一种波形量化装置及方法

技术领域

本申请涉及医疗波形领域，特别是涉及一种波形量化装置及方法。

背景技术

近年来，电疗产品逐渐增多，但在电疗的过程中容易出现电灼伤的情况，电灼伤的情况通常是由电极片接触不良、接触面积过小、电疗输出波形等问题导致的，其中，电疗输出波形可能存在不对称或者波形有缺陷，因此会使积累的电荷量不为零，而积累的电荷量达到一定值时，就会产生电灼伤。对于电极片接触不良和接触面积过小可以通过观察排除，但电疗输出波形问题需要专业的排查。

现有的对电疗输出波形问题的排查主要是通过示波器完成的，示波器可以看到波形的形状、幅值、频率等常规参数，但无法判断波形是否完全对称，对波形对称的判断目前没有一个量化方法，也无法对累积的电荷量进行测量。

发明内容

本申请的目的是提供一种波形量化装置及方法，能够对波形进行量化，根据量化结果进而判断波形是否完全对称、是否有电荷量的堆积。

为解决上述技术问题，本申请提供一种波形量化的装置，包括：波形处理电路、MCU；

波形处理电路的第一端连接波形输出回路，波形处理电路的第二端连接MCU的检测端，用于将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号；

MCU用于获取由波形处理电路处理输出的信号，将信号按照积分处理方式处理得到量化结果，判断量化结果是否满足预设条件，若是，则确定波形中的电荷量累积在预设范围内，若否，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

优选地，波形处理电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管；

其中，第一电阻的第一端连接波形输出回路、第四电阻的第一端；

第一运算放大器的第一端连接第一二极管的第一端、第二电阻的第一端、第一电阻的第二端，第一运算放大器的第二端接地，第一运算放大器的第三端连接第一二极管的第二端、第二二极管的第一端；

第二二极管的第二端连接第二电阻的第二端、第三电阻的第一端；

第三电阻的第二端连接第二运算放大器的第一端、第四电阻的第二端、第五电阻的第一端；

第二运算放大器的第二端接地，第二运算放大器的第三端连接第五电阻的第二端和MCU的检测端。

优选地，波形处理电路还包括：第一三极管；

第一三极管的第一端连接第四电阻的第二端、第五电阻的第一端，第一三极管的第二端连接第五电阻的第二端、第二运算放大器的第三端和MCU的检测端，第一三极管的第三端连接预设电源，用于将第二运算放大器的第三端的电压钳位在预设电压范围内。

优选地，还包括：正压控制电路、负压控制电路，用于控制电压降至预设电压值；

正压控制电路包括第六电阻、第七电阻、第一MOS管、第一电容，负压控制电路包括第八电阻、第九电阻、第二MOS管、第二电容；

其中，第七电阻的第一端连接经由PWM调制后输出的波形，第七电阻的第二端连接第一MOS管的控制端；

第一MOS管的第一端连接第六电阻的第二端，第一MOS管的第二端连接第一电容的第一端；

第六电阻的第一端连接电源正极；

第一电容的第二端接地；

第九电阻的第一端连接经由PWM调制后输出的波形，第九电阻的第二端连接第二MOS管的控制端；

第二MOS管的第一端连接第八电阻的第二端，第二MOS管的第二端连接第二电容的第一端；

第八电阻的第一端连接电源负极；

第二电容的第二端接地。

优选地，还包括：正压检测电路、负压检测电路，用于将波形中的负信号转变为正信号并输出至MCU，且将MCU的检测端的电压钳位在预设电压范围内，MCU还用于检测经由正压控制电路和负压控制电路控制后的电压值是否为第一预设电压值；

若是，则经由正压控制电路与负压控制电路输出的电压符合使用标准；

若否，则经由正压控制电路与负压控制电路输出的电压不符合使用标准；

正压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第三二极管、第三电容，负压检测电路包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三运算放大器、第二三极管、第四电容；

其中，第十电阻的第一端连接第一MOS管的第二端和第一电容的第一端，第十电阻的第二端连接第十一电阻的第一端、第三二极管的第二端和第三电容的第一端；

第十一电阻的第二端接地；

第三二极管的第一端连接电源，第三二极管的第二端连接第二电容的第一端、MCU的检测端；

第三电容的第二端接地；

第十二电阻的第一端连接第二MOS管的第二端和第二电容的第一端，第十二电阻的第二端连接第二三极管的第一端、第十三电阻的第一端；

第十三电阻的第二端连接第三运算放大器的第一端、第十四电阻的第一端；

第三运算放大器的第二端接地，第三运算放大器的第三端连接第二三极管的第二端、第十四电阻的第二端、第四电容的第一端和MCU的检测端；

第二三极管的第三端连接电源；

第四电容的第二端接地。

优选地，还包括：峰峰值检测电路，用于当输入的是负半轴峰值电压，将负半轴峰值电压转变为正半轴峰值电压输出，当输入的是正半轴峰值电压，将正半轴峰值电压输出，MCU还用于检测波形的峰峰值电压值是否为第二预设电压值；

