Nghiên cứu chế tạo máy điện châm kỹ thuật số

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ ĐỨC LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN CHÂM KỸ THUẬT SỐ LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI LÊ ĐỨC LỊCH SỬ NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MÁY ĐIỆN CHÂM KỸ THUẬT SỐ Chuyên ngành: KỸ THUẬT Y SINH LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT KỸ THUẬT Y SINH NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN PHAN KIÊN Hà Nội - 2014 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành chương trình cao học làm Luận án này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô giáo Ban giám hiệu, Viện Đào tạo sau đại học, Bộ môn Công nghệ điện tử & Kỹ thuật y sinh, Viện Điện tử viễn thông, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội nhiệt tình truyền đạt kiến thức quý báu giúp đỡ, tạo điều kiện cho em suốt trình học tập hoàn thành luận án Thạc sĩ Qua em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Phan Kiên, người trực tiếp bảo, tận tâm hướng dẫn, định hướng cho em suốt trình nghiên cứu hoàn thành Luận án Thạc sĩ cho em Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 11 năm 2014 Học viên Lê Đức Lịch Sử LỜI CAM ĐOAN Ngoài giúp đỡ hướng dẫn giảng viên TS Nguyễn Phan Kiên, Luận án sản phẩm q trình tìm tịi, nghiên cứu tác giả vấn đề đặt luận văn Mọi số liệu kết cấu khí, thiết kế mạch, phân tích, đánh giá, kết luận tài liệu nhà nghiên cứu khác trích dẫn theo quy định Vì vậy, tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thiết kế chế tạo Máy điện châm kỹ thuật số dành cho bệnh nhân riêng Hà nội, tháng 11 năm 2014 Tác giả Lê Đức Lịch Sử MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG I- ĐẠI CƢƠNG VỀ ĐIỆN CHÂM 1.1 Tổng quan 1.2 Khái niệm điện châm 10 1.2.1 Tác dụng, định, chống định 11 1.2.2 Cách tiến hành điều trị điện châm 12 1.3 Nghiên cứu đặc trưng kỹ thuật máy điện châm phổ biến 12 1.3.1 Các dòng máy hãng ITO Nhật Bản 12 1.3.2 Dòng máy Sanitas SEM40 Đức 17 1.3.3 Dòng máy Hàn Quốc 18 1.3.4 Dòng máy Trung Quốc 20 1.3.5 Dòng máy Việt Nam 22 1.3.6 Đánh giá xây dựng tiêu kỹ thuật dự kiến cho máy 23 TRỊ 25 2.1 25 2.1.1 25 2.1.2 25 2.1.3 29 2.1.4 30 2.1.5 32 2.2 32 2.2.1 32 2.2.2 32 2.2.3 35 2.2.4 2.3 40 o 45 2.3.1 45 2.3.2 47 CHƢƠNG III: NGHIÊN CỨU VỀ CÁC DẠNG SÓNG THƢỜNG DÙNG TRONG ĐIỆN CHÂM 52 3.1 Nghiên cứu dạng sóng thường dùng điện châm 52 3.1.1 Giới thiệu điện châm 52 3.1.2 Cường độ xung điện điện châm 52 3.1.3 Tần số xung điện điện châm 53 3.1.4 Hình dạng xung điện điện châm 53 3.1.5 Phương pháp thay đổi tần số xung điều trị chống quen dòng 54 CHƢƠNG IV: PHÂN TÍCH THIẾT KẾ SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ CHO SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI 58 4.1 Thông số kỹ thuật sản phẩm thiết kế 58 4.2 Xây dựng sơ đồ khối cho sản phẩm thiết kế 58 4.3 Xây dựng sơ đồ nguyên lý cho thiết bị 59 4.3.1 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 59 4.3.2 Sơ đồ nguyên lý khối hiển thị LCD 61 4.3.3 Sơ đồ nguyên lý khối tạo xung 62 4.3.4 Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển cường độ 65 4.3.5 Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại 