高频交流式动物诱颤装置

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种高频交流式动物诱颤装置。

背景技术

心脏骤停是心脏急症中最严重的情况，会引起全身组织细胞严重缺血、缺氧和代谢障碍，若不能及时进行抢救可能会致死。而自动体外除颤器是心脏骤停抢救的唯一有效装置。为提高抢救效果，需要开发更好的除颤产品。

研究除颤机理，需要进行动物实验。正常动物是窦性心律，除颤之前需要一种设备将窦性心律诱发为纤颤心率。然而，目前主要的电刺激致颤法采用的是工频交流或直流电，专利号为CN 211188781U采用直流方法诱发室颤，而直流在人体组织内传播深度较浅，电流不易到达心脏。由于频率太低，不易引发室颤，影响试验进度。

发明内容

本发明针对现有的动物诱颤装置采用直流方法，不易引发室颤的技术问题，目的在于提供一种高频交流式动物诱颤装置。

一种高频交流式动物诱颤装置，包括直流电源及一对电极片，还包括：

一开关，连接所述直流电源，控制装置的开启和关闭；

一脉冲发生器，触发端连接所述开关，输出端分别连接一对所述电极片，产生电流脉冲至所述电极片，通过所述电极片施加到动物身体上。

作为优选方案，所述脉冲发生器包括：

一脉冲产生电路，产生电压脉冲；

一恒流控制电路，连接所述脉冲产生电路，将所述脉冲产生电路输出的电压脉冲转换成电流脉冲。

作为优选方案，所述脉冲产生电路包括：

一第一555定时器，触发端经第一电容连接所述开关的输出端，触发端与所述第一电容的公共端经第一电阻连接供电电源，放电端经依次串联的第二电阻和第三电阻连接所述供电电源，放电端还连接门限端并经第二电容接地，复位端和电源输入端分别连接所述供电电源，控制电压端经第三电容接地，接地端接地；

一第二555定时器，触发端连接门限端并经第四电容接地，放电端经第四电阻连接所述供电电源，放电端和所述第四电阻的公共端经依次串联的第一二极管、第五电阻连接触发端和门限端的公共端，所述第一二极管的负极连接放电端和所述第四电阻的公共端，放电端和所述第四电阻的公共端还经第二二极管连接触发端和门限端的公共端，所述第二二极管的正极连接放电端和所述第四电阻的公共端，复位端连接所述第一555定时器的输出端，电源输入端连接所述供电电源，控制电压端经第五电容接地，接地端接地，输出端作为所述脉冲产生电路的输出端。

作为优选方案，所述第二电阻、所述第四电阻和所述第五电阻均采用电位器。

作为优选方案，所述第一555定时器采用单稳振荡器。

作为优选方案，所述第二555定时器采用无稳态多谐振荡器。

作为优选方案，所述恒流控制电路包括：

一误差放大电路，输入端连接所述脉冲产生电路的输出端；

一变压器，初级一端连接供电电源，初级另一端连接所述误差放大电路的输出端，次级一端作为所述脉冲发生器的一输出端，次级另一端分别连接电流取样电阻的一端、接地，所述电流取样电阻的另一端作为所述脉冲发生器的另一输出端；

一电流反馈电路，输入端连接所述电流取样电阻的另一端，输出端连接所述误差放大电路的输入端。

作为优选方案，所述误差放大电路包括：

一第一运算放大器，同相输入端分别经第六电阻和第七电阻连接所述脉冲产生电路的输出端、经第六电容接地、经第八电阻接地，反相输入端分别经第九电阻连接所述电流反馈电路的输出端、经第十电阻连接输出端、经第七电容连接输出端；

一第二运算放大器，同相输入端连接所述第一运算放大器的输出端，反相输入端分别经第十一电阻接地、经第十二电阻连接输出端；

一晶体管，基极经第十三电阻连接所述第二运算放大器的输出端，集电极作为所述误差放大电路的输出端，发射极接地。

作为优选方案，所述第七电阻、所述第十二电阻均采用电位器。

作为优选方案，所述变压器的初级电感为11mH～12mH，所述变压器的次级电感为4H～5H，优选所述变压器的初级和次级电感分别为11.2mH和4.8H。

作为优选方案，所述变压器的初级和次级匝数比为50：2000。

作为优选方案，所述变压器的频率为200Hz～2000Hz。

作为优选方案，所述电流反馈电路包括：

一第三运算放大器，同相输入端作为所述电流反馈电路的输入端，反相输入端连接输出端；

一第四运算放大器，同相输入端分别经第三二极管连接所述第三运算放大器的输出端、经第八电容接地，所述第三二极管的正极连接所述第三运算放大器的输出端，反相输入端分别经第十四电阻连接输出端、经第十五电阻接地，输出端作为所述电流反馈电路的输出端。

