CN102430202A

CN102430202A - 一种痉挛肌温热治疗仪

Info

Publication number: CN102430202A
Application number: CN2011103881604A
Authority: CN
Inventors: 徐怡; 孙佳哲; 包璇
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-05-02

Abstract

本发明涉及一种痉挛肌温热治疗仪，该仪器正面设有操作控制面板；该操作控制面板上设有显示屏、操作键、脉冲波输出插孔、热量输出插孔；仪器内部安装有电源及主板，该电源通过导线分别与主板及操作控制面板电连接；该痉挛肌温热治疗仪使用Ａ、Ｂ两组脉冲发生器分别发出脉冲，并且具有温热功能，它是对现有的痉挛肌治疗仪的一种重大改进，选择不同的脉冲电流，刺激肌肉或肌群，使之发生被动的节律性收缩，并通过温热治疗，进一步降低肌张力，从而达到治疗目的。

Description

一种痉挛肌温热治疗仪

技术领域

本发明涉及一种医疗器械，特别涉及一种痉挛肌温热治疗仪。

背景技术

痉挛肌温热治疗仪的研发背景是由于现市场上的痉挛肌治疗仪有很多种，但多数都是以电刺激疗法来达到改善和治疗痉挛肌的目的。基于物理治疗学的理论，热疗法也是常用的治疗手段，电刺激疗法和热疗法都对痉挛肌的治疗和恢复有一定功效，故如何使两种疗法相互结合对痉挛肌进行治疗，是现在需要解决的。

发明内容

本发明是针对现在痉挛肌治疗仪仅有电刺激功能的问题，提出了一种痉挛肌温热治疗仪，在现有电刺激的痉挛肌治疗仪基础上又引入温热对痉挛肌治疗，进一步提高了治疗效果。

本发明的技术方案为：一种痉挛肌温热治疗仪，包括主机和附件，主机包括外壳、操作界面、电脉冲电路、温热治疗电路，操作界面上有电刺激治疗调节按键、两个电刺激治疗输出插口、温热治疗温度指示灯、温热治疗温度调节键和一个温热治疗输出插口；附件由两个电脉冲刺激治疗附件和温热治疗附件构成，电脉冲刺激治疗附件是由输出插头，输出导线，导电电极构成；温热治疗附件是由温热治疗输出插头，输出导线，导热贴片构成；两个电脉冲刺激治疗附件的输出插头分别插入两个电刺激治疗输出插口，导电电极贴在治疗点，电刺激治疗调节按键信号到电脉冲电路，电脉冲电路中单片机接收信号处理后输出两路控制信号，控制信号经过信号放大电路输出两路电极信号接两个电刺激治疗输出插口，单片机输出显示到电刺激治疗显示屏幕；温热治疗附件中输出插头插入温热治疗输出插口，温热治疗附件中导热贴片贴在治疗点，温热治疗温度调节键信号输入温热治疗电路处理后，输出接温热治疗输出插口，温热治疗电路输出到温热治疗温度指示灯。

所述两路导电电极分别贴在患者的痉挛肌和拮抗肌，输出两路电极信号为交替的三角形脉冲。

所述导热贴片敷于病患肌肉的肌腹处，内部包括电阻丝和温度传感器，温度传感器信号送温热治疗电路，温热治疗电路输出控制电阻丝的通电和断电。

本发明的有益效果在于：本发明痉挛肌温热治疗仪，在电刺激的基础上加上了热疗，缓解肌肉的疲劳，进一步提高了痉挛肌的治疗效果。

附图说明

图1为神经与肌肉的强度/时间曲线图；

图2为电刺激的波形图；

图3为频率对肌肉收缩的影响图；

图4为电刺激输出波形图；

图5为本发明痉挛肌温热治疗仪电刺激部分电路框图；

图6为本发明痉挛肌温热治疗仪热疗部分电路框图；

图7为本发明痉挛肌温热治疗仪外形结构示意图；

图8为本发明痉挛肌温热治疗仪的电刺激部分附件结构示意图；

图9为本发明痉挛肌温热治疗仪的温热治疗部分附件结构示意图；

图10为本发明痉挛肌温热治疗仪的温热治疗部分的内部结构示意图。

具体实施方式

中枢神经系统病损伤可一起肌肉痉挛性瘫痪，恰当的应用电刺激可使痉挛肌松弛，这种治疗方法称为痉挛肌电刺激疗法。它也是正常肌肉电刺激疗法的一个类型，属于失神经肌肉电刺激疗法。

