CN103861206B - 压电式康复系统以及压电式康复鞋 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压电式康复系统，其包括能量转换装置以及电脉冲传输装置，所述能量转换装置包括压电片、置于所述压电片负电极一侧的活动片及活动片两翼、弹力支撑所述活动片两翼的弹簧、与所述弹簧固定连接的绝缘块、位于所述活动片和压电片负电极之间的高阻尼片以及连接所述高阻尼片的可弯折拉杆；所述电脉冲传输装置包括与所述压电片正电极电连接的导电板、置于所述导电板上的第一刺激电极、与所述压电片正电极电连接的第二刺激电极以及与所述压电片负电极电连接的传输负电极。本发明还提供一种压电式康复鞋，其包括如上所述的压电式康复系统以及鞋体。本发明的压电式康复系统以及压电式康复鞋，简单、实用、便携、低成本，非常适合在日常生活中使用。

Description

压电式康复系统以及压电式康复鞋

技术领域

本发明涉及电刺激康复系统领域，尤其涉及一种压电式康复系统以及压电式康复鞋。

背景技术

在西医理论中，应用低频脉冲电流，即频率在1000Hz以下的脉冲电流，来治疗疾病的方法称为低频电疗法。低频脉冲电流对感觉神经和运动神经都有较强的刺激作用，其主要治疗作用之一是引起神经肌肉兴奋，并且能够实现镇痛和促进局部血液循环的效果。作为低频电疗法中重要的一类，经皮电神经刺激疗法(TENS)也称为周围神经粗纤维电刺激疗法，是根据疼痛闸门控制学说于20世纪70年代发展起来的以治疗疼痛为主的无损伤性治疗方法。之所以用“经皮”一词，是为了和植入电极相区分。与传统的神经刺激疗法的区别在于，传统电刺激主要刺激运动纤维，而TENS则刺激感觉纤维。TENS适应于各种急慢性疼痛如神经痛、头痛、关节痛、肌痛、术后伤口痛、分娩宫缩痛、癌痛、幻痛等，也可用以治疗骨折后骨连接不良，同时还能减少心绞痛的发作次数、减少对硝酸甘油的依赖。经过20多年的发展，TENS在国际上非常普及，其临床应用已超出了疼痛范围。目前TENS被广泛使用在医疗、物理治疗、预防疾病、甚至医学美容等领域里。在实际运用中，TENS一般采用袖珍型电池供电的仪器，有单通道和双通道输出两种，每通道电流强度、脉冲宽度、频率都可调，此仪器可以随身携带。还有一种大型TENS仪器，有4-8个以上通道输出，供医院内使用。TENS大多使用碳-硅材料电极，可裁剪成不同大小和形状；其次，可采用Karaya胶和合成聚合物的自粘型电极；此外还有一次性电极、棉电极等。使用中，一般将电极置于痛区、运动点、扳机点、穴位、病灶同节段的脊柱旁，沿着周围神经走向、病灶上方节段、病灶对侧同节段上。人们将TENS分为三种治疗方式：常规TENS、针刺样TENS、短暂强刺激TENS，各种方式的治疗参数不同。最常用的是常规方式，治疗时间可从30-60分钟至36-48小时不等；针刺样方式能同时兴奋感觉神经和运动神经，治疗时间一般为45分钟，根据受刺激的肌肉的疲劳情况决定。短暂强刺激方式的电流很大，肌肉易疲劳，一般每刺激15分钟左右后休息几分钟。

在中医理论中，经络是经脉和络脉的总称，是人体运行全身气血，联络脏腑肢节，沟通上下内外的通路。经络把人体所有的五脏六腑、四肢百骸、五官九窍、皮肉经脉等组织器官联结成一个统一的有机整体，使人体内的功能活动保持相对的协调和平衡。腧穴是脏腑、经络之气输注于体表的特殊部位，俗称穴位，是针灸、推拿和拔罐治疗施术之所。腧穴包括了十四经穴、经外奇穴及阿是穴三大类。十四经腧穴的主治规律，是根据“经脉所通，主治所及”的原则总结而成的。凡属同一经脉的腧穴，均有其共同性。每个穴位因其所处部位的不同，其作用范围也各有特点。总的来说，所有穴位都具有治疗局部病症的作用，有的还兼有治疗邻近部位病症或远隔部位病症的作用。针法和灸法是两种不同的刺激经脉、穴位的治疗方法，由于在临床上常结合使用故称针灸法。针法是利用金属制成的针具，通过一定的手法，刺激人体腧穴，以治疗人体多种疾病的方法。灸法是用艾叶捣制成艾绒，做成艾柱或艾条，点燃以后，熏灼体表穴位或患部，使之产生温热或灼痛感，以达到疏通经络、调和气血、回阳救逆、扶正怯邪、防治疾病的作用。推拿，又称按摩，为一种非药物的自然疗法、物理疗法，指用手在人体上按经络、穴位用推、拿、提、捏、揉等手法进行治疗，以期达到疏通经络、推行气血、扶伤止痛、祛邪扶正、调和阴阳的疗效。除了针灸、推拿，还有拔罐等其它针对经脉、穴位的治疗方法。