作为优选方案，所述第十四电阻采用电位器。

作为优选方案，所述恒流控制电路输出的电流脉冲幅度为1mA-100mA。

作为优选方案，高频交流式动物诱颤装置还包括：

一定时器，连接所述开关的驱动端，通过所述定时器控制输出电流脉冲的时间。

本发明的积极进步效果在于：本发明采用高频交流式动物诱颤装置，具有如下优点：

1、采用高频交流式诱颤，更易诱发室颤，提高诱颤效率。

2、由于各种动物阻抗不同，每种动物阻抗测试复杂，本发明采用恒流刺激不受阻抗影响。

3、本发明构成的电路无复杂芯片，成本低、体积小、携带便捷。

4、部分电阻选用电位器，实现电路可调，达到刺激电流可以调整目的，以适应不同动物。

附图说明

图1为本发明的一种装置框图；

图2为本发明脉冲发生器的一种电路连接示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参照图1，本发明提供一种高频交流式动物诱颤装置，包括依次连接的直流电源1、开关2、脉冲发生器3及一对电极片，一对电极片分别为电极片41和电极片42。

直流电源1为高频交流式动物诱颤装置提供能量，直流电源1可以为电池，该电池可以是干电池或蓄电池。直流电源1提供的电流经过开关2送至脉冲发生器3。开关2用于控制高频交流式动物诱颤装置的开启和关闭。脉冲发生器3产生电流脉冲，通过电极片41和电极片42施加到动物身体上。

本发明的脉冲发生器3产生电流脉冲为一种恒流刺激，不受各种动物阻抗影响。本发明的脉冲发生器3产生电流脉冲为一种高频交流刺激，更易诱发室颤。

在一些实施例中，参照图1，本发明的高频交流式动物诱颤装置还包括定时器5，定时器5连接开关2的驱动端，通过定时器5经开关2控制输出电流脉冲的时间。

在一些实施例中，参照图2，脉冲发生器3包括相互连接的脉冲产生电路31和恒流控制电路32，脉冲产生电路31产生电压脉冲，恒流控制电路32将脉冲产生电路31输出的电压脉冲转换成电流脉冲。

在一些实施例中，参照图2，脉冲产生电路31包括第一555定时器IC1、第二555定时器IC2、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一二极管D1和第二二极管D2。

第一555定时器IC1的触发端

第一555定时器IC1的输出脉冲宽度由第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2确定。

第二555定时器IC2的触发端

第二555定时器IC2的放电端(DIS)和第四电阻R4的公共端还经第二二极管D2连接第二555定时器IC2的触发端

第二555定时器IC2的复位端

第二555定时器IC2的输出波形是电压脉冲串，电压脉冲串的宽度、占空比和脉冲重复频率可通过第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5的电阻值进行调节。致使脉冲产生电路31可实现其输出波形，包括振幅、频率和脉冲宽度均可以调节的目的。

在一些实施例中，第二电阻R2、第四电阻R4和第五电阻R5均采用电位器。以方便调节电压脉冲串的宽度、占空比和脉冲重复频率。

在一些实施例中，第一555定时器IC1采用单稳振荡器。

在一些实施例中，第二555定时器IC2采用无稳态多谐振荡器。

在一些实施例中，参照图2，恒流控制电路32包括误差放大电路、变压器T1、电流取样电阻R16和电流反馈电路。

误差放大电路的输入端连接脉冲产生电路31的输出端。变压器T1的初级一端连接供电电源VCC，变压器T1的初级另一端连接误差放大电路的输出端，误差放大电路为变压器T1提供放大的驱动信号。变压器T1将初级侧电压升高到所需的预设电压。变压器T1的次级一端作为脉冲发生器3的一输出端，变压器T1的次级另一端接地，变压器T1的次级另一端还连接电流取样电阻R16的一端，电流取样电阻R16的另一端作为脉冲发生器3的另一输出端。电流反馈电路的输入端连接电流取样电阻R16的另一端，电流反馈电路的输出端连接误差放大电路的输入端。电流反馈电路通过电流取样电阻R16获取输出电流送至误差放大电路，以确保输出电路的稳定，实现脉冲发生器3恒流输出目的。

