开题报告新版

1绪论1.1研究背景目前在医疗界，多种治疗仪已广泛被临床应用，获得了很好的治疗效果，且使用十分以便。据记录，国内多种电子治疗仪器多达近千种，其基本原理[1]是发出尖窄的电脉冲对人体有关部位或穴位进行电刺激，以到达放松肌肉、激活中枢神经、增进分泌某些生物成分以到达治疗的目的。针灸是中国的老式医学,其原理是运用银针刺入人体的穴位,以调整人体内各个不协调的部分,使血气流通而重新获得平衡。电针疗法是用电针治疗仪输出靠近人体生物电的微量电流,通过毫针作用于人体经络穴位治疗疾病的一种措施。该法采用针刺与电刺激于一体,可根据患者的不一样状况调整幅度、频率、时间等刺激量,并能替代手法运针,使针感得以保留,加强了针灸的治疗效果。用针灸来刺激人体的皮肤、肌肉、关节神经、血管以及淋巴等处,增进局部的血液循环,改善新陈代谢,从而提高肌体的自然抗病能力,增进炎症渗出的吸取,缓和肌肉的痉挛和疼痛。通过电针针刺还可以产生麻痹的效果，比老式手针更有效，在针刺过程中病人除痛觉变迟纯外，其他多种感觉和运动功能仍正常，并且针麻使用安全，适应范围广，使用的工具比较简朴，不需要复杂的麻醉器械，操作较易掌握。针灸的原理是运用一枝小小银针刺入人体的穴位，以调整人体内各个不协调的部份，使血气流通而重新获得平衡，故增进人体各部分活动功能正常，到达康复多种机能的目的，它还能起着镇痛、镇静和安宁的作用。现代医学工作者根据前人积累下的丰富经验加以总结和研究,在理论和实践方面获得了极其辉煌的成绩,使这门科学得到了新的发展.例如用银针打开聋哑禁区、治疗小儿麻痹症及针刺麻醉等实例，都是近代医学史上史无前例的创举。1.2研究意义中医经络理论论述：经络者，人之元气，伏于气血之中。周身流行，昼夜无间。又云：经络可以通行气血，沟通上下内外，联络脏腑形体官窍，感应传导信息，协调阴阳，制止外邪入侵。因此，运用经络的这些特性，用针灸刺激腧穴，到达调理经络气血及脏腑功能，是一种既可纠正异常的功能状态，又不会干扰正常的生理机能的治疗方式。针刺穴位可以通过调整阴阳,疏通经络,调和气血而到达解除疼痛和治疗疾病的作用。而电针疗法中,所针穴位除了有酸麻胀重等得气感外,尚有电流刺激引起的颤动、肌肉抽搐或局部温热感。现代医学证明，经络是一条具有传感和低电阻的传导体，在老式的针刺疗法中，每捻转或拉扦一次，其实质就是产生一种物理的电脉冲。在人体生命的机体里，时刻都在发生某种特殊的电流，这些微弱的电流从心脏、脑、肌肉、神经等部位发出，对身体的正常运行起着不可缺乏的作用，这些微弱的电流就是人们所说的“生物电”。从中医经络学角度解析，当身体的某些器官或部位出现异常时，其正常的生物电也就出现异常，从而引起人体多种不适或疼痛，而外部的电刺激脉冲可以转化为生物电而影响组织器官。在针刺穴位的基础上，加以脉冲电的治疗作用，针与电两种刺激相结合，故对某些疾病能提高疗效；能比较对的地掌握刺激参数；替代手法运针，节省人力。在不一样频率的脉冲下，对人体所导致的影响也是不一样的，针对个人状况调整脉冲，治疗疾病是非常重要的。1.3国内外有关研究中国的针灸于17世纪传到欧洲。18,法国医师百利沃兹（LouisBerlioz）就提出过在针上加电的想法。1825年,萨朗弟爱初次使用电针治疗某些疾病,如神经痛,风湿热等。19戈尔登医师用电针治疗神经炎获得成功,这是电针的萌芽。在我国,1934年唐世巫等刊登的《电针学之研究》是我国将针灸与电相结合的开端。新中国成立后,在国家领导的倡导下我国针灸医学得到很好的发展。电针治疗仪在临床上使用最为广泛，并且品种多样。它是在针刺作用的基础上结合电脉冲刺激的一种疗法，通过穴位电刺激的措施来加强和维持得气感，以提高针灸临床疗效。近10年来，电针治疗仪的研制有了新的发展，在功能方面更趋于多样化、智能化，增进了电针治疗仪技术在针灸临床中的应用。洪文学等人[2]在中医针灸补泻理论和符号化测量理论基础上，提出采用域内特性提取，不一样域间特性映射的原理，实现了老式中医针刺手法域向电气参数域的映射，处理了在现代信号发生器平台上实现针刺手法治疗的问题。其采用不一样幅值的电刺激信号构成针刺手法中的天、人、地三部，运用锯齿波构造慢按紧捏和紧按慢提针刺手法。