一方面，低频电疗法，尤其是经皮电神经刺激疗法(TENS)在国际上已非常普及，广泛地运用在疼痛治疗及其它临床方面。虽然当前的TENS设备功能完备，但通常都比较复杂，操作不便。医院里使用的大型TENS设备需要外接电源，无法随身携带。尽管有了便携式的采用电池供电的袖珍型TENS设备，但依然受到限制，无法长时间随时随地使用。另一方面，长久以来，传统医学就以针灸、推拿等方法刺激人体穴位，以达到预防和治疗疾病的目的。但是这些疗法都需要经过专门的训练，对一般人群来说则需要专业人员来进行操作，同样也无法随时随地治疗。且针法在使用过程中偶尔会出现一些异常情况，造成伤害；灸法和推拿则在某些情况下存在禁忌。

发明内容

本发明基于上述技术问题，提供了一种简单、实用、便携、低成本的压电式康复系统，其包括能量转换装置以及电脉冲传输装置，所述能量转换装置包括设有压电片正电极以及压电片负电极的压电片、置于所述压电片负电极一侧的活动片及活动片两翼、弹力支撑所述活动片两翼的弹簧、与所述弹簧固定连接的绝缘块、位于所述活动片和压电片负电极之间的高阻尼片以及连接所述高阻尼片的可弯折拉杆；所述电脉冲传输装置包括与所述压电片正电极电连接的导电板、置于所述导电板上的第一刺激电极、通过第一导线与所述压电片正电极电连接的第二刺激电极以及通过第二导线与所述压电片负电极电连接的传输负电极。

优选地，所述活动片与所述压电片负电极之间设有缝隙，所述高阻尼片与所述缝隙厚度相同，且所述高阻尼片在所述可弯折拉杆的推拉下可以移动。

本发明还提供一种压电式康复鞋，其包括如权利要求1所述的压电式康复系统以及鞋体，所述鞋体包括外壳、与所述外壳固定连接的设有第一孔洞和第一凹槽的鞋底板、设有第二孔洞的绝缘鞋垫以及鞋底填充物，所述压电式康复系统置于所述外壳内，所述活动片穿过所述第一孔洞，所述活动片两翼置于所述第一凹槽内，所述第一刺激电极置于所述第二孔洞内，所述导电板和所述鞋底板分别与所述鞋底填充物固定连接。

优选地，所述鞋体还包括护垫，所述护垫固定所述第二刺激电极。

优选地，所述外壳包括设有第二凹槽的鞋底外壳以及设有第三凹槽的鞋面外壳，所述鞋底外壳与所述鞋底板固定连接，所述第二凹槽与所述第一孔洞大小相同，所述可弯折拉杆设有弯折部，所述弯折部与所述第三凹槽大小相同。

本发明的压电式康复系统以及压电式康复鞋，利用压电片的压电效应，将人体行走时足底产生的压力转换为电脉冲，无需电池或外接电源，实现对足部、小腿乃至身体其它部位肌肉和穴位的实时电刺激，简单、实用、便携、低成本，非常适合在日常生活中使用。

