CN103611215A - 智能超薄柔性电子自动给药贴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能超薄柔性电子自动给药贴，由无纺布、电路层、药物层和不粘纸层组成；电路层包括电路板，以电路板作为基础载体；无纺布、药物层和不粘纸层设置在电路板上；无纺布敷在电路层的外侧，粘胶固定在电路板上面，电路层的电路板中央固定药物层，通过粘胶固定在电路板底层上面，药物层上为不粘纸层，使用时解开不粘纸露出胶体，即可贴在病变部位使用，本发明结合医疗技术和现代电子技术两个领域，在传统药贴治疗的基础上加入智能电子控制单元，自动间歇性给药，具有多种模式可选输出，促进药物吸收和治疗部位的血液循环，改善治疗效果的作用，不同用户可以选择不同的输出模式，在促进治疗的同时，大大减轻皮肤的不适应感。

Description

智能超薄柔性电子自动给药贴

技术领域

本发明涉及现代电子和医疗两个领域，特别涉及智能超薄柔性电子自动给药贴，通过智能控制芯片及其相关的电路执行单元控制作用于人体的脉冲，配合药物一起作用于患者病变部位，安全可靠，对腰腿疼、肩周炎等有显著的消炎镇痛作用。

背景技术

临床经验表明，当适当的脉冲电流作用于人体时，会产生针灸治疗的感觉，促进局部血液循环，刺激神经纤维、解除人体疲劳和加快药物的吸收。通过智能控制芯片及其相关的电路执行单元控制作用于人体的脉冲，配合药物一起作用于患者病变部位，安全可靠，对腰腿疼、肩周炎等有显著的消炎镇痛作用。

目前，市面上的医用治疗贴都是单纯的药物治疗，这种治疗有一定的缓解疼痛，治疗一些炎症等功效，但是这种治疗对于药物的吸收和人体的治疗舒适感都不是很好，本发明就是结合电子领域在原有药贴上面加上一层电路层，从而改善药物的吸收，增加治疗舒适感。

电子治疗法分很多种，低频、中频、高频等各种不同频率不同波形的治疗仪更是层出不穷。其中高频治疗仪一般用在医院，中频和低频治疗仪结构和操作简单，价格适中可广泛应用在家中。中低频治疗适用于：肩部僵硬、恢复疲劳、促进末端血液，消除肌肉疼痛。

低频治疗仪是模拟传统的中医针灸,用智能控制芯片控制输出的脉冲电流针对穴道起到疏导血管,神经,达到顺畅传达的功效。低频治疗仪是现代电子学，磁疗学和传统的中医脏象学,经络学相结合的新型理疗仪器，它通过热电磁性触头传导特殊频率的电流来刺激人体的穴位，从而产生了针灸，电疗，磁疗的治疗效果。它具有通经活络，调理气血，祛淤止痛的功效。可以用于医治诸如颈椎、胸椎、腰椎、膝肘关节等各类骨质增生疾病，软组织伤害、炎症、肩周炎、关节扭伤、风湿性关节炎神经根水肿等症状。低频治疗仪为深度治疗，适用于偏头疼肌紧张性头疼、三叉神经痛、臂丛和肋间神经疼、植物神经功能紊乱、睡眠障碍、周围神经损伤等。

研究发现，凡是具有生命的物质体内，都会产生一种独特的电流。心脏、脑、肌肉、神经等到处都发出自身感觉不到的非常微弱的电流。这被称为“生物电流”。中频治疗仪就是在伤痛部位贴上电极片，输入中频电流来影响痛感神经，以此来影响身体对传递痛感的机能，这样大脑就难接收到神经传递的痛感信息。中频治疗仪价格适中，治疗时，电极片作用于皮肤上面，能够明显的感觉到按摩反应，无创伤，无副作用。

发明内容

本发明的目的就是为克服现有技术的不足，提供一种智能超薄柔性电子自动给药贴的设计方案，本发明以电子技术为基础，智能控制芯片为平台，兼具中频和低频两种模式，把骨科敷料的特效药和现代的电疗结合起来，同时作用于患处，达到舒适治疗的目的。

本发明的目的主要解决以下几个方面的技术问题。首先，把骨科敷料的特效药和物理的电疗法有机结合起来，同时作用于患处，实现治疗的有效性和舒适性；其次，由于中频和低频治疗法各有优点，需要具有中频和低频两种频率的输出；再次，针对不同的人群，要设置不同的模式以供选择。

本发明是通过这样的技术方案实现的：智能超薄柔性电子自动给药贴，其特征在于，由无纺布、电路层、药物层和不粘纸层组成；电路层包括电路板，以电路板作为基础载体；无纺布、药物层和不粘纸层设置在电路板上；

