CN104918653B - 具有用于根据用户的皮肤的电阻率改变电压的装置的电刺激法和/或离子电渗疗法设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电刺激法和/或离子电渗疗法设备，包括适于应用到用户的皮肤(12)的贴片(10)，以及适于通过位于所述贴片中的电极系统施加流过用户的皮肤的低功率电流的电压发生器(22)。所述设备的特征在于，其包括自调节器(16)，所述自调节器(16)根据所述贴片下的用户的皮肤的电阻率的连续测量来改变由电压发生器提供的电压。电阻率测量源于由用于测量皮肤电阻的元件(24)提供的皮肤电阻值。
Description
技术领域
本发明涉及包括使真皮细胞受电场作用以便提高它们的活性和/或使用电流以便促进活性物质的透皮扩散的方法，并且更具体地，涉及自调节的电刺激法和/或离子电渗疗法设备。
通过电场进行细胞刺激在许多应用中使用。因此，在专利EP 0797421中描述的电刺激法用来缓解疼痛。电刺激法还可以用于治疗皱纹，其中，使纤维母细胞受电场作用以便提高它们的蛋白生成速率，由于纤维母细胞生成的蛋白主要是胶原蛋白和弹性蛋白，其到达的预期效果包括改善皮肤的弹性，并因此达到明显减少皱纹的效果。电刺激法还可以用于治疗愈合(cicatrisation)，针对这一应用，电场增加细胞迁移，因此促进愈合。
在专利EP 1727593中描述的离子电渗疗法是可以用于美容和/或医疗目的的方法，以便通过电流将活性物质分散到皮肤的真皮中。包含在储层(reservoir)或水凝胶中的活性物质通常由不同复杂性的分子组成，所述分子具有包含在10,000与1,000,000g/mol之间的高分子质量。
背景技术
通过贴片(patch)将电流施加到皮肤表面达一相对长的周期，如电刺激法或离子电渗疗法的情况一样，会导致皮肤特性的改变，或者甚至导致从浅表浮肿到深度烧伤的损伤。
现有技术中提出的解决方案在治疗开始时测量贴片位置处的皮肤的生理参数以及与用户有关的数据，以便适应由设备传输的电压。然而，仍然存在损伤。因此，有必要提供改善这种设备的安全性的设备，以便消除损伤风险，同时维持电刺激法和/或离子电渗疗法的疗效。
发明内容
因此，本发明的主要目的在于提供电刺激法和/或离子电渗疗法设备，该设备连续不断地适应皮肤的变化，以避免用户遭受风险，并且特别是由于过高电流密度而产生的热烧伤或化学烧伤的风险。
因此，本发明的主要目的是电刺激法和/或离子电渗疗法设备，该设备包括适于应用到用户的皮肤的贴片，以及适于通过位于贴片中的电极系统施加流过用户的皮肤的低强度电流的电压发生器。所述设备的特征在于，其包括自调节器，所述自调节器根据贴片下的用户的皮肤的电阻率的连续测量来改变由电压发生器提供的电压。
申请人注意到，作为体现皮肤状态、独立于测量设备的特性的单位(unit)的电阻率的连续测量允许对传输的电流的实时监控，并由此减少或者甚至消除任何烧伤风险。
本发明的第二个目的是电刺激法和/或离子电渗疗法设备，其中，电极系统包括具有第一极性的多个电极以及第二极性的多个电极，所述具有第一极性的多个电极连接到电压发生器的端子中的一个端子，所述第二极性的多个电极连接到电压发生器的其他端子，其中，所述第一极性的电极与第二极性的电极相间设置，以及，位于所述贴片的两端的电极具有相同的极性。
本发明的第三个目的是电刺激法和/或离子电渗疗法设备，其中，每个电极(阳极或阴极)包括多个接触点，以将施加的电流分散到多个接触面(interface)上，并由此划分局部电流密度。
附图说明
本发明的用途、目的以及特性将通过阅读以下参考附图进行的描述中变得更加清楚明显，其中：
图1是根据本发明的包括自调节器的离子电渗疗法设备的示意图；
图2是在应用根据本发明的电刺激法和/或离子电渗疗法设备进行治疗期间，由自调节器执行的步骤的组织流程图；以及
图3表示用于实施根据本发明的电刺激法和/或离子电渗疗法设备的贴片。