附图说明

图1为本发明一实施例压电式康复鞋示意图；

图2为本发明一实施例能量转换装置工作部位示意图；

图3为本发明一实施例压电式康复系统开启示意图；

图4为本发明一实施例压电式康复系统关闭示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，为本发明一实施例压电式康复鞋示意图，所述压电式康复系统包括能量转换装置以及电脉冲传输装置，所述能量转换装置包括设有压电片正电极102以及压电片负电极103的压电片101、置于所述压电片负电极103一侧的活动片104及活动片两翼105、弹力支撑所述活动片两翼105的弹簧106、与所述弹簧106固定连接的绝缘块107、位于所述活动片104以及压电片负电极103之间的高阻尼片108以及连接所述高阻尼片108的可弯折拉杆109，其中所述活动片104与所述压电片负电极103之间设有缝隙110，所述高阻尼片108与所述缝隙110厚度相同，所述高阻尼片108在所述可弯折拉杆109的推拉下可以移动；所述电脉冲传输装置包括与所述压电片正电极102电连接的导电板201、置于所述导电板201上的第一刺激电极202、通过第一导线203与所述压电片正电极102电连接的第二刺激电极204以及通过第二导线205与所述压电片负电极103电连接的传输负电极206。

所述鞋体包括外壳(未标示)、与所述外壳固定连接的设有第一孔洞302和第一凹槽303的鞋底板301、设有第二孔洞306的绝缘鞋垫305以及鞋底填充物304，所述压电式康复系统置于所述外壳内，所述活动片104穿过所述第一孔洞302，所述活动片两翼105置于所述第一凹槽303内，所述第一刺激电极202置于所述第二孔洞306内，所述导电板201和所述鞋底板301分别与所述鞋底填充物304固定连接，所述鞋体还包括护垫311，所述护垫311固定所述第二刺激电极204，所述外壳包括设有第三凹槽310的鞋面外壳307以及设有第二凹槽309的鞋底外壳308，所述可弯折拉杆109设有弯折部(未标示)，所述弯折部与所述第三凹槽310大小相同，所述鞋底外壳308与所述鞋底板301固定连接，所述第二凹槽309与所述第一孔洞302大小相同。

具体实施例：

本发明压电式康复系统包括能量转换装置和电脉冲传输装置，并与压电式康复鞋融为一体，形成穿戴式设备。压电式康复系统由鞋面外壳307与软性鞋底外壳308包裹，并根据实际需求向身体上部延伸。

压电片101的上下两面分别有压电片正电极102与压电片负电极103，并固定在硬性鞋底填充物304内部。活动片两翼105与弹簧106的一端相连，弹簧106的另一端与绝缘块107相连，绝缘块107固定在硬性鞋底填充物304内部。硬性鞋底板301上开有第一孔洞302及第一凹槽303，其位置形状大小恰好分别容纳活动片104及两翼105。硬性鞋底板301与硬性鞋底填充物304固定。软性鞋底外壳308与硬性鞋底板301固定，其内部开有第二凹槽309，位置形状大小与活动片104相符。软性鞋底外壳308起到防水、防尘以及其它保护作用。在自然状态下，如图2所示，弹簧106处于压缩状态，活动片两翼105被弹簧106的弹力顶住，限位于第一凹槽303的底部，这时活动片104的上凸出部分与压电片负电极103之间存在一条缝隙110，活动片104的下凸出部分凸出于硬性鞋底板301，且凸出的部分恰好容纳于软性鞋底外壳308的第二凹槽309内，并与第二凹槽309的底部接触。当脚着地时，在脚底压力的作用下，软性鞋底外壳308接触地面，其软性材料被压缩，活动片104则向上(鞋内部)运动，通过缝隙110，活动片104的上凸出部分瞬间撞击压电片负电极103，压电片101受到撞击压力，由压电效应产生一个瞬时电脉冲。当脚抬起后，脚底压力消失，被进一步压缩的弹簧106产生的弹力将活动片两翼105顶回第一凹槽303的底部，活动片104与压电片负电极103之间的缝隙110恢复，软性鞋底外壳308的软性材料也恢复原状，系统回到如图2所示的自然状态，等待下一次接触地面。上述各部件，除了压电片正电极102及压电片负电极103是导体，用于采集压电片101产生的电脉冲，其它部件均为绝缘体或与压电片正电极102及压电片负电极103保持绝缘。高阻尼片108与可弯折拉杆109相连，构成功能开关，位于硬性鞋底填充物304内部后方，且高阻尼片108的厚度与缝隙110相同，形状大小与活动片104的上凸出部分相同。如图3所示，可弯折拉杆109拉出时，活动片104可在脚底压力作用下撞击压电片负电极103，此时压电片101产生电脉冲，系统处于开启状态；鞋面外壳307的后下部有一个第三凹槽310，恰好容纳可弯折拉杆109的弯折部，故可弯折拉杆109拉出后其弯折部隐藏于第三凹槽310内部，不影响外观及行走。如图4所示，可弯折拉杆109插入时，高阻尼片108位于活动片104与压电片负电极103之间，吸收绝大部分撞击能量，此时压电片101受到的撞击力非常小，不会产生足够大的电脉冲，系统处于关闭状态，并且高阻尼片108的缓冲作用也保护了压电片101在不需要使用时尽可能减小撞击磨损。