若是，则峰峰值检测电路中的峰峰值电压符合使用标准；

若否，则峰峰值检测电路中的峰峰值电压不符合使用标准；

峰峰值检测电路包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五电容、第六电容；

其中，第四运算放大器的第一端连接波形输出回路、第十五电阻的第一端，第四运算放大器的第二端连接第四运算放大器的第三端，第四运算放大器的第三端连接第一开关器件的第一端；

第一开关器件的第二端连接MCU的控制端，第一开关器件的第三端连接MCU的检测端、第五电容的第一端；

第五电容的第二端接地；

第十五电阻的第二端连接第十六电阻的第一端、第五运算放大器的第一端；

第五运算放大器的第二端接地，第五运算放大器的第三端连接第十六电阻的第二端、第二开关器件的第一端；

第二开关器件的第二端连接MCU的控制端，第二开关器件的第三端连接MCU的检测端、第六电容的第一端；

第六电容的第二端接地。

优选地，MCU还用于根据波形中的电荷量累积超出预设范围确定原因；其中，原因包括电压控制电路控制后的电压值不是第一预设电压值、波形的峰峰值电压值不是第二预设电压值中的任意一项或组合。

为解决上述技术问题，本申请还提供一种波形量化方法，应用于一种包含波形处理电路和MCU的波形量化的装置，波形处理电路用于将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号，该方法包括：

获取由波形处理电路处理输出的信号；

将信号按照积分处理方式处理得到量化结果；

判断量化结果是否满足预设条件；

若是，则确定波形中的电荷量累积在预设范围内；

若否，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

优选地，将信号按照积分处理方式处理得到量化结果包括：

在波形上选取至少一个时间段；

获取至少一个时间段由定积分运算得到的各积分值。

优选地，判断量化结果是否满足预设条件包括：

判断各积分值是否均小于或等于预设积分值；

当各积分值均小于或等于预设积分值且各积分值相加得到的总积分值小于或等于预设积分值，则确定形中的电荷量累积在预设范围内；

当各积分值均小于或等于预设积分值且各积分值相加得到的总积分值大于预设积分值，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围；

当存在至少一个各积分值大于预设积分值，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

本申请所提供的一种波形量化装置，该装置包括能够将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号的波形处理电路和MCU，MCU连接波形处理电路的输出端，MCU可以由积分处理方式对经由波形处理电路输出的信号进行量化处理，通过对量化处理的结果进行判断得出电荷量的累积是够超出用户可接收的范围，提供了一种检测波形是否完全对称，电荷量的累积是否超出范围的量化方式。

本申请所提供的一种波形量化方法，应用于一种能将医疗波形中的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号波形处理电路，该方法获取经过电路处理后输出波形的信号，将信号按照量化方式处理得到量化结果，通过判断量化结果是否满足预先设置的条件来确定波形中电荷的积累是否在一定的范围内，若波形中电荷量的积累在规定的范围内，则可确定该电疗波形不会引起电灼伤，该方法通过对波形做量化处理，对量化后的结果进行测量判断波形是否完全对称，提供了一种波形对称的量化方式，且能够测量电荷量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种波形量化装置结构图；

图2为本申请另一实施例提出的波形处理电路结构图；

图3为本申请另一实施例提供的正压控制电路结构图；

图4为本申请另一实施例提供的负压控制电路结构图；

图5为本申请另一实施例提供的正压检测电路结构图；

图6为本申请另一实施例提供的负压检测电路结构图；

图7为本申请另一实施例提出的峰峰值检测电路结构图；

图8为本申请另一实施例提供的波形量化方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护范围。

由于波形的不对称或者波形的缺陷，最终可能会使电荷量累积，电荷量累积到一定值时，就会给使用者带来不舒适的感觉，严重地，会造成电灼伤，目前对电灼伤的情况单单从外部查找原因，对设计内部的缺陷没有做详细的量化测试，设计过程中，只是对电疗输出波形的形状、幅值进行观察，这种方式可以观察出波形严重不对称的情况，但对于波形不明显的不完全对此情况不能观察得到，也没有对每个时刻波形的对称性进行详细的测试。

本申请的核心是提供一种波形量化的装置及方法，其中包含有能够将波形输出回路中的波形的负信号与正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号的波形处理电路和微控制单元(Micro Control Unit，MCU)，MCU能够根据积分处理方式对经过波形处理电路处理后输出波形的信号进行处理量化，从而由量化结果判断波形中累积的电荷量是否会造成人体电灼伤。