无纺布敷在电路层的外侧，电路层涂胶，用于黏贴无纺布，电路层的电路板中央固定药物层，通过粘胶固定，药物层上为不粘纸层，用粘胶固定。

无纺布对下面几层构成保护，电路层是脉冲产生和模式选择的核心部分，药物层是含有骨科敷料的药物层，电路层发出脉冲通过导电柱穿透药物层，传到电极片上面，电脉冲和药物层最终共同作用于人体；不粘纸层，是保护药物粘性不被破坏的不粘纸；使用时，揭开不粘纸，贴附与病变部位即可使用。

所述电路层的电路主要由MCU控制芯片、电池、前端的升压模块、模式指示模块和后级的脉冲发生电路组成；

MCU控制芯片型号采用CC16101F；其中1脚和8脚分别为电源和地，2脚无定义，3脚是按键中断输入口，4脚是指示灯显示口，5脚和6脚是脉冲信号产生脚，7脚是升压控制信号脚； 

电池选用容量大，体积小的锂离子-二氧化锰电池；

升压电路主要由电感、MOS管和二极管成，MOS管的驱动信号由MCU控制芯片提供，MCU控制芯片根据不同的模式要求，发出不同的驱动信号，从而把升压电路的输出电压抬升到该模式对应的电压值；

器件Q1为三极管，电容C1是高压储能电容，它把电能短时“储存”起来，以供后级的脉冲发生电路使用，S1为微小的拨动开关，控制电池的通断，CLK信号是MCU控制芯片提供的驱动信号；

结合智能控制芯片，通过模式选择让药贴工作在不同的模式，即中频和低频。

脉冲发生电路，OUT1和OUT2是由MCU控制芯片发出来的相位互差180°的脉冲系列，J3(连接电极片的正极)和J4(连接电极片的负极)是最终作用于人体的治疗脉冲输出端。

Q2和Q3交替导通，Q2和Q3的交替导通决定最终的脉冲波形；

Q2导通时，Q3截止，电流方向由输出端J3经过人体到达输出端J4，经过R6，Q2的b-e结到地；Q3导通时，Q2截止，电流方向由输出端J4经过人体到达输出端J3，经过R5，Q3的b-e结到地。该电路优势在于结构简单，发出的脉冲是正负脉冲，互相对称，这样在完整的治疗周期内作用于人体的平均电流为零，也就是积累在人体的平均电荷量为零，在有效治疗的同时，还减轻了电荷效应作用于人体产生的副作用。

S2是模式选择轻触按键，C2、C3是MCU的滤波电容，D2、R2组成模式指示电路。其中D2是发光二极管，也就是指示灯，在不同的治疗模式时，指示灯会有不同的闪烁状态与之对应，高频模式对应的指示灯较快闪烁，低频模式对应的指示灯较慢的闪烁，在治疗的等待期间，指示灯不亮。

由于本发明的智能超薄柔性电子自动给药贴要贴在人体皮肤表面，所以电路板必须薄，而且尽可能的柔软，实际成品的电路层厚度在2mm左右，由于采用柔性电路板技术和很小的元器件封装，电路层整体质感柔和，符合贴敷于人体皮肤表面的要求。

     本发明有益效果：智能超薄柔性电子自动给药贴利用CC16101F智能芯片作为电路层主控单元，电路层配合传统的药贴或者追风膏等贴敷药一起作用于人体皮肤表面，能明显提高治疗效果。根据用户选择的模式自动调节输出，自动给药，电路层采用柔性材料，增加了皮肤接触时的舒适感；对称的正负电脉冲作用于人体，促进药物吸收和局部血液循环，缓解治疗疲劳。不同的用户根据自身情况选择适合的模式后，该智能超薄柔性电子自动给药贴就按照设定的模式自动间歇性给药，对患病部位的康复具有良好的效果。

附图说明

图1、本发明的结构图；

图2、电路层的电路硬件组成框图；

图3、升压部分电路图；

图4、脉冲发生电路图；

图5、 控制芯片以及模式指示电路图；

图6、 脉冲基本波形图；

图7、 自动给药贴的程序流程图；

图8、是高频弱档模式的输出波形图；

图9、是低频强档模式的输出波形图；

图10、产品的正面图。

   在图10中：1. 无纺布，2. 电路层，3. 药物层(含有粘性)，4. 不粘纸层。

具体实施方式

为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明：

如图1至图10所示，智能超薄柔性电子自动给药贴，由无纺布1、电路层2、药物层3和不粘纸层4组成；电路层,2包括电路板，电路板构成整个的电路层的主体，电路层上面还有另一个圆形的电极贯穿在电路板层和电极片上，以电路板作为基础载体；无纺布1、药物层3和不粘纸层4设置在电路板上；