皮向君等人[3]设计了一种电极阻抗检测双向恒流输出脉冲治疗仪，用单片机控制双向恒流输出，可以产生多种特定的脉冲信号进行电刺激治疗，针对不一样的病症，系统选择不一样的处方信号来进行治疗，并带自动电极阻抗检测功能，减小大电流刺激的疼痛感保证安全性。2本课题研究的重要内容和拟采用的研究措施或措施2.1研究的重要内容本课题设计的用于电针治疗仪的多频率脉冲输出电路是基于单片机及集成电路提出的，具有多频率脉冲的输出功能，可输出不一样脉宽、幅度的脉冲波形，还可以选择不一样频率的脉冲序列。脉冲波形的产生采用555时基电路为基础，并采用单片机进行模式控制，到达多路输出独立调整、互不干扰的目的。技术指标：（1）脉冲光输出电路及单片机外围电路设计（2）电路仿真可行（3）系统调试（产生不不不小于5种频率的脉冲输出）2.2采用的研究措施或措施理解课题所需知识点，然后翻阅有关资料和教材，通过网页搜索查找有关资料，理解各元器件的功能作用，设计电路图，进行仿真，最终进行实物调试。3脉冲电路的设计图1电路设计本次设计重要以555时基电路为基础。该电路包括持续脉冲发生电路、模式控制电路、斜波发生电路、幅度调制电路和频率调制电路、输出电路几部分。控制部分经接口电路可与单片机系统相连,以便进行控制模式选择、输出控制等多种操作。对应模式脉冲信号经功率放大后输出。图2555引脚图脚1是公共地端为负极；脚2是低触发端TR，低于1/3电源电压如下时即导通；脚3是输出端V，电流可达mA;脚4是强制复位端MR，不可用与电源正极相连或悬空；脚5是用来调整比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地；脚6为高端触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压以上时即截止；脚7是放电端DIS;脚8是电源正极VC。555定期器是一种模拟功能和数字功能紧密结合在一起的中小规模集单片成电路。它功能多样，应用广泛，只要外部配上几种阻容器件即可构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器等电路，是脉冲波形产生与变换的重要元器件，广泛应用于信号的产生与变换、控制与检测、家用电器以及电子玩具等领域[4]。3.1脉冲波形确实定电针机理人体组织是由水分、无机盐和带电生物胶体构成的复杂的电解质导体，当一种频率不停变化的脉冲电流作用于人体时，使组织中的离子会发生定向运动，清除细胞膜极化状态，使离子浓度和分布变化，这是脉冲电流治疗作用最基本的电生理基础。不一样的脉冲波形、频率、时间变化、刺激强度具有不一样的治疗作用。间隔持续脉冲通过毫针刺激腧穴，具有调整人体功能、止痛静神、增进血气循环、调整肌胀等作用。断续波脉冲是有节律的时断时续自动出现，使机体不轻易产生适应，其动力作用颇强。能提高肌肉组织的兴奋性，对横纹肌有良好的刺激收缩作用。幅度调制脉冲是脉冲按锯齿样自动起伏波形，其频率靠近人体的呼吸规律，可用于对膈神经作人工电呼吸，急救呼吸衰竭，改善血气循环等功能。疏密波脉冲，克服单一波形易产生适应的缺陷，动力作用大，治疗的兴奋效应占优势，能增进新陈代谢、血气循环，改善组织营养，消除炎症水肿。治疗仪电脉冲宽度为0μs-200μs,其波形为不对称双极性脉冲,如图3所示,治疗部位电荷积累为零,可减小电刺激时的皮肤疼痛感。脉冲序列具有四种模式,如图3所示。模式一为间隔持续脉冲,见图3（a）：脉冲频率60Hz。模式二为断续波脉冲,见图3(b):脉冲频率60Hz,反复周期3s。模式三为疏密波脉冲,见图3(c):脉冲频率9OHz--20Hz,反复周期2s。模式四为幅度调制脉冲,见图3(d):脉冲频率70Hz,反复周期2s。图3脉冲序列控制3.2脉冲输出幅度确实定脉冲输出电流最大不超过80mA,通过手动微调旋钮持续可调。图4脉冲波形3.2.1持续脉冲发生电路图5持续脉冲发生电路采用由555与其外围电路构成的占空比持续可调的脉冲振荡电路。如图5。3.2.2断续脉冲发生电路图6断续脉冲发生电路由于555的输出受控于它的复位端（即第4脚），当复位端为高电平时，555有输出；当复位端为低电平时，输出被截至，即输出为0。因此可以运用此外一片555的输出来控制持续脉冲发生电路的复位端得到所需的断续波，如图5（图4的双极开关与图5的中555的3脚连接）。目前需要做的就是用一片555来产生周期为3S的方波，称为断续波调制电路。