频电疗仪的特点,治疗作用明显。具有镇痛、改善局部血液循环、锻练骨骼肌等作用。可用于治疗扭伤、腰疼、颈椎病和各种炎症,亦可用于消除运动后疲劳。限于篇幅,本文就如何选择参数组合处方对不同病症进行治疗不予详述,主要介绍该智能脉冲治疗仪的性能指标及软、硬件设计。

　　1　智能脉冲治疗仪的性能指标

　　智能脉冲治疗仪输出的低频调制波有正弦波、方波、尖波、三角波、指数波五种,调制波的频率f0=1~150Hz,150档可调。其输出的中频载波为脉冲方波,频率f1=1kHz~10kHz,10档可调。

　　治疗仪输出的电流可由参数键进行设定或通过递增键、递减键来调节。500Ω负载时,最大输出电流不低于100mA,10档可调。治疗定时时间可设定为1~99分钟,99档可调。

　　开机后仪器内存一个常用处方,其输出为正弦调制波,正弦波频率f0=100Hz、载频频率f1=5kHz、输出电流强度A=5、治疗时间t=20min,可用于镇痛及各部位软组织损伤的治疗。

　　治疗仪配置了24个按键和6位LED显示器,用于参数设定和显示。24个按键中共有0~9十个数字键;开始、停止两个功能键;波形、调制频率、载频频率、定时时间、输出电流强度设定五个参数设置键;输出电流递增、递减两个调节键;另有五个键待系统扩充功能用。6位LED显示器可显示:波形号(b0~b4)、调制频率(f0、1~150Hz)、载频频率(f1、1~10kHz)、输出电流强度(A、1~10)、定时时间(t、1~99min)以及治疗时倒计时显示治疗时间(h、min、s)和结束标志(End)等。

　　2　硬件设计

　　智能脉冲治疗仪电路原理如图1所示。其主要由87198单片机、键盘显示电路和脉冲调制及输出三部分组成。

　　2.1　87198单片机

　　87198为Intel公司生产的高性能准16位单片机,内有8K字节的EPROM和256字节的RAM,在此分别用于存放用户程序和数据运算。

　　87198单片机有一个高速输出部件HSO,其可在程序设定的时刻去改变6根输出引脚HSO.0~HSO.5中任一引脚的电平,从而输出脉冲或PWM信号。本装置正是利用87198HSO口的这一功能,在HSO.1上产生中频方波,在HSO.0上产生按正弦等规律变化的调频信号,再经滤波后生成正弦等低频调制波。