本申请主要是对电荷量累积造成的电灼伤，或者电疗中电刺激不舒服的问题进行量化分析，主要是对不同时刻的波形进行积分量化，对于电荷量累积的情况，理想情况下正负电荷的累积最终会相互抵消得到零电荷累积，但由于正常使用中波形的不完全对称与缺陷等问题，就会有一定的电荷累积量，电荷累积量超过一定值时，就会给使用者带来电刺激甚至是电灼伤。

需要说明的是，本申请所提到的波形量化的装置及方法可以由MCU或者其它类型的控制器件来实现，对此不作限定，均不影响本技术方案的实现。本申请中提到的波形中正负信号的处理可以由波形处理电路处理实现，也可以由别的电路或者模块实现，对此不作限定，均不影响本技术方案的实现。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

本申请提供一种波形量化的装置，图1为本申请实施例提供的一种波形量化装置结构图；如图1所述，该装置包括：波形处理电路1、MCU3。

波形处理电路1的第一端连接波形输出回路2，波形处理电路1的第二端连接MCU3的检测端，用于将波形输出回路2中的波形的负信号和正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号。

MCU3用于获取由波形处理电路1处理输出的信号，将信号按照积分处理方式处理得到量化结果，判断量化结果是否满足预设条件，若是，则确定波形中的电荷量累积在预设范围内，若否，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

具体实施中，波形处理电路1的输入端连接波形输出回路2，波形输出回路2是经过降压控制后回路的分支，波形处理电路1的输出端连接MCU3的模数转换器(Analog ToDigital Converter，ADC)，电疗输出波形经过波形处理电路1，将电疗输出波形中的正信号与负信号相叠加，并将叠加后的结果经由反相放大电路将负信号转变为正信号输出至MCU3的ADC检测端中，MCU3接收到经过处理输出波形的信号后，采用积分运算处理，相应的波形函数表达式已经通过机器语言进行编程实现，程序运行周期时间可以确定，运用定积分函数对预测波形的函数表达式进行时间的定积分计算。通过对不同时间段的函数表达式进行定积分运算，程序可以输出对应的定积分值，也可以对多个小的时间段进行定积分运算，然后将各个小的时间段的积分值求和运算得出结果值，通过对单个时间段的积分值和多个小的时间段积分值求和后的积分值与预先设置的值对比，可以得出累积的电荷量是否超出预设范围。

若电疗输出波形信号经由MCU3定积分运算得出的各个时间段的积分值均小于预先设置的值时，为保证整段电疗波形中电荷量的累积不超过预设范围，预设范围即不会造成电灼伤或者电疗输出波形不会产生电刺激等不适感觉，使用者的整个电疗过程体验正常的范围值，还需要将各个时间段的积分值相加得到总积分值，且总积分值不超过预先设置的值，这样才能保证使用者在电疗治疗中不会产生电刺激、或者电灼伤等问题。

需要说明的是，本实施例中的预先设置的值为电疗波形对使用者造成电灼伤的临界值，该值可以由大量仿真人体实验得到，也可以由设置者预先得到并设置在MCU3中的值。

需要说明的是，本实施例对波形进行定积分运算所需要的数据包括函数表达式、波形起始时间、周期及相位等参数，已经存储在MCU3中，直接调用即可。其中，定积分的最小计算单元为波形的最小周期，定积分的最大计算单元为整段波形，由于电疗波形是由医生判断得出病情的治疗手段后对应设置的，整段治疗波形会有拼接完成，因此，对于单个子波形的定积分运算问题同样可以执行，对于不同事件周期段的积分运算可以是由各个子波形积分运算后相加减，得到不同事件周期段的积分值。

需要说明的是，本实施例中的MCU3可以是其它类型的控制器，只需满足控制器可以存储预先设置的积分运算程序，可以完成积分运算即可。

本申请所提供的一种波形量化装置，该装置包括能够将波形输出回路2中的波形的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号的波形处理电路1和MCU3，MCU3连接波形处理电路1的输出端，MCU3可以由积分处理方式对经由波形处理电路1输出的信号进行量化处理，通过对量化处理的结果进行判断得出电荷量的累积是够超出用户可接收的范围，提供了一种检测波形是否完全对称，电荷量的累积是否超出范围的量化方式。

上述实施例中设置有波形处理电路，可以将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号输出至MCU的ADC检测端，由MCU完成积分运算处理判断。在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，图2为本申请另一实施例提出的波形处理电路结构图；如图1所示，波形处理电路包括：第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管。

