本發(fā)明涉及醫(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)備及其控制方法。

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，本發(fā)明的目的在于提供一種可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備及其控制方法，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，本發(fā)明提供以下技術(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。

一種可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的控制方法，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，所述控制方法包括：所述控制模塊通過(guò)所述電極片向要治療的部位輸出脈沖；所述控制模塊通過(guò)所述電極片從要治療的部位采集肌電信號(hào)；以及所述控制模塊測(cè)量要治療的部位的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；所述控制模塊對(duì)所輸出的脈沖進(jìn)行控制，并對(duì)采集到的肌電信號(hào)以及測(cè)量的測(cè)量值進(jìn)行處理。

本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明采用了可穿戴式結(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，本發(fā)明還引入了肌電信號(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為本發(fā)明的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的整體示意圖；

圖1B為本發(fā)明的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的正視圖；

圖1C為本發(fā)明的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的側(cè)視圖；

圖2為本發(fā)明的可穿戴式低頻脈沖治療設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本發(fā)明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為本發(fā)明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為本發(fā)明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為本發(fā)明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為本發(fā)明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為本發(fā)明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為本發(fā)明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)本發(fā)明做進(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發(fā)明。

圖1A至圖1C為本發(fā)明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。本發(fā)明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，本發(fā)明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為本發(fā)明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分別示出了本發(fā)明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，本發(fā)明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整體地控制本發(fā)明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)本發(fā)明的設(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)本發(fā)明的設(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，分別為本發(fā)明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，確保本發(fā)明的設(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，本發(fā)明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。

本發(fā)明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)本發(fā)明的設(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，本發(fā)明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。

本發(fā)明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)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開(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。