在一些实施例中，参照图2，误差放大电路包括第一运算放大器IC3、第二运算放大器IC4、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第六电容C6、第七电容C7和晶体管Q1。

第一运算放大器IC3的同相输入端经第六电阻R6和第七电阻R7连接脉冲产生电路31的输出端，第一运算放大器IC3的同相输入端经经第六电容C6接地，第一运算放大器IC3的同相输入端经经第八电阻R8接地。第一运算放大器IC3的反相输入端经第九电阻R9连接电流反馈电路的输出端，第一运算放大器IC3的反相输入端经第十电阻R10连接第一运算放大器IC3的输出端，第一运算放大器IC3的反相输入端经第七电容C7连接第一运算放大器IC3的输出端。

第二运算放大器IC4的同相输入端连接第一运算放大器IC3的输出端，第二运算放大器IC4的反相输入端经第十一电阻R11接地，第二运算放大器IC4的反相输入端经第十二电阻R12连接第二运算放大器IC4的输出端。

晶体管Q1的基极经第十三电阻R13连接第二运算放大器IC4的输出端，晶体管Q1的集电极作为误差放大电路的输出端，晶体管Q1的发射极接地。

本实施例的误差放大电路中，第一运算放大器IC3为用作误差放大器使用，第二运算放大器IC4和晶体管Q1用来放大驱动变压器T1的信号。

在一些实施例中，第七电阻R7、第十二电阻R12均采用电位器。

在一些实施例中，变压器T1采用升压变压器。

在一些实施例中，变压器T1的初级电感为11mH～12mH，变压器T1的次级电感为4H～5H，优选变压器T1的初级和次级电感分别为11.2mH和4.8H。

在一些实施例中，变压器T1的初级和次级匝数比为50：2000。

在一些实施例中，变压器T1的频率为200Hz～2000Hz。变压器的频率由脉冲产生电路确定。例如，通过调节脉冲产生电路中的各电位器电阻值实现频率的调节。

在一些实施例中，参照图2，电流反馈电路包括第三运算放大器IC5、第四运算放大器IC6、第三二极管D3、第八电容C8、第十四电阻R14和第十五电阻R15。

第三运算放大器IC5的同相输入端作为电流反馈电路的输入端，第三运算放大器IC5的反相输入端连接第三运算放大器IC5的输出端。

第四运算放大器IC6的同相输入端第三二极管D3连接第三运算放大器IC5的输出端，第四运算放大器IC6的同相输入端经第八电容C8接地。其中，第三二极管D3的正极连接第三运算放大器IC5的输出端，第四运算放大器IC6的反相输入端经第十四电阻R14连接第四运算放大器IC6的输出端，第四运算放大器IC6的反相输入端经第十五电阻R15接地。第四运算放大器IC6的输出端作为电流反馈电路的输出端。

本实施例第三运算放大器IC5和第四运算放大器IC6组成电流反馈网络，通过电流取样电阻R16获取输出电流并反馈给误差放大电路，例如反馈给第一运算放大器IC3，以便稳定输出电流。

在一些实施例中，第十四电阻R14采用电位器。

在一些实施例中，电位器可以有两种接法。例如，第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第十二电阻R12和第十四电阻R14，该电位器的两个定引脚分别接入电路中，动引脚与其中一个定引脚连接。

例如，第七电阻R7，该电位器的一个定引脚作为恒流控制电路的输入端接入电路中，另一个定引脚接地，动引脚与第六电阻R6连接，这样脉冲幅度可通过第六电阻R6调节。

在一些实施例中，恒流控制电路32输出的电流脉冲幅度为1mA-100mA。

在一些实施例中，供电电源VCC由电源1提供，可直接用电源1代替，也可根据电路需求将电源1进行升压或降压后作为供电电源VCC。

在一些实施例中，参照图2，是一种脉冲发生器3的具体实现电路，电路中各个元器件选用的参数为最优参数。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。