其中，第一电阻为图中R1，相对应的，第二电阻为R2，第三电阻为R3，第四电阻为R4，第五电阻为R5，第一运算放大器为U1，第二运算放大器为U2，第一二极管为D1，第二二极管为D2。

如图2所示，波形处理电路内的连接方式如下：

R1的第一端连接波形输出回路、R4的第一端；U1的第一端连接D1的第一端、R2的第一端、R1的第二端，U1的第二端接地，U1的第三端连接D1的第二端、D2的第一端；D2的第二端连接R2的第二端、R3的第一端；R3的第二端连接U2的第一端、R4的第二端、R5的第一端；U2的第二端接地，U2的第三端连接R5的第二端和MCU的检测端。

具体实施中，当波形输出回路输入该电路的电压为正时，此时，D1截止，D2导通，R1、R2和U1共同构成一个放大倍数为-1的反向放大电路。R3、R4、R5和U2共同构成了个反向加法电路。通过电阻R4的支路的放大倍数为-1，通过R3的支路的放大倍数为-2，经过等效后，对于正电压输入，放大倍数为1，且此时的输入阻抗为R1||R4；当波形输出回路输入该电路的电压为负时，D1导通，D2截止，这时U1的作用为将R2的左端电位钳位在0V，而U2的反馈作用使得R3的右端电位为0，这是因为运算放大器有虚短路的特点，当输出端不加电源电压时，正向输入端和反相输入端被认为释放了同样的电压。因此，R2、R3这个支路两端电位相等、没有电流，这时整个电路其实就是R4、R5和U2组成的放大倍数为-1反向放大电路，电路的输入阻抗仍为：R1||R4。基于此，可以得知波形处理电路相当于一个取绝对值的作用。

需要说明的是，本实施例中得出的最终放大倍数为1，可以理解的是，当放大倍数与电阻有关，放大倍数可调节，对此不作限定，但本方案中不需要较大的放大倍数，因为波形输出回路连接波形处理电路之前做了分压，得到一个稳定的电压，且该电压值不大。

需要说明的是，本实施例中的第一运算放大器、第二运算放大器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一二极管、第二二极管仅仅是作为一种优选的实施例，且它们之间的连接方式仅仅是在本实施例的基础上完成的，在实际应用中，对器件的数量、种类、连接方式均不作限定，只需满足能够将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号输出至MCU的ADC检测端即可。

本实施例所提供的波形处理电路的具体实施方式，通过运算放大器、电阻、和单向导通的二极管处理波形中的负信号，将负信号转变为MCU可以接收的正信号，电路结构简单，且能够完成波形处理的目的。

在上述实施例的对波形处理电路内部的器件和结构做了详细描述的基础上，本实施例提出波形处理电路还包括第一三极管，如图2所示，第一三极管为Q1。

其中，Q1的第一端连接R4的第二端、R5的第一端，Q1的第二端连接R5的第二端、U2的第三端和MCU的检测端，Q1的第三端连接预设电源，Q1用于将U2的第三端的电压钳位在预设电压范围内。

图2中的Q1为PNP型三极管，PNP型三极管的三极分别是基极、集电极、发射极，相对应的，PNP型三极管的基极连接预设电源，PNP型三极管的集电极与发射极并联在R5的两端，PNP型三极管在波形处理电路中是起到保护MCU的作用，避免MCU受到较大电压，从而造成MCU的损坏。可以理解的是，MCU接收到电压值不能过大，一般是在3.3V左右。

需要说明的是，本实施例采用PNP型三极管对MCU进行保护，仅仅是一种优选的实施例，采用稳压管、稳压器均可实现，在实际应用中，对此不作限定。本实施例中的PNP型三极管的连接方式是基于上述电路的具体连接确定的，对此不作限定。

本实施例中的三极管通过控制波形处理电路的输出电压的大小，从而实现对MCU的端口电压的控制，避免输出电压过大，MCU造成损伤。

上述实施例中波形处理电路的输入端连接波形输出回路，在上述实施例的基础上，图3为本申请另一实施例提供的正压控制电路结构图；图4为本申请另一实施例提供的负压控制电路结构图；如图3、图4所示，波形输出回路中包括正压控制电路、和负压控制电路，用于控制电压降至预设电压值。

正压控制电路包括第六电阻、第七电阻、第一MOS管、第一电容，负压控制电路包括第八电阻、第九电阻、第二MOS管、第二电容；

其中，第六电阻为图3中的R6，第七电阻为R7，第一MOS管为Q2，第一电容为C1，相对应的，第八电阻为图4中的R8，第九电阻为R9，第二MOS管为Q3，第二电容为C2。

