本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域,具體涉及一種可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備。
背景技術(shù):
低頻脈沖可以用于肌肉疲勞和疼痛的治療,采用TENS(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulatior)療法(經(jīng)皮神經(jīng)電刺激療法)能夠有效緩解人體肌肉的疲勞和疼痛。
現(xiàn)有的低頻脈沖治療儀大都采用傳統(tǒng)的手提式或手持式,使用時(shí)并不方便,并且沒(méi)有無(wú)線通信接口,不支持外部設(shè)備的直接控制。另外,現(xiàn)有的低頻脈沖治療儀也沒(méi)有考慮到對(duì)治療結(jié)果的評(píng)價(jià),無(wú)法得知治療前后的肌肉緩解程度以及治療方案的合理性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有低頻脈沖治療儀中的不足,本實(shí)用新型的目的在于提供一種可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備,其支持外部設(shè)備的直接控制,能夠有效評(píng)價(jià)治療結(jié)果,并且攜帶和使用方便。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供以下技術(shù)方案:
一種可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備,所述可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備包括控制模塊以及與所述控制模塊連接的電極片,其中,所述控制模塊包括:控制器;脈沖電路,其通過(guò)所述電極片向要治療的部位輸出脈沖;肌電信號(hào)采集電路,其通過(guò)所述電極片從要治療的部位采集肌電信號(hào);以及六軸加速度傳感器,其測(cè)量要治療的部位的運(yùn)動(dòng)狀態(tài);所述控制器對(duì)所述脈沖電路輸出的脈沖進(jìn)行控制,并對(duì)所述肌電信號(hào)采集電路采集的肌電信號(hào)以及所述六軸加速度傳感器測(cè)量的測(cè)量值進(jìn)行處理。
進(jìn)一步地,所述控制模塊還包括無(wú)線通信模塊,所述無(wú)線通信模塊與外部設(shè)備進(jìn)行通信。
進(jìn)一步地,所述控制模塊中的控制器與所述無(wú)線通信模塊一體化,所述無(wú)線通信模塊是藍(lán)牙通信模塊。
進(jìn)一步地,所述電極片的正面布置有用于采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)和用于發(fā)射脈沖的觸點(diǎn),并且所述電極片的背面包括用于采集肌電信號(hào)的區(qū)域和用于發(fā)射脈沖的區(qū)域,所述用于采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述用于采集肌電信號(hào)的區(qū)域,所述用于發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于所述用于發(fā)射脈沖的區(qū)域,其中,所述脈沖電路通過(guò)所述用于發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)以及所述用于發(fā)射脈沖的區(qū)域向要治療的部位輸出脈沖,并且其中,所述肌電信號(hào)采集電路通過(guò)所述用于采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)以及所述用于采集肌電信號(hào)的區(qū)域從要治療的部位采集肌電信號(hào)。
進(jìn)一步地,所述電極片覆蓋有電極片保護(hù)膜,并且所述電極片為PET電極片,所述用于采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)和所述用于發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)為紐扣式連接器觸點(diǎn),所述用于采集肌電信號(hào)的區(qū)域和所述用于發(fā)射脈沖的區(qū)域上布置有醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠。
進(jìn)一步地,所述脈沖電路發(fā)射頻率在2-160Hz范圍內(nèi),脈沖寬度在9-350us之間的雙向方波電波。
進(jìn)一步地,所述肌電信號(hào)采集電路包括肌電信號(hào)采集傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及放大電路,其中,所述肌電信號(hào)采集傳感器收集肌電信號(hào);所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將收集到的肌電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào);所述放大電路對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)整、放大以及濾波處理。
進(jìn)一步地,所述控制模塊的側(cè)邊設(shè)有第一按鍵和第二按鍵,通過(guò)第一按鍵和第二按鍵分別控制開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī),并且調(diào)節(jié)脈沖強(qiáng)度。