66 4.3.6 Sơ đồ nguyên lý khối đầu 66 4.3.7 Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím 67 4.4 Xây dựng mô-đun phần mềm điều khiển tạo dạng xung điều trị cho máy điện châm 67 4.4.1 Xây dựng phần mềm khối điều khiển 67 4.4.2 Xây dựng phần mềm khối điều khiển hiển thị 70 4.4.3 Xây dựng phần mềm tạo dạng xung điều trị 71 4.4.4 Tích hợp mô-đun phần mềm vào IC điều khiển 73 4.5 Phần mềm tạo dạng xung (phụ lục) 74 4.6 Các tín hiệu xung 75 CHƢƠNG V: SẢN PHẨM ĐỀ TÀI 83 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ, BẢNG BIỂU Hình 1.1: Dịng máy ES-160 Nhật Bản 13 Hình 1.2: Dịng máy IC-1107 Nhật Bản 15 Hình 1.3: Dòng máy Sanitas SEM40 Đức 17 Hình 1.4: Dịng máy STN-110 Hàn Quốc 18 Hình 1.5: Dịng máy SDZ – II Trung Quốc 20 Hình 1.6: Dịng máy 1592-ET-TK21 Việt Nam 22 Hình 1.7: Bảng tiêu kỹ thuật dự kiến cho máy 24 Hình 2.1: Dịng điện xoay chiều 25 Hình 2.2: Điện màng tế bào 26 Hình 2.3: Dẫn truyền riêng số chất thể 27 Hình 2.4: Hiện tượng cực hố 28 Hình 2.5: Thí nghiệm tượng cực hố 28 Hình 2.6: a Xung chiềub Xung xoay chiều 32 Hình 2.7: a- Xung vng; b- Xung gai ; c- xung hình sin ; d- xung lưỡi cày 33 Hình 2.8: Các giai đoạn xung 33 Hình 2.9: a Dịng điện xung liên tục b Dòng điện xung ngắt quãng c Dòng điện xung biến điệu biên độ 34 Hình 2.10: a- dịng DF dịng có biên độ ổn định suốt q trình tồn b- dịng giao thoa dịng có biên độ biến đổi theo nhịp (dịng AMF) 35 Hình 11: 1-Ngưỡng cảm giác; 2- Ngưỡng co cơ; – Ngưỡng đau 36 Hình 2.12: a- đường dịng xung tần số thấp; 38 Hình 2.13: Điện hoạt động màng tế bào 40 Hình 2.14: Đường cong S/D 41 42 Hình 2.16: a – xung có độ dốc cao ; b – xung có độ dốc thấp 43 Hình 2.17: Giản đồ kích thích 43 Hình 2.18: Hình ảnh đường cong xung tam giác với bị 44 Hình 2.19 : a Dòng điện trực tiếp qua thể ( thâu nhiệt ) 46 Hình 2.20: a Một đợt dao động tắt dần b Dòng d’ Arsonval 48 Hình 3.1: Một số dạng xung thường dùng điện châm 53 Hình 3.2: Hình dạng dạng xung liên tục (Continuous Wave) 55 Hình 3.3: Hình dạng dạng xung nén (Dense-Disperse Wave) 55 Hình 3.4: Hình dạng dạng xung không liên tục (Intermittent Wave) 56 Hình 3.5: Hình dạng dạng xung dao động lên xuống (Ripple Wave) 56 Hình 3.6: Hình dạng dạng xung tắt mở (Respiration Wave) 57 Hình 4.1: Sơ đồ khối thiết kế cho máy điện châm 59 Hình 2: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển 61 Hình 4.3: Sơ đồ nguyên lý khối hình hiển thị LCD 62 Hình 4.4: Sơ đồ khối khối vi điều khiển tạo xung 62 Hình 4.5: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển tạo xung 63 Hình 4.6: Sơ đồ khối khối tạo xung 64 Hình 4.7: Sơ đồ nguyên lý khối tạo dạng xung 65 Hình 4.8: Sơ đồ nguyên lý khối điều khiển cường độ 65 Hình 4.9: Sơ đồ nguyên lý khối khuếch đại xung 66 Hình 4.10: Sơ đồ nguyên lý khối cách ly đầu 66 Hình 4.11: Sơ đồ nguyên lý khối bàn phím 67 Hình 4.12: Lưu đồ thuật toán khối điều khiển 70 Hình 4.13: Lưu đồ thuật tốn khối tạo xung điều trị 71 Hình 4.14: Đồ thị biên độ xung điều trị 72 Hình 4.15: Nội dung cơng việc tích hợp mơ-đun vào IC điều khiển 73 Hình 4.16: Giao diện phần mềm AVRStudio® 73 Hình 4.17: Mạch nạp STK500 phầm mềm nạp chương trình 74 Hình 4.18: Dạng xung có dạng dao động nghẹt 75 Hình 