如图3所示，波形处理电路内正压控制电路的连接方式如下：

R7的第一端连接经由PWM调制后输出的波形，R7的第二端连接Q2的控制端，Q2的第一端连接R6的第二端，Q2的第二端连接C1的第一端，R6的第一端连接电源正极，C1的第二端接地。

如图4所示，波形处理电路内负压控制电路的连接方式如下：

R9的第一端连接经由PWM调制后输出的波形，R9的第二端连接Q3的控制端，Q3的第一端连接R8的第二端，Q3的第二端连接C2的第一端，R8的第一端连接电源负极，C2的第二端接地。

具体实施中，正压控制电路与负压控制电路是对波形输出的总电源的控制，通过MOS管具有的当栅极电压达到预设电压值时，才控制MOS管导通的特性，对总电源电压进行控制，且连接总电压的有R6用于分压，从而达到降压的目的。相对应的，负压控制电路设置于正压控制电路相同的器件，且连接方式相同，电阻R8用于分压，MOS管Q3用于当栅极电压达到预设电压值时，控制Q3导通，输出控制后的电压。

需要说明的是，本实施例中的预设值为波形输出的稳定电压值，输出电压值可以通过电阻、MOS管等器件完成降压，仅仅是作为一种优选的实施例，对于电阻阻值、电阻数量不作限定，对于MOS管不作限定，这里也可以是其它电力电子器件，只需满足当电压达到一定值时，才能导通电路的目的即可，可以理解的是，本实施例中的连接方式，仅仅是在本实施例的基础上完成的。

本实施例通过设置电压控制电路与负压控制电路，对总电源电压进行控制，完成对降压，从而提供所需的电压值形成波形输出回路。例如，若总电源电压为150V，经过电压控制后就能够得到所需要的电压值。

上述实施例是对波形输出的总电源电压控制做了详细的描述，但当波形的正负半轴的幅值不一致时，会使最终输出的波形的电荷积累量不在安全范围内，例如，目标波形要达到的峰峰值为±50V，但实际的正向电压可能达到+60V，而负向电压只要-30V，这种情况下，无论后面电压控制电路如何控制都不会达到对称性良好的峰峰值为±50V的波形，因此，作为一种优选的实施例，本申请从硬件的角度，分别对正负波形的正负电压进行检测，通过检测可以确定哪一路的电压值不够，便于后续对此电路做出电压补偿。

图5为本申请另一实施例提供的正压检测电路结构图；图6为本申请另一实施例提供的负压检测电路结构图；如图5、图6所示，该电压检测电路包括正压检测电路和负压检测电路，用于将波形中的负信号转变为正信号并输出至MCU，且将MCU的检测端的电压钳位在预设电压范围内，MCU还用于检测经由正压控制电路和负压控制电路控制后的电压值是否为第一预设电压值；若是，则经由正压控制电路与负压控制电路输出的电压符合使用标准，若否，则经由正压控制电路与负压控制电路输出的电压不符合使用标准。

其中，正压检测电路包括第十电阻、第十一电阻、第三二极管、第三电容，负压检测电路包括第十二电阻、第十三电阻、第十四电阻、第三运算放大器、第二三极管、第四电容，如图5、图6所示，第十电阻为R10，相对应的，第十一电阻为R11，第十二电阻为R12，第十三电阻为R13，第十四电阻为R14，第三二极管为D3，第三电容为C3，第四电容为C4，第三运算放大器为U3，第二三级管为Q4。

如图5所示，其连接方式如下：

正压检测电路中的R10的第一端连接Q2的第二端和C1的第一端，R10的第二端连接R11的第一端、D3的第二端和C3的第一端，R11的第二端接地，D3的第一端连接电源，D3管的第二端连接C2的第一端、MCU的检测端，C3的第二端接地。

如图6所示，其连接方式如下：

负压检测电路中的R12的第一端连接Q3的第二端和C2的第一端，R12的第二端连接Q4的第一端、R13的第一端，R13的第二端连接U3的第一端、R14的第一端，U3的第二端接地，U3的第三端连接Q4的第二端、R14的第二端、C4的第一端和MCU的检测端，Q4的第三端连接电源，C4的第二端接地。

具体实施中，R10、R11为正压的分压电阻，D3为钳位三极管，用于控制D3连接C2一端的电压值，保护MCU的检测端的端口，C2为储能滤波电容，相对应的，R12、R13为负压的分压电阻，R14为反馈电阻，且在负压检测电路中设置有三极管Q4，作为一种优选的实施例，Q4可以为PNP型三极管，PNP型三极管的基极连接电源，PNP型三极管的集电极与发射极并联在R9和R10的两端，PNP型三极管在检测电路中是起到保护MCU的作用，避免MCU受到较大电压，从而造成MCU的损坏。可以理解的是，MCU接收到电压值不能过大，一般是在3.3V左右。本实施例中的运算放大器U3的作用是将负压转变为正压，再连接在MCU的检测端，对负压起到放大和反相的作用，同波形处理电路中的运算放大器的作用。