進(jìn)一步地,所述控制模塊配設(shè)有指示所述可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的狀態(tài)的指示燈。
本實(shí)用新型的有益效果在于:
本實(shí)用新型采用了可穿戴式結(jié)構(gòu),攜帶和使用時(shí)非常方便;并且具有藍(lán)牙等無(wú)線傳輸通道,可以通過(guò)手機(jī)等外部設(shè)備進(jìn)行操控;此外,本實(shí)用新型還引入了肌電信號(hào)傳感器和六軸加速度傳感器,可以通過(guò)采集多維數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)價(jià)低頻脈沖的治療結(jié)果,進(jìn)而給使用者提供更好的治療方案。
附圖說(shuō)明
圖1A為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的整體示意圖;
圖1B為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的正視圖;
圖1C為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的側(cè)視圖;
圖2為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖;
圖3為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的整體示意圖;
圖4為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的正視圖;
圖5為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的側(cè)視圖;
圖6為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的俯視圖;
圖7為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的后視圖;
圖8為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的電極片的正面示意圖;
圖9為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的電極片的背面示意圖。
其中,附圖標(biāo)記如下:
1 控制模塊;
2 電極片;
3 電極片保護(hù)膜;
4 第一按鍵;
5 第二按鍵。
具體實(shí)施方式
下面,參照附圖,通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例僅是示例性的,并且決不旨在限制本實(shí)用新型。
圖1A至圖1C為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的整體示意圖、正視圖及側(cè)視圖。本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備可以用作智能緩?fù)促N。
如圖1A所示,本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備包括控制模塊1和電極片2,控制模塊1與電極片2例如通過(guò)紐扣式的形式連接。
圖2為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。如圖2所示,所述控制模塊1包括控制器101、脈沖電路102、肌電信號(hào)采集電路103、六軸加速度傳感器104,上述各部件通過(guò)總線105連接。所述電極片2覆蓋有電極片保護(hù)膜3。
此外,圖3至圖7分別示出了本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制模塊的整體示意圖、正視圖、側(cè)視圖、俯視圖和后視圖。
優(yōu)選地,本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備中的控制模塊1還可以包括無(wú)線通信模塊,所述無(wú)線通信模塊可以是藍(lán)牙通信模塊。
所述控制器101整體地控制本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備。具體而言,所述控制器101控制脈沖電路102輸出相應(yīng)的治療脈沖,并對(duì)肌電信號(hào)采集電路103和六軸加速度傳感器104采集到的信號(hào)進(jìn)行處理,根據(jù)控制器101的處理結(jié)果可以對(duì)治療結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。另外,所述控制器101可以與所述無(wú)線通信模塊一體化,例如控制器101可以采用低功耗內(nèi)核和藍(lán)牙一體化的CPU,通過(guò)藍(lán)牙通信來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信。由此,經(jīng)由無(wú)線通信通道,可以通過(guò)外部設(shè)備來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的設(shè)備進(jìn)行操控。例如,可以在諸如手機(jī)等的便攜式終端中安裝相應(yīng)的APP,通過(guò)APP來(lái)對(duì)本實(shí)用新型的設(shè)備進(jìn)行控制,例如控制設(shè)備所發(fā)射的脈沖的頻率、寬度及波形等。
所述脈沖電路102發(fā)射頻率在2-160Hz范圍內(nèi),脈沖寬度在9-350us之間的雙向方波電波。一定的低頻脈沖電刺激,可以激活腦內(nèi)的嗎啡多肽能神經(jīng)元,引起內(nèi)源性嗎啡樣多肽的釋放而產(chǎn)生鎮(zhèn)痛效果。