无纺布1敷在电路层2的外侧，电路层涂胶，用于黏贴无纺布，电路层2的电路板中央固定药物层3，通过粘胶固定，药物层3上为不粘纸层4，用粘胶固定。

无纺布1对下面几层构成保护，电路层2是脉冲产生和模式选择的核心部分，药物层3是含有骨科敷料的特效药物层，电路层发出脉冲通过导电柱穿透药物层，传到电极片上面，电脉冲和药物层最终共同作用于人体；不粘纸层，是保护药物粘性不被破坏的不粘纸；使用时，揭开不粘纸，贴附与病变部位即可使用。

所述电路层2的电路主要由MCU控制芯片、电池、前端的升压模块、模式指示模块和后级的脉冲发生电路组成；

MCU控制芯片型号采用CC16101F；其中1脚和8脚分别为电源和地，2脚无定义，3脚是按键中断输入口，4脚是指示灯显示口，5脚和6脚是脉冲信号产生脚，7脚是升压控制信号脚；它采用增强型的智能芯片内核，速度比传统的类似芯片快7～15倍，超低功耗，不需要外部复位电路，不用外部晶振，这些特点都为硬件的设计带来了方便。

如图2所示的硬件组成框图：电池选用容量大，体积小的锂离子-二氧化锰电池，该电池属于环保型产品，无泄露，不含有汞、镉、铅等重金属，无环境危害，无污染。电池体积小且薄，柔软允许比较小的弯折，电池的这些品质不仅保证了对电路层的安全持续供电，也为整个产品节约了空间。

如下图3所示升压电路的电路，升压电路的作用是把电池的3伏左右的电压抬高到几十伏。升压电路主要由电感、MOS管和二极管成，MOS管的驱动信号由MCU控制芯片提供，MCU控制芯片根据不同的模式要求，发出不同的驱动信号，从而把升压电路的输出电压抬升到该模式对应的电压值。

   图3中器件Q1为三极管，电容C1是高压储能电容，它把电能短时“储存”起来，以供后级的脉冲发生电路使用。S1为微小的拨动开关，控制电池的通断。CLK信号是MCU控制芯片提供的驱动信号。

   治疗脉冲分为很多种，按频率分为低频，中频和高频。其中高频脉冲发生仪需要的外围器件比较多，结构复杂，成本高，操作起来比较复杂，一般主要在大型医院里面由专业人员操作使用。而中频和低频脉冲的发生和放大电路相对比较简单，成本也比较适中，操作简单，适合家庭个人使用。

   前面已经提及中频和低频脉冲的各自医疗效果，它们针对不同的患者有特定的疗效，所以本发明综合二者的优势，结合智能控制芯片，通过模式选择让药贴工作在不同的模式，即中频和低频。患者根据自身的实际情况，选择适合自己的工作模式。

    脉冲发生电路如上图4所示，OUT1和OUT2是由MCU控制芯片发出来的相位互差180°的脉冲系列，J3(连接电极片A)和J4(连接电极片B)是最终作用于人体的治疗脉冲输出端。图中Q2和Q3交替导通，Q2和Q3的交替导通决定最终的脉冲波形。Q2导通时，Q3截止，电流方向由输出端J3经过人体到达输出端J4，经过R6，Q2的b-e结到地；Q3导通时，Q2截止，电流方向由输出端J4经过人体到达输出端J3，经过R5，Q3的b-e结到地。该电路优势在于结构简单，发出的脉冲是正负脉冲，互相对称，这样在完整的治疗周期内作用于人体的平均电流为零，也就是积累在人体的平均电荷量为零，在有效治疗的同时，还减轻了电荷效应作用于人体产生的副作用。

S2是模式选择轻触按键，C2、C3是MCU控制芯片的滤波电容，D2、R2组成模式指示电路。其中D2是发光二极管，也就是指示灯，在不同的治疗模式时，指示灯会有不同的闪烁状态与之对应。高频模式对应的指示灯较快闪烁，低频模式对应的指示灯较慢的闪烁。在治疗的等待期间，指示灯不亮。

由于本发明的智能超薄柔性电子自动给药贴要贴在人体皮肤表面，所以电路板必须薄，而且尽可能的柔软，实际成品的电路层厚度在2mm左右，由于采用柔性电路板技术和很小的元器件封装，电路层整体质感柔和，符合贴敷于人体皮肤表面的要求。

    本设计的软件部分主要分为中频、低频的模式选择切换和模式工作状态的具体设定。模式的选择切换是因为不同的患者根据病情和患病部位的不同会有不同的需求，人体皮肤的电阻也不尽相同；模式工作状态的设定是重点，临床经验表明，在连续治疗最多15分钟后，要停止一段时间，否则人体就会有不适应的感觉。所以，在某一个模式确定后，输出时间最多持续15分钟之后，要暂停一段时间，暂停一段时间之后，要能够自动恢复到暂停以前的那个工作模式，如此循环。在不需要治疗的时候，通过拨动开关切断电池电源达到省电的目的。