可以理解的是，本实施例中的第二三极管采用PNP型三极管对MCU进行保护，仅仅是一种优选的实施例，采用稳压管、稳压器均可实现，在实际应用中，对此不作限定。本实施例中的PNP型三极管的连接方式是基于上述电路的具体连接确定的，对此不作限定。

需要说明的是，本实施例中的对输出电压值的检测设置了正压控制电路与负压控制电路，本实施例中电路中的电阻、电容、二极管、三极管，仅仅是作为一种优选的实施例，对于电阻阻值、电阻数量不作限定，对电路的结构不作具体限定，只需能够实现正负压的检测即可。

需要说明的是，本实施例中的正压检测电路和负压检测电路中的MCU可以是同一个，也可以是不同的，对此没有做具体限定，

本实施例对所设置的电压检测电路做了详细描述，分别设置了正压检测电路与负压检测电路，通过将负压转变为正压和分压对电压进行检测，检测的方法是通过MCU完成的，避免直接输出不符合标准的电压值。

上述实施例对电压的控制、检测做了详细描述，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，还可以对波形输出的峰峰值进行检测，所设置的峰峰值检测电路，用于当输入的是负半轴峰值电压，将负半轴峰值电压转变为正半轴峰值电压输出，当输入的是正半轴峰值电压，将正半轴峰值电压输出。

其中，MCU还用于检测波形的峰峰值电压值是否为第二预设电压值，若是，则峰峰值检测电路中的峰峰值电压符合使用标准，若否，则峰峰值检测电路中的峰峰值电压不符合使用标准。

图7为本申请另一实施例提出的峰峰值检测电路结构图；如图7所示，峰峰值检测电路包括第四运算放大器、第五运算放大器、第十五电阻、第十六电阻、第一开关器件、第二开关器件、第五电容、第六电容。

其中，第四运算放大器为U4，相对应的，第五运算放大器为U5，第十五电阻为R15，第十六电阻为R16，第一开关器件为K1，第二开关器件为K2，第五电容为C5，第六电容为C6。

如图7所示，U4的第一端连接波形输出回路、R15的第一端，U4的第二端连接U4的第三端，U4的第三端连接K1的第一端，K1的第二端连接MCU的控制端，K1的第三端连接MCU的检测端、C5的第一端，C5的第二端接地，R15的第二端连接R16的第一端、U5的第一端，U5的第二端接地，U5的第三端连接R16的第二端、K2的第一端，K2的第二端连接MCU的控制端，K2的第三端连接MCU的检测端、C6的第一端，C6的第二端接地。

具体实施中，峰峰值检测电路的输入端连接波形的输出端，对于正负两个半轴的波形进行峰峰值的检测，其中，正半轴的波形经过U4和MCU控制下的SW1，对K1的开关打开，输出正向的电压至MCU的ADC检测端口，由MCU完成对峰值的检测。可以理解的是，负半轴峰值检测同正半轴同理，负半轴的波形经由运算放大器U5与反馈电阻R16，与MCU控制下的SW2，控制K2的开关打开，将负向的峰值电压转变为正向的峰值电压并输出至MCU中，MCU完成对峰值的检测。

需要说明的是，本实施例中的峰峰值检测电路中的MCU可以是同一个，也可以是不同的，对此没有做具体限定。

需要说明的是，本实施例中的对输出电压峰峰值的检测设置了峰峰值检测电路，本实施例中的峰峰值检测电路中的电阻、开关、电容，仅仅是作为一种优选的实施例，对于电阻阻值、电阻数量不作限定，对电路的结构不作具体限定，只需能够实现峰峰值电压的检测即可。

本实施例对所设置的峰峰值检测电路做了详细描述，通过将负半轴的峰值转变为正向的峰值，并对峰值电压进行检测，检测的方法是通过MCU完成的，能够及时了解峰峰值电压是否异常，避免存在不符合标准的峰峰值电压。

上述实施例从各种角度进行检测，不仅设置了通过积分运算计算电荷量，对累积的电荷量进行检测，还设置了峰峰值检测、电压值检测等等。相对于传统设计检测中在输出回路增加采样电阻，对回路的电压进行采集，检测方式丰富多样，且能够从多角度进行检测反馈。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，本实施例中MCU还用于根据波形中的电荷量累积超出预设范围确定原因；其中，原因包括电压控制电路控制后的电压值不是第一预设电压值、波形的峰峰值电压值不是第二预设电压值中的任意一项或组合。