所述肌電信號(hào)采集電路103通過(guò)電極片1采集待治療部位的肌電信號(hào),并將處理后的肌電信號(hào)輸出到控制器101。所述肌電信號(hào)采集電路103包括肌電信號(hào)采集傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及放大電路。所述肌電信號(hào)采集傳感器收集肌電信號(hào),具體地,收集人體皮膚表面的肌電靜息電壓。由于人體皮膚表面的肌電靜息電壓十分微弱,為uV級(jí)別,此信號(hào)為模擬信號(hào),所以需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)才能作為控制器101可處理的信號(hào)和數(shù)據(jù)。所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器將收集到的肌電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),具體地,可采用高速模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)芯片(例如AD8221)。所述放大電路對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行調(diào)整、放大以及濾波處理。肌電信號(hào)的大小取決于所測(cè)量的肌肉的活動(dòng)量。根據(jù)肌肉的活動(dòng)量的大小即可評(píng)價(jià)治療前后的肌肉緩解程度。
所述六軸加速度傳感器104測(cè)量要治療的部位的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),例如可以測(cè)量肌肉在三維笛卡爾坐標(biāo)系中的三個(gè)軸(即,X軸、Y軸、Z軸)上的加速度和角速度,并且將測(cè)量到的測(cè)量值輸出到控制器101。加速度和角速度一方面可以表征人體動(dòng)態(tài)動(dòng)作和行為隨時(shí)間變化的速度和空間運(yùn)動(dòng)軌跡,另一方面可以表征人體靜態(tài)行為和動(dòng)作相對(duì)于參考平面的角度傾斜程度。通過(guò)用戶在同一個(gè)示范動(dòng)作下測(cè)量疲勞狀態(tài)下的動(dòng)作的速率和角度,以與標(biāo)準(zhǔn)無(wú)疲勞疼痛狀態(tài)下的動(dòng)作的速率和角度的數(shù)值進(jìn)行比較,來(lái)判斷治療前后的改善情況。
如圖8和圖9所示,分別為本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的電極片2的正面示意圖和背面示意圖。電極片2的正面(與控制模塊1連接的面)布置有采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)和發(fā)射脈沖的觸點(diǎn),并且電極片2的背面(與要治療部位接觸的面)包括采集肌電信號(hào)的區(qū)域和發(fā)射脈沖的區(qū)域,采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于采集肌電信號(hào)的區(qū)域,發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于發(fā)射脈沖的區(qū)域,采集肌電信號(hào)的區(qū)域和發(fā)射脈沖的區(qū)域上布置有醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠。在本實(shí)施例中,所述電極片2為長(zhǎng)方形的4觸點(diǎn)PET電極片,具體如圖8所示,在電極片2中,電極片2的正面布置有2個(gè)采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)A和B,為紐扣式連接器觸點(diǎn),這兩個(gè)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于圖9中的兩塊圓形的醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠,使用時(shí)醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠與人體皮膚貼合,此區(qū)域用于采集肌電信號(hào);電極片2的正面還布置有2個(gè)發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)C和D,為紐扣式連接器觸點(diǎn),這兩個(gè)觸點(diǎn)對(duì)應(yīng)于圖9中的兩塊帶圓角的方形的醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠,使用時(shí)醫(yī)學(xué)導(dǎo)電凝膠與人體皮膚貼合,此區(qū)域?yàn)橛糜诎l(fā)射脈沖的區(qū)域并且所覆蓋的肌肉面積為有效治療面積。其中,采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)和發(fā)射脈沖的觸點(diǎn),以及采集肌電信號(hào)的區(qū)域和發(fā)射脈沖的區(qū)域不限于上面具體描述的數(shù)量,并且可以是其他數(shù)量。電極片2具有極小的導(dǎo)電電阻,導(dǎo)電性能良好,并且能夠更好地貼合人體皮膚和肌肉紋理,確保本實(shí)用新型的設(shè)備與人體的貼合性,進(jìn)而更有效的進(jìn)行治療和采集信號(hào)。
具體來(lái)說(shuō),其中,所述脈沖電路102通過(guò)發(fā)射脈沖的觸點(diǎn)以及發(fā)射脈沖的區(qū)域向要治療的部位輸出脈沖,并且其中,所述肌電信號(hào)采集電路103通過(guò)采集肌電信號(hào)的觸點(diǎn)以及采集肌電信號(hào)的區(qū)域從要治療的部位采集肌電信號(hào)。