4.19: Dạng xung tần số < 20 Hz 75 Hình 4.20: Dạng xung tần số 100 Hz 76 Hình 4.21: Dang xung tần số 130 Hz cao tần 76 Hình 4.22: Xung tần số 100 Hz thấp tần 77 Hình 4.23: Xung tần số 90 Hz cao tần 77 Hình 4.24: Xung tần số 90 Hz thấp tần 78 Hình 4.25: Chùm xung dao động tạo thành xung vng 78 Hình 4.26: Chùm xung dao động 79 Hình 4.27: Xung dao động giảm dần 79 Hình 4.28: Xung dao động giảm dần 80 Hình 4.29: Xung dao động giảm dần 80 Hình 4.30: Xung dao động giảm dần 81 Hình 4.31: Xung dao động tăng dần 81 Hình 4.32: Xung dao động tăng dần 82 Hình 4.33: Xung dao động hình thang 82 Hình 5.1: Hình mặt máy 83 Hình 5.2: Hình ảnh cạnh bên máy 83 Hình 5.3: Hình ảnh cạnh trước máy 84 Hình 5.4: Hình ảnh tổng thể máy điện châm hoàn thiện 84 0x4f,0x4c,0x49,0x46,0x43,0x40,0x3e,0x3b,0x38,0x36,0x33,0x31,0 x2e,0x2c,0x2a,0x27, 0x25,0x23,0x21,0x1f,0x1d,0x1b,0x19,0x17,0x15,0x13,0x12,0x10,0 x0f,0x0d,0x0c,0x0a, 0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x03,0x02,0x01,0x01,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x01,0x02,0x03,0x03,0x04,0 x05,0x06,0x07,0x08, 0x09,0x0a,0x0c,0x0d,0x0f,0x10,0x12,0x13,0x15,0x17,0x19,0x1b,0 x1d,0x1f,0x21,0x23, 0x25,0x27,0x2a,0x2c,0x2e,0x31,0x33,0x36,0x38,0x3b,0x3e,0x40,0 x43,0x46,0x49,0x4c, 0x4f,0x51,0x54,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x67,0x6a,0x6d,0x70,0 x73,0x76,0x79,0x7c }; const uint8_t xungvuong[] attribute ((section (".MySection2")))= //Xung vuong { 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0 x00,0x00,0x00,0x00, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xff,0xff,0xff, }; const uint8_t xungnhon[] attribute ((section (".MySection3")))= //Xung nhon { 0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0 x0c,0x0d,0x0e,0x0f, 0x10,0x11,0x12,0x13,0x14,0x15,0x16,0x17,0x18,0x19,0x1a,0x1b,0 x1c,0x1d,0x1e,0x1f, 0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,0x28,0x29,0x2a,0x2b,0 x2c,0x2d,0x2e,0x2f, 0x30,0x31,0x32,0x33,0x34,0x35,0x36,0x37,0x38,0x39,0x3a,0x3b,0 x3c,0x3d,0x3e,0x3f, 0x40,0x41,0x42,0x43,0x44,0x45,0x46,0x47,0x48,0x49,0x4a,0x4b,0 x4c,0x4d,0x4e,0x4f, 0x50,0x51,0x52,0x53,0x54,0x55,0x56,0x57,0x58,0x59,0x5a,0x5b,0 x5c,0x5d,0x5e,0x5f, 0x60,0x61,0x62,0x63,0x64,0x65,0x66,0x67,0x68,0x69,0x6a,0x6b,0 x6c,0x6d,0x6e,0x6f, 0x70,0x71,0x72,0x73,0x74,0x75,0x76,0x77,0x78,0x79,0x7a,0x7b,0 x7c,0x7d,0x7e,0x7f, 0x80,0x81,0x82,0x83,0x84,0x85,0x86,0x87,0x88,0x89,0x8a,0x8b,0 x8c,0x8d,0x8e,0x8f, 0x90,0x91,0x92,0x93,0x94,0x95,0x96,0x97,0x98,0x99,0x9a,0x9b,0 x9c,0x9d,0x9e,0x9f, 0xa0,0xa1,0xa2,0xa3,0xa4,0xa5,0xa6,0xa7,0xa8,0xa9,0xaa,0xab,0 xac,0xad,0xae,0xaf, 0xb0,0xb1,0xb2,0xb3,0xb4,0xb5,0xb6,0xb7,0xb8,0xb9,0xba,0xbb,0 xbc,0xbd,0xbe,0xbf, 0xc0,0xc1,0xc2,0xc3,0xc4,0xc5,0xc6,0xc7,0xc8,0xc9,0xca,0xcb,0 xcc,0xcd,0xce,0xcf, 0xd0,0xd1,0xd2,0xd3,0xd4,0xd5,0xd6,0xd7,0xd8,0xd9,0xda,0xdb,0 xdc,0xdd,0xde,0xdf, 0xe0,0xe1,0xe2,0xe3,0xe4,0xe5,0xe6,0xe7,0xe8,0xe9,0xea,0xeb,0 xec,0xed,0xee,0xef, 0xf0,0xf1,0xf2,0xf3,0xf4,0xf5,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0 xfc,0xfd,0xfe,0xff }; //array of pointers to signal tables const uint8_t *SIGNALS[] ={ daodongnghet, xungvuong, xungnhon, }; //delay 1s void delay1s(void) { uint8_t i; for(i=0;i