具体模式切换说明：在开机后，指示灯会闪亮5秒，提示给药贴已经进入工作状态，此时若不按下模式选择按键，则自动进入模式1，即高频弱档模式输出，10分钟后，进入暂停等待状态，1.5小时之后，重新以高频弱档模式输出，然后进入等待状态，如此循环；任何时候若按下模式选择按键，则进入模式2，即低频强档模式输出，10分钟后，进入暂停等待状态，1.5小时之后，重新以高频弱档模式输出，然后进入等待状态，如此循环。在运行期间，随时按下模式选择按键，则会从一种工作模式切换到另外一种工作模式。模式1和模式2的输出基本波形都是正负对称的矩形波，基本波形如下图6所示：

电路层实际工作中，程序运行的流程图7所示：

以上是智能超薄柔性电子自动给药贴的程序控制流程图，在选定了模式之后，智能超薄柔性电子自动给药贴就按照选定的模式自动间歇性的给药，指示灯显示目前的工作状态和工作模式，一目了然。

操作使用说明：本专利产品是由药物和电子脉冲共同作用于机体产生的电流效应刺激人体穴位和肌肉组织达到治疗效果，首先掀开不粘纸，把整个药贴贴敷于治疗部位，让药贴尽量与皮肤均匀接触，此时拨动电源开关，治疗贴就按照低频弱档自动运行，作用于人体的电流约为1～3mA，指示灯以较慢的速度闪烁，按照上面介绍的模式1运行；在此期间按下模式选择按键，进入到模式2即高频强档模式运行，作用于人体的平均电流约为2~5mA，指示灯以较快的速度闪烁，然后熄灭。再次按下模式选择按键时，治疗贴又进入到模式1低频弱档模式运行，如此循环，治疗过程是间歇性的，两次治疗之间会间隔1.5小时。本发明药贴为一次性使用，内部电池不能再次充电使用。

根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。

Claims (3)

1.智能超薄柔性电子自动给药贴，其特征在于，由无纺布(1)、电路层(2)、药物层(3)和不粘纸层(4)组成；电路层(2)包括电路板，以电路板作为基础载体；无纺布(1)、药物层(3)和不粘纸层(4)设置在电路板上；

无纺布(1)敷在电路层(2)的外侧，电路层涂胶，用于黏贴无纺布，电路层(2)的电路板中央固定药物层(3)，通过粘胶固定，药物层(3)上为不粘纸层(4)，用粘胶固定；

无纺布(1)对下面几层构成保护，电路层(2)是脉冲产生和模式选择的核心部分，药物层(3)是含有骨科敷料的药物层，电路层发出脉冲通过导电柱穿透药物层，传到电极片上面，电脉冲和药物层最终共同作用于人体；不粘纸层，是保护药物粘性不被破坏的不粘纸；使用时，揭开不粘纸，贴附与病变部位即可使用。

2.根据权利要求1所述的智能超薄柔性电子自动给药贴，其特征在于，所述电路层(2)的电路主要由MCU控制芯片、电池、前端的升压模块、模式指示模块和后级的脉冲发生电路组成；

MCU控制芯片型号采用CC16101F；其中1脚和8脚分别为电源和地，2脚无定义，3脚是按键中断输入口，4脚是指示灯显示口，5脚和6脚是脉冲信号产生脚，7脚是升压控制信号脚； 

电池选用容量大，体积小的锂离子-二氧化锰电池；

升压电路主要由电感、MOS管和二极管成，MOS管的驱动信号由MCU控制芯片提供，MCU控制芯片根据不同的模式要求，发出不同的驱动信号，从而把升压电路的输出电压抬升到该模式对应的电压值；

器件Q1为三极管，电容C1是高压储能电容，它把电能短时“储存”起来，以供后级的脉冲发生电路使用，S1为微小的拨动开关，控制电池的通断，CLK信号是MCU控制芯片提供的驱动信号；

MCU控制芯片通过模式选择让药贴工作在不同的模式，即中频和低频；

脉冲发生电路，OUT1和OUT2是由MCU控制芯片发出来的相位互差180°的脉冲系列，J3和J4是最终作用于人体的治疗脉冲输出端；

Q2和Q3交替导通，Q2和Q3的交替导通决定最终的脉冲波形；

Q2导通时，Q3截止，电流方向由输出端J3经过人体到达输出端J4，经过R6，Q2的b-e结到地；Q3导通时，Q2截止，电流方向由输出端J4经过人体到达输出端J3，经过R5，Q3的b-e结接地； 

S2是模式选择轻触按键，C2、C3是MCU的滤波电容，D2、R2组成模式指示电路。

3.根据权利要求1或权利要求2中所述的智能超薄柔性电子自动给药贴，其特征在于，电路层(2)和药贴层(3)粘在一起，电路层(2)发出的脉冲通过电极片和药物一起作用于人体患病部位。

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