1绪论

家用治疗仪在如今被广泛使用，它是通过输出不同强度和不同频率的脉冲波形信号达到镇痛效果的医疗仪器 [1]。如今，人们十分关注自身的身体健康，所以中老年群体越来越关注应用于医疗的家用治疗仪。此论文主要研究与设计家用治疗仪如何安全有效、较易调控得达到疗效。为了实现对课题的研究，本文主要设计一款以嵌入式技术为主导，基于中频信号，具有一定功能的家用治疗仪。本章首节详细分析了基于中频信号的治疗仪在国内外的发展历史、现状以及发展前景，从而讲述论文的主要内容及深远影响。

1.1家用治疗仪的简介

电疗法是通过电刺激作用在人体肌肉组织上达到治疗效果的治疗方法，是目前大多数治疗仪的主要治疗方式[2]。工作原理是为了提高人们的健康水平，将不同的电流或电磁场作用到患者的患处进行刺激。此研究会帮助人们提高自我保健的意识、使人的身体年轻化，提高受伤身体的恢复能力等。虽然治疗仪这类仪器在临床医疗电子仪器中只占很小的比例，但却对医疗科技的发展作出巨大的贡献。论文网

当今时代是数字信息化时代，自然科学技术和电子技术发展迅速，这带动了治疗仪的不断升级，不断往智能化、简便化、易操作化发展。十七世纪后期，一位欧美的科学家突发奇想，首次将电流作用于生物体上进行实验 [3]。半个世纪之后，科学家成功通过这种方法进行实验，并成功达到疗效。十八世纪中期，法拉第利用低频电流治疗瘫痪等疾病，通过低频电流对人体的刺激，取得较好的疗效。当医疗科学技术和电子科学技术越来越先进，科学家对医用仪器的研发也在迅速发展，将过去利用电流治疗人体疾病的方法不断升级，发展为中低频调制电疗法去实现治疗，此种方法在医学上被广泛使用 [4]，实验结果都很成功，表示这种方法具有很好的疗效，从而电疗法迅速传播，被人们广泛使用。1967年，医学研究者将电流作用于人体脊椎，试验成功发现脊髓电流刺激可以治疗人们身体的疼痛。1970年之后，科学家意外发现将电流作用人体基体表面，进行刺激，可以很好治疗人们身体患处的疼痛，此方法被命名为经皮神经电刺激，其在临床医疗上被广泛使用。伴随着科学技术的飞速发展以及对集成电路的研究，我国科学家不断成功设计出易携带、操作简单、具有一定疗效的基于中频信号的治疗仪。

电流刺激作用根据电流和人体之间的联系分为三类：神经肌肉电刺激（NMES）、经皮神经电刺激（TENS）和功能性电刺激（FES） [5]。目前的TENS类型和强度关系如表1-1所示。

表1-1 神经电刺激的类型和强度

电刺激类型 频率范围（Hz） 强度

通用型 100Hz以上 偏低

针灸型 1-4Hz 较高

混合型 高100Hz和1-4Hz叠加 适中

1.2治疗仪的存在现状和发展前景

随着科学技术的迅速发展，在人们日益提高的健康意识下，关于治疗仪的研究者越来越多，其设计出来的治疗仪多种多样，且功能强大，疗效显著。如今的中频治疗仪从设计原理角度可以分为两种类型：第一种是基于类似单片机的微型处理器的治疗方式[6]，以单片机系统作为核心，控制硬件与软件的运行，产生可以控制的频率，实现治疗的目的；另一种利用受电子硬件电路调控的分立器件来得到不同的幅值和频率，这种方式会导致治疗结果产生很大的误差，电磁也会造成干扰。所以通常选择第一种方式来设计，通过单片机等微处理器设计出的治疗仪安全可靠，具有较好的性能，不会有第二种方式设计的那些缺点。治疗仪通过电流刺激被治疗者的患处，达到镇痛、缓解不适的效果。然而，当同一种长时间用相同的脉冲波形来治疗的时候，人体逐渐适应此波形，治疗效果越来越差，甚至会感觉到肢体麻木 [7]，被治疗者会分不清治疗产生的震动和疼痛，所以，应该要求治疗仪的波形输出有比较大的控制幅值范围，可以更好的调节来实现更好治疗效果的目的。不仅如此，目前人们所使用的一些中频治疗仪还存在许多缺陷：组成结构复杂、占用空间大、操作繁琐等。因此，关于治疗仪的设计还需要不断的改进和完善。