另外,如圖1A和圖5所示,所述控制模塊1的側(cè)邊還可以設(shè)有第一按鍵4和第二按鍵5,通過(guò)第一按鍵4和第二按鍵5分別控制開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī),并且調(diào)節(jié)脈沖強(qiáng)度。
另外,如圖6所示,所述控制模塊1還可配設(shè)有指示燈,以指示可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的各個(gè)狀態(tài)。例如,當(dāng)開(kāi)機(jī)時(shí),指示燈可以點(diǎn)亮;當(dāng)緩減肌肉疼痛時(shí),指示燈可以頻閃;當(dāng)關(guān)機(jī)時(shí),指示燈可以關(guān)閉。
綜上可知,本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備體積超小和功耗超低,便攜性和可操作性優(yōu)越,可廣泛用于緩減肌肉疲勞和肌肉疼痛。
本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備在使用時(shí):
第一,撕下電極片保護(hù)膜3,將可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備貼于要治療的部位;
第二,長(zhǎng)按第一按鍵4開(kāi)機(jī),當(dāng)本實(shí)用新型的設(shè)備處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)時(shí),打開(kāi)外部設(shè)備(如手機(jī)等便攜式終端)中安裝的APP,設(shè)備會(huì)自動(dòng)通過(guò)無(wú)線通信模塊與外部設(shè)備建立連接,處于通過(guò)外部設(shè)備來(lái)進(jìn)行控制的狀態(tài);
第三,通過(guò)APP自動(dòng)或手動(dòng)控制脈沖發(fā)射的強(qiáng)度,持續(xù)20~30分鐘;在此期間,控制器101控制脈沖電路102輸出相應(yīng)的脈沖;肌電信號(hào)采集電路103采集肌電信號(hào),并將處理后的肌電信號(hào)輸出到控制器101;六軸加速度傳感器104測(cè)量肌肉在三維笛卡爾坐標(biāo)系中的三個(gè)軸上的加速度和角速度,并且將測(cè)量到的測(cè)量值輸出到控制器101;控制器101對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理,用于后續(xù)評(píng)價(jià);
第四,使用完畢,將可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備關(guān)機(jī)。
另外,本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備也可以不連接外部設(shè)備,而直接通過(guò)第一按鍵4和第二按鍵5對(duì)脈沖強(qiáng)度進(jìn)行增大和減弱的調(diào)節(jié)。
在使用過(guò)程中,通過(guò)采集到的數(shù)據(jù)可以有效評(píng)價(jià)治療前后的肌肉緩解程度以及治療方案的合理性。
本實(shí)用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備在對(duì)治療結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí):當(dāng)肌肉收縮產(chǎn)生長(zhǎng)度的縮短和張力的增加時(shí),神經(jīng)肌肉通過(guò)運(yùn)動(dòng)單元的募集以及運(yùn)動(dòng)單元的發(fā)放率調(diào)制這兩種機(jī)制進(jìn)行控制。肌細(xì)胞在靜息環(huán)境時(shí)保持相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài),其靜息電位約為10-100uV,此時(shí)稱為極化狀態(tài)。當(dāng)肌細(xì)胞受刺激產(chǎn)生興奮時(shí),該細(xì)胞膜靜息電位受到附近鈉鉀離子的跨膜運(yùn)動(dòng)影響造成離子變化,產(chǎn)生終板電位。通過(guò)肌電信號(hào)采集電路103采集肌電信號(hào),其表現(xiàn)肌肉興奮的強(qiáng)度,也就是終板電位的幅度,進(jìn)而來(lái)判別肌肉在疲勞疼痛狀態(tài)和治療后放松兩種狀態(tài)下的發(fā)力程度,作為評(píng)價(jià)治療結(jié)果的依據(jù)之一。又根據(jù)六軸加速度傳感器104通過(guò)動(dòng)作識(shí)別,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的測(cè)量,計(jì)算使用者在疲勞疼痛和放松兩種狀態(tài)下做同一示范動(dòng)作下的動(dòng)作速率和動(dòng)作幅度,來(lái)輔助肌電信號(hào)一起判斷治療結(jié)果。
雖然參照示例性實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述,但是應(yīng)當(dāng)理解,本實(shí)用新型不限于所公開(kāi)的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)對(duì)所附權(quán)利要求的范圍給予最寬的解釋,以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。