正常肌腱中有一种特殊的张力感受器，称为高尔基氏器。当电刺激作用于痉挛肌，使其进一步强烈收缩时，为避免收缩过去剧烈而引起肌肉损伤，该感受器被兴奋，冲动传入脊髓，经中间神经元传至相应前角细胞，使强烈收缩的肌肉受到反射性抑制，从而使痉挛肌在强电刺激后得到松弛。

本仪器采用的方法是：刺激痉挛肌的拮抗肌，其原理是交互抑制作用，即某块肌肉兴奋时，其拮抗肌将受到抑制，如屈肌兴奋收缩时，对应的伸肌被抑制而伸展。因此可用刺激拮抗肌收缩的方法来使痉挛肌松弛。另外，在痉挛肌的皮肤表面使其温热，使其表面温度达到45℃左右，从而达到更好的缓解痉挛的效果。其中温热治疗在本仪器中起到的是辅助治疗的作用，主要的治疗还是依靠电刺激疗法。

应用低频脉冲电流（调制型或非调制型）刺激运动神经和肌肉引起肌肉收缩，用以治疗疾病的方法，称为神经肌肉电刺激疗法（neuromuscular electrical stimulation，简称NMES）。

电刺激可以使神经纤维产生兴奋，且兴奋可传至所支配的肌肉，从而引起肌肉的收缩，对于正常神经支配的肌肉，电刺激所兴奋的是神经而非肌肉，当肌肉失神经支配时，电刺激才会直接兴奋肌肉，为更好理解神经与肌肉的兴奋性，有必要了解强度/时间曲线（itensity/time curve）。

能引起神经纤维或肌肉组织兴奋的最小刺激称为阈刺激，包括一定的电流强度以及相对应的最短刺激时间，在阈刺激的产生中，不同的电流强度需要不同的最短刺激时间，强度与时间之间存在着一定的关系，如图1所示。

虽然神经及肌肉的强度/时间曲线形态相似，但位置不同，这说明引起神经兴奋的阈刺激强度低，时间短，而引起肌肉兴奋的阈刺激强度高，时间长。换言之，神经比肌肉更容易兴奋，所以，对于正常失神经支配的肌肉，电刺激首先兴奋神经，神经再将兴奋传至所支配的肌肉，引起肌肉收缩；对于失神经支配的肌肉，较强的电刺激直接兴奋肌肉引起收缩。

虽然有多种波形可用于NMES，但常用的波形有两种如图2所示：非对称性双向方波及对称性双向方波，但本治疗仪采用的是对称性单向三角波。

选择三角波作为电刺激的波形，主要考虑到正常的脉冲方波在使用过程中，会对使用的患者产生皮肤的刺痛感，由于脉冲波是一个个突然发生的电流从而使皮肤没有一个过渡、适应的过程，而三角波却是一种以陡坡形式爬升到所调至的所需要电流峰值的一种波形。

许多神经肌肉电刺激(NMES)刺激仪波宽定为0.2～0.4ms，研究表明0.3ms的波宽是最舒服的，波宽小于0.1ms，需要较强的电流强度方能引起肌肉收缩，而高强度的电流会兴奋细纤维神经，引起痛觉的传入，波宽大于1.0ms，电流在引起肌肉收缩的同时，也兴奋痛觉神经，当波宽为0.2～0.4ms时，电流强度稍有增加便可产生明显的肌肉收缩（参看图NM 神经与肌肉的强度/时间曲线）。