本申请设置有对电荷量的积累的检测、峰峰值检测、控制电压检测，从不同的角度完成对波形的检测及反馈，对于不同检测均由MCU控制实现，可以理解的是，多种检测的MCU可以是同一个，也可以是多个，对此不作限定，若完成多种检测的MCU是多个，则多个MCU建立通讯，可以相互传送信息。

具体实施中，从峰峰值电压、输出电压、电荷量的累积三种角度进行检测，若得出电荷量的累积超过预设范围，即波形中的电荷量超出使用者的接受范围，可能会引起电灼伤，也可以从检测得到的峰峰值电压和输出电压中判断是哪一种引起的电荷量累积过多，其中，原因可能是单项导致，例如，可能是峰峰值过大，输出电压不在使用标准内，也可能是多项导致，例如，输出电压不在使用标准内、峰峰值也过大。

需要说明的是，本实施例对峰峰值、输出电压、电荷量累积相结合的检测方法，仅仅是作为一种优选的实施例，对此不作限定，可以理解的是，若峰峰值检测和输出电压检测出现问题，可以通过调整电路的参数完成，例如，参数包括电阻阻值，MOS管、二极管、三极管，进而实现控制峰峰值、输出电压和电荷量累积。

本实施例设计从多个角度进行检测反馈，输出总电压的闭环检测控制、峰峰值闭环检测控制、电荷量累积检测控制等，多个闭环控制，控制精度更高，数据错误率大大降低，使得数据的参考价值显著提升，安全性实用性得以提高。

本申请还提供了一种波形量化方法，应用于一种包含波形处理电路和MCU的波形量化的装置，波形处理电路用于将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号。

需要说明的是，电疗的各种波形都是由各种数学函数之间进行拼接完成的各种形式的输出。例如三角波，是由一次函数Y＝AX+B的形式进行拼接而成，正向的一次函数和反向的一次函数，斜率和交叉点都是一样的，只是方向相反，两种一次函数进行拼接就会得到三角函数的波形；正弦波，是由函数Y＝sinX函数拼接等等。根据这些函数表达式，软件就可以按照函数表达式用程序语言表示出来，程序执行有对应的机器周期时间，定时器也可以设置相应的时间。

本申请中所涉及到的电疗仪，可选择不同的治疗模块参数，且电疗仪中设置有MCU或者其它类型的控制器，预先把各个函数波形的子元素放入MCU的存储模块内，子波形元素包含波形号，相位，步长，起始点，强度，周期，模式等信息。MCU的存储模块中有了所有输出类型的波形的元素后，进而根据医学传统治疗方式和处方要求，对各个子波形元素按照时间，周期，波长，强度等把各个元素拼接在一起，最终达到设计输出需求。

例如，电疗仪根据处方要求想要治疗面神经麻痹、失眠、头晕、近视眼、泪风眼等病症，且得到传统治疗模数临床效果中的中医按摩手法中的抖，就需要设置波形的脉冲宽度为260μs、脉冲间隔为100ms、持续时间为5.6s、关断时间为2.3s。

需要说明的是，该方法中编程程序预设存储至MCU或者其它类型的控制器，均不影响本技术方案的实施。

图8为本申请另一实施例提供的波形量化方法流程图；如图8所示，该方法包括：

S10：获取由波形处理电路处理输出的信号。

本步骤中获取动作可以由MCU完成，也可以是其它类型的控制器，所输出的信号可以是由波形处理电路经过处理后的，也可以是其它电路或者模块，只需能够实现将波形输出回路中的波形的负信号和正信号相叠加，将叠加结果中的负信号转变为正信号并输出至MCU的检测端口即可。

本步骤中经由波形处理电路处理输出的信号包括有电疗波形，作为一种可能的实现方式，MCU获取由波形处理电路处理输出的信号可以是实时获取的，即MCU或其它类型的控制器获取到经由波形处理电路处理输出的信号后，实时上传至MCU中并存储，也可以是定时采集的，设置相应的周期，MCU或其它类型的控制器获取到经由波形处理电路处理输出的完整信号后，上传至MCU中并存储。

S11：将信号按照积分处理方式处理得到量化结果。

本步骤对于波形做数学上的积分量化，通过对几个周期或者单个周期的电疗波形进行积分量化，在单个周期内或者多个周期内的多个时间段积分，例如，对于一个周期内的波形进行积分量化的话，首先在这一个周期内选择4个时间点，分别为t

本步骤MCU中预先存储由相应的波形表达式及周期，MCU中还设置有相应的定积分算法，通过定积分函数对预测波形的函数表达式进行时间的定积分运算，MCU可以输出相对应的定积分值，所输出的定积分值为量化结果。