导电板201下表面与硬性鞋底填充物304固定，且与压电片正电极102紧密接触保持电连接。导电板201上表面分布有多个凸出的第一刺激电极202，且第一刺激电极202与足底肌肉及穴位相对应(图示仅为示意，不代表真实情况下的刺激电极分布位置)。绝缘鞋垫305含有多个第二孔洞306，且第二孔洞306的位置形状大小厚度与第一刺激电极202相对应，因此足底肌肉及穴位恰好与相应的第一刺激电极202接触而其它无需电刺激的部位不会受到电脉冲的影响。绝缘鞋垫305含有强力吸湿材料，可吸收脚底出的汗，以免影响电刺激，必要的时候绝缘鞋垫305能取出更换或晾干。同时，通过第一导线203，第二刺激电极204也与压电片正电极部102电连接，并由护垫311固定，与小腿肌肉及穴位相对应(图示仅为示意，不代表真实情况下的刺激电极分布位置)。其中第一导线203表面为绝缘保护层，隐藏于鞋面外壳307的夹层中间。以此类推，通过延长第一导线203，可以将电脉冲传输到大腿甚至身体其它部位处的刺激电极，扩大电刺激的范围(图中未示)。另一方面，通过第二导线205，传输负电极206与压电片负电极103电连接，这样就将电脉冲的负极与人体足跟相连。第二导线205表面为绝缘保护层，隐藏于鞋底填充物304及鞋面外壳307的夹层中间。这样，就在压电片101的两极之间形成了一个完整的回路，即“压电片101——压电片正电极102——导电板201(或第一导线203)——第一刺激电极202(或第二刺激电极204)——人体肌肉及穴位(神经纤维及经络)——传输负电极206——第二导线205——压电片负电极103——压电片101”，当在行走过程中压电片受到撞击压力，产生的电脉冲就通过上述回路传输到人体肌肉及穴位的神经纤维及经络中，从而实现电刺激的效果。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种压电式康复系统，其特征在于：其包括能量转换装置以及电脉冲传输装置，所述能量转换装置包括设有压电片正电极以及压电片负电极的压电片、置于所述压电片负电极一侧的活动片及活动片两翼、弹力支撑所述活动片两翼的弹簧、与所述弹簧固定连接的绝缘块、位于所述活动片和压电片负电极之间的高阻尼片以及连接所述高阻尼片的可弯折拉杆；所述电脉冲传输装置包括与所述压电片正电极电连接的导电板、置于所述导电板上的第一刺激电极、通过第一导线与所述压电片正电极电连接的第二刺激电极以及通过第二导线与所述压电片负电极电连接的传输负电极；所述活动片与所述压电片负电极之间设有缝隙。

2.根据权利要求1所述的压电式康复系统，其特征在于：所述高阻尼片与所述缝隙厚度相同，且所述高阻尼片在所述可弯折拉杆的推拉下可以移动。

3.一种压电式康复鞋，其特征在于：其包括如权利要求1所述的压电式康复系统以及鞋体，所述鞋体包括外壳、与所述外壳固定连接的设有第一孔洞和第一凹槽的鞋底板、设有第二孔洞的绝缘鞋垫以及鞋底填充物，所述压电式康复系统置于所述外壳内，所述活动片穿过所述第一孔洞，所述活动片两翼置于所述第一凹槽内，所述第一刺激电极置于所述第二孔洞内，所述导电板和所述鞋底板分别与所述鞋底填充物固定连接。

4.根据权利要求3所述的压电式康复鞋，其特征在于：所述鞋体还包括护垫，所述护垫固定所述第二刺激电极。

5.根据权利要求3所述的压电式康复鞋，其特征在于：所述外壳包括设有第二凹槽的鞋底外壳以及设有第三凹槽的鞋面外壳，所述鞋底外壳与所述鞋底板固定连接，所述第二凹槽与所述第一孔洞大小相同，所述可弯折拉杆设有弯折部，所述弯折部与所述第三凹槽大小相同。