频率对肌肉收缩的影响可参看图3所示，低频脉冲电流（1～5Hz）引起肌肉的单次收缩，它不易引起肌肉疲劳及不适感，10～20Hz的脉冲电流可引起肌肉的不完全性强直收缩，频率40～60Hz可引起完全性强直收缩，由于强制性收缩的力量可比单收缩强4倍，所以较高频率的电刺激可用于锻炼正常肌肉，但易引起肌肉疲劳。因为当肌肉接受一连串彼此间隔时间很短的连续兴奋冲动时，由于各个刺激间的时间间隔很短，后一个刺激都落在由前一刺激所引起的收缩尚未结束之前，就又引起下一次收缩，因而在一连串的刺激过程中，肌肉得不到充分时间进行完全的宽息，而一直维持在缩短状态中。肌肉因这种成串刺激而发生的持续性缩短状态，称强直收缩。

为了避免肌肉疲劳，针对不同的疾病所致的不同程度的肌力减弱，应选择适当的通断比，比如对于偏瘫患者，肌力较低，可选择1:6或1:5；对于骨科制动所引起的肌萎缩，可选择1:4或1:3；对于增进肌肉收缩力量及耐力训练者，可选用1:2。总之，应根据病人具体情况选择适当的频率及通断比。

本仪器电刺激部分采用两路输出，波形如图4所示，电路框图如5所示，单片机控制两路信号输出，经过放大电路后，产生两路电极输出，先后出现的两组脉冲分别刺激患者的痉挛肌和拮抗肌，使二者交替收缩，通过交互抑制使痉挛肌松弛。

两组脉冲分别是Ta 和Tb 它们的电流强度分别是Ia和Ib，因为本仪器采用的是三角波，所以计算三角波的脉宽是计算这个波的三分之一高度时的脉冲宽度。两组脉冲先后相隔时间为T1，T1>0.

T（脉冲周期）：0～2ｓ(0s,0.5s,1.0s,1.5s,2.0s共4级可选)

Ta、Tb（脉冲宽度）Ta、Tb：0.1～0.5ms（0.1ms,0.2ms,0.3ms,0.4ms,0.5ms共四级可选）；

Ia、Ib（刺激强度）：0～100（10mA，20mA，···100m共10级可选）；

T（治疗时间）：0～30min（5min，10min，15min，20min，25min，30min共6级可选）。

人们在日常生活中发现热能使紧张的骨骼肌松弛，特别是能缓解病理性的肌肉痉挛。短时间的热疗能使疲劳的正常肌肉组织恢复其肌力，提高工作效能，减轻疲劳感。通过一项实验，用节奏性感应电流作用于肌肉，使之快速收缩-舒张直至疲劳，描记肌肉收缩曲线课件收缩幅度逐渐减小直至趋于直线，用40～45℃的热水袋作用于疲劳的肌肉,同时继续电刺激。15分钟后，肌肉收缩的幅度显著增加，并且不易产生新的疲劳。此现象的机理是：热作用使肌肉充血，代谢增强，使疲劳时积累与肌肉组织中的乳酸被氧化，为肌肉运动提供了更多的能量。而如果热作用时间太久，则可使疲劳加剧，肌肉工作效能及应激能力降低。

对于病理性的肌肉痉挛或肌张力的增高，热可以直接作用于肌梭，使其发放的冲动频率减低，从而不易引起反射性肌纤维收缩，温度的迅速升高甚至可以引起肌梭活性的暂时性完全抑制。另一方面如果大范围的热疗使体温升高，下丘脑受热，则受下丘脑和大脑皮层运动中枢等中枢神经系统控制的γ纤维活性降低，使受γ纤维控制的肌梭的兴奋性减低，对肌肉牵拉作用的反应减弱，使肌张力降低。此外，热作用还可以通过对疼痛的抑制，消除疼痛－反射性肌紧张－疼痛加重的恶性循环，使骨骼肌的异常兴奋状态缓解的持续时间得到不同程度的延长。对于内脏平滑肌，体外热疗可以使之舒张，解除其痉挛状态。