3.2.3幅度调制脉冲发生电路幅度调制脉冲电路由周期为2S的锯齿波电路和持续脉冲发生电路以及调制电路构成。1）锯齿波电路图7锯齿波电路图LM555CN接成无稳态多谐振荡状态。Q3为场效应管，它与可变电阻R2、电容C构成恒流源充电电路，以便获得具有良好线性度的锯齿波。R1是放电电阻，阻值为500Ω，在555设计中，放电电阻取值一般应不小于1kΩ，否则电路工作不稳定，会导致输出波形的不确定性。因此本电路还需要改善。调整R2阻值可以调整锯齿波的周期。（运放LM324）U2A接成电压跟随电路，用于阻抗变换和提高负载能力，以保证输出的锯齿波的线性度，使得输出波形不受其负载（后继电路）的影响。2）调制电路图8调制电路图 调制电路由（运放LM324）U2B等构成同相加法电路，实现S1（持续脉冲）、S2（锯齿波）信号的叠加，合成信号的电平调整由负电源V4和可变电阻R7实现，它为加法电路提供大概—6V的电压信号。运用二极管D3的单向导通使得不不小于二极管导通电压0.7V的信号电压变为零电位电压输出。4控制电路的设计为了实现规定的电压、电源输出幅度规定输出刺激脉冲波形，需要专门的电压输出电路和电流输出电路。图9控制电路图本次设计的电压输出电路是一种同相放大电路，它由LM324等构成，各部分波形发生电路输出的信号幅值均为5V，通过调整可变电阻调整放大电路的增益可以使输出电压幅值变为12V。3.1本课题研究的重点及难点重点电针治疗仪的多种脉冲的作用，电脉冲看度的选择，器件的选择和电路图的设计，输出不一样的频率脉冲以及脉冲的放大，系统的仿真。难点不一样频率脉冲放大，电路的调试，系统仿真。3.2前期已开展的工作运用互联网、图书馆和专业书籍进行了资料的搜集，查阅有关文献，做好读书笔记。理解了某些本设计中所波及到的器件基本信息。4完毕本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）（1）1～3周，基本资料的查找，撰写开题汇报；（2）4～6周，器件的选择，完毕系统的构造设计；（3）7～9周，完毕各个模块电路设计并单独调试；（4）10～13周，系统调试；（5）13～16周，撰写论文，完毕毕业设计答辩。参考文献[1]陈景藻，赵彼得，王淑英，等.现代物理治疗学[M].北京：北京人民军医出版社，.92-135.[2]洪文学，李海峰，李成伟，等.仿古典针刺手法的电针针法产生措施研究[J].江西：中医学院学报，，16（2）：50-53.[3]皮向君，陆尧胜，沈以鸿.医疗卫生装备[J].,6(9):11-12.[4]黄萍，裴素华.555定期器的自动化设计及其应用[J].现代电子技术，，30（18）：187-188.[5]BrahimEssakhi,GillesAkoun,LionelPichon,etal.AGlobalTimeDomainCircuitSimulationofaMicrowaveRectenna[J].Int.Numer.Model.,,20:3-15.[6]DuHuilian,DanGorcea,PomanPM.ASpiceAnalogBehavioralModelofTwoportDeviceswithArbitraryPortImpedancesBasedontheS-ParametersExtractedfromTime-domainFieldResponses[J].Int.Numer.Model.,,21:77-90.[7]YukinoriISakuta,YujiArai,YoshifumiSekine.AStudyonConfigurationofOscillatorCircuitsforImprovingPhaseNoise[J].ElectricalEngineering,,156(3):48-54.[8]李颖,殷涛,靳静娜等.电刺激器的双极性输出及保护电路设计[J].国际生物医学工程杂志,,32(2):92-94.[9]刘志朋,李颖,张昱等.电针治疗仪多通道幅频调制输出技术改善设计[J].医疗卫生装备,,29(6):l-3.[10]刘志朋,殷涛.多功能中医针灸治疗仪的研制与应用[J].生物医学工程与临床,,6(2):106-108.[11]章小平,龙目恒,黄尚廉.针灸电子化进程[J].器