具体实施中，将信号按照积分处理方式处理可以选取多个时间周期或者单个时间周期，对此再选取多个时间段，得出各时间段对应的定积分值，需要说明的是，所选的多个时间段没有限定，对选取得时间节点同样不作限定。

S12：判断量化结果是否满足预设条件；若量化结果满足预设条件，进入S13，若量化结果不满足预设条件，进入S14。

由上述步骤得到的定积分结果值为量化结果，判断量化结果是否满足预设条件就要判断一个时间段的积分值是否小于等于预设值，就可以认为该时间段上的波形达到医疗要求，且不会导致大量电荷累积的情况；也可以对整段波形计算积分值，若积分值小于等于预设值，可以认为整段波形不会有大量电荷累积的情况。但在实际应用中，仅仅计算一个时间段上的积分值小于等于预设值，仅仅能代表该时间段上无电荷量的大量累积，不能保证整段波形都没有电荷量的大量累积；仅仅计算整段波形的积分值小于等于预设值，也只能代表整段波形中电荷不会大量积累，无法保证每个时间段均无大量电荷量累积，因此，作为一种优选的实施例，采用两种积分相结合的方式对波形输出的电荷量是否累积进行判断是合理的。

S13：确定波形中的电荷量累积在预设范围内。

S14：确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

本实施例中的波形中的电荷量累积是否在预设范围内，是将量化结果，即积分结果与预设值做比较，若超过预设值，则可以确定波形非理想波形，且有大量电荷量累积，会引起电灼伤。

需要说明的是，本实施例中的预设值为人体可接受的最大电荷量值，超过这个值，就有可能造成电灼伤，或者引起不适。

本申请所提供的一种波形量化方法，应用于一种能将医疗波形中的负信号和正信号相叠加，并将叠加结果中的负信号转变为正信号波形处理电路，该方法获取经过电路处理后输出波形的信号，将信号按照量化方式处理得到量化结果，通过判断量化结果是否满足预先设置的条件来确定波形中电荷的积累是否在一定的范围内，若波形中电荷量的积累在规定的范围内，则可确定该电疗波形不会引起电灼伤，该方法通过对波形做量化处理，对量化后的结果进行测量判断波形是否完全对称，提供了一种波形对称的量化方式，且能够测量电荷量。

上述实施例中对经过波形处理电路处理输出的信号按照积分处理方式处理，作为一种优选的实施例，在上述实施例的基础上，将信号按照积分处理方式处理得到量化结果包括：在波形上选取至少一个时间段，获取至少一个时间段由定积分运算得到的各积分值。

具体实施中，可以对波形选取多个时间点，由时间点得出对应时间段，计算各时间段的积分值，可以理解的是，在整段波形中选取时间点，对于时间点的数量、位置不作限定，多个时间点可以在多个周期内。

本实施例通过计算各个时间段的积分值，便于MCU按照预先设定的程序进行判断各个时间段内的电荷量累积情况。

上述实施例对波形选取至少一个时间段，MCU获取至少一个时间段由定积分运算得到的各积分值，在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施例，判断量化结果是否满足预设条件包括：

判断各积分值是否均小于或等于预设积分值；

当各积分值均小于或等于预设积分值且各积分值相加得到的总积分值小于或等于预设积分值，则确定形中的电荷量累积在预设范围内；

当各积分值均小于或等于预设积分值且各积分值相加得到的总积分值大于预设积分值，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围；

当存在至少一个各积分值大于预设积分值，则确定波形中的电荷量累积超出预设范围。

本实施例得到有上述的各个时间段的积分值和各个时间段相加得到的总积分值，首先判断各个时间段的积分值是否小于等于预设值，若各个时间段的积分值小于等于预设值，则将各个时间段的积分值相加得到总积分值，判断总积分值是否也小于等于预设值，如果总积分值也同样小于等于预设值，可以判定电疗波形中可能存在电荷量累积，但累积值在人体可以接受的范围内，即使用该电疗波形对人体进行治疗，不会产生电灼伤或者电刺激等。若各个时间段的积分值大于预设值，则可以确定在各个时间段中存在至少一个时间段的电荷累积量超过人体可承受的范围，判定电疗波形中存在电荷量累积，且累积值超出人体可以承受的范围，即使用该电疗波形对人体进行治疗，会产生电灼伤或者电刺激等。

本实施例将各个时间段的积分值与总积分值均与预设值做比较，能够确保整段波形输出都是合理的，都不会造成大量的电荷累积，即使用该电疗波形对使用者进行治疗，不会产生电刺激或者电灼伤等问题，确保电疗过程的安全性。

以上对本申请所提供的一种波形量化装置及方法进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。