温热治疗部分是采用电子温控设置温度，共分为低、中、高三级，图6所示电路框图，分别由黄、绿、红，三个颜色表示治疗仪即时温度。

低级温度（黄）35℃～40℃；

中级温度（绿）40℃～45℃；

高级温度（橙）45℃～48℃。

当高于48℃时，一级温控保险自动断开，在恢复40℃时一级温控自动关闭继续加热，使温度维持在43℃±3℃～45℃±3℃。如果一级保险失效，当温度达到53℃时，二级保险自动断电，如果需要继续治疗，重新启动治疗仪热疗部分的开关。

如图7所示痉挛肌温热治疗仪外形结构示意图，1为电刺激治疗操作界面，2 为温热治疗操作界面，3 为电刺激治疗显示屏幕，4 为电刺激治疗调节按键，5 为电刺激治疗输出插口A，6 为电刺激治疗输出插口B，7 为温热治疗温度指示灯，8 为温热治疗温度调节键，9 为温热治疗输出插口，通过调节按键4，在3处可以观察到所需要的参数值。如图8所示痉挛肌温热治疗仪的电刺激部分附件结构示意图，10为电刺激治疗导电贴片，11为电刺激治疗导电线，12 为电刺激治疗输出插头，把电刺激部分的A、B两个治疗端的12都分别插入到主机的5和6中，然后把电刺激治疗部分的A端10放在痉挛肌的肌腱处，B端10放在拮抗肌的肌腹处即可。参考肘关节电极贴片放置的图示，电极贴片的放置位置需听医嘱。

温热治疗功能在患者使用时需要有人护理，以避免出现两极温度保护全部失效，需要在此说明对温度不敏感者禁用。

如图9、10所示痉挛肌温热治疗仪的温热治疗部分附件结构示意图，13为温热治疗导热贴片，14为温热治疗导电线，15为温热治疗输出插头，16为温热治疗导热贴片内部的电阻丝，17为温热治疗导热贴片内部的传感器，18为温热治疗导热贴片的导线接头与信号输出接头，在使用温热功能时，把温热治疗输出插头15插入温热治疗输出插口9中，需置13于痉挛肌的肌腹部位。13的功能就是通过内部16电阻丝产生的热量供给患者使用，再通过17温度传感器，传输到主机部分，由主机温热治疗部分判断是否要继续加热和停止加热。

Claims

1.一种痉挛肌温热治疗仪，其特征在于，包括主机和附件，主机包括外壳、操作界面、电脉冲电路、温热治疗电路，操作界面上有电刺激治疗调节按键、两个电刺激治疗输出插口、温热治疗温度指示灯、温热治疗温度调节键和一个温热治疗输出插口；附件由两个电脉冲刺激治疗附件和温热治疗附件构成，电脉冲刺激治疗附件是由输出插头，输出导线，导电电极构成；温热治疗附件是由温热治疗输出插头，输出导线，导热贴片构成；两个电脉冲刺激治疗附件的输出插头分别插入两个电刺激治疗输出插口，导电电极贴在治疗点，电刺激治疗调节按键信号到电脉冲电路，电脉冲电路中单片机接收信号处理后输出两路控制信号，控制信号经过信号放大电路输出两路电极信号接两个电刺激治疗输出插口，单片机输出显示到电刺激治疗显示屏幕；温热治疗附件中输出插头插入温热治疗输出插口，温热治疗附件中导热贴片贴在治疗点，温热治疗温度调节键信号输入温热治疗电路处理后，输出接温热治疗输出插口，温热治疗电路输出到温热治疗温度指示灯。

2.根据权利要求1所述痉挛肌温热治疗仪，其特征在于，所述两路导电电极分别贴在患者的痉挛肌和拮抗肌，输出两路电极信号为交替的三角形脉冲。

3.根据权利要求1所述痉挛肌温热治疗仪，其特征在于，所述导热贴片敷于病患肌肉的肌腹处，内部包括电阻丝和温度传感器，温度传感器信号送温热治疗电路，温热治疗电路输出控制电阻丝的通电和断电。