具体实施方式
在开始详细描述本发明的实施方式之前，只是可选的特征在下文被提及，这些特征可合并使用或被替换使用。
有利地，本发明涉及电刺激法和/或离子电渗疗法设备，该设备包括适于应用到用户的皮肤的贴片，以及适于通过位于所述贴片中的电极系统施加流过用户的皮肤的低强度电流的电压发生器，其中，所述设备的特征在于，其包括自调节器，该自调节器根据贴片下的用户的皮肤的电阻率的连续测量来改变所述电压发生器提供的电压；其中，所述自调节器包括用于测量皮肤的电阻的元件，并且，电阻值允许所述自调节器计算所述贴片下的用户的皮肤的电阻率值。
参照图1，根据本发明的设备包括贴纸(stamp)10，通常称为“贴片”，使用粘合产品将贴纸10应用到用户的皮肤12。
需要注意的是，图1表示离子电渗疗法设备，并且在这种情况下，贴片10不直接应用于皮肤，而通过中间层14应用于皮肤，所述中间层14包含活性物质，如随后将看到的。如果所述设备只用作电刺激法设备，贴片10直接应用于用户的皮肤。
根据本发明的必要特征，所述设备包括自调节器16。所述自调节器16包括微处理器18，该微处理器18由电力源20(例如，可再充电的蓄电池或标准电池)供电，并且，该微处理器18控制通过电压发生器22施加到位于贴片10中的电极的电压。
有利地，微处理器18接收来自于两个输入的数据。第一个输入由电阻测量元件24提供，第二个输入由温度测量元件26提供。
需要注意的是，如上面已经提到的，皮肤的电阻是取决于测量特性的可测量单位。与此相反地，电阻率是体现皮肤的状态、独立于测量设备的特性的单位。因此，测量元件24确定皮肤的电阻，这是易于执行的，以及，微处理器18使用预先提供给微处理器的测量元件的特性来计算皮肤的电阻率，该电阻率是皮肤的状态的唯一有效值。
除了皮肤的电阻率以外，有利地，温度测量元件26提供的皮肤的温度应被考虑，在这种情况下，要施加的电压也必须考虑这个温度。此外，对成功治疗优选的是，这个温度不超过预定值。
基于获得的电阻率值，微处理器18计算要施加的电压，以使该电压总是保持低于能够造成损伤或烧伤的阈值。
申请人认识到，电阻率为用于监控贴片处的皮肤的状态的安全且可靠的参数，特别是为了降低损伤和/或烧伤的风险。意想不到的是，电阻率是根据传输的电流和皮肤变化的参量(quantity)。电阻率的变化已被证明是快速且广泛的。反过来，电阻率的测量允许确定要施加的电压，所述要施加的电压随后立即跟随电阻率的变化，并因此跟随提供的电流的变化。所述设备允许提高对用户的安全性，而不造成任何疗效上的降低。提供的电流总是适应于当前的需求。
根据本发明的设备允许电阻率的连续控制。该连续控制是特别有利的，因为它允许对提供的电流进行永久控制，以及由此获得设备的可靠性以及安全性的提高。连续是指小于1秒的测量频率。
本发明的设备控制提供的电流的密度，而且控制电流的穿透深度。
因此，根据本发明的设备是特别可靠的。
自调节器16还包括通信/编程接口28，所述通信/编程接口28允许所述自调节器16从外部接收要使用的配置(包括要使用的参数)以及向外部传输所应用的治疗的结果。在优选的实施方式中，接口28通过天线30、借由“蓝牙”链路与计算机、移动电话或其他等同设备连接。
需要注意的是，取决于所应用的治疗，电压发生器22能够在微处理器18的控制之下提供直流电压或交流电压、或者脉冲电压。
脉冲电压是特别有利的，因为其限制电极的氧化，并因此限制电极组件到皮肤的迁移。考虑到要长期使用这种类型的设备，该转移可能确实是特别有害的。
此外，在这种情况下，自调节器16被相应地适配，以测量皮肤的连续的电阻，这在这些情况下是特别难处理的(tricky)。优选的是进行微量采样。电阻率在一个脉冲结束时以及在下一个脉冲开始时可能确实不同。因此，电阻率应该以高频率进行测量，以能够快速进行反应，特别是从脉冲的开始就立即反应。在微量采样期间，频率大于1kHz。
参考图2，图2示出了由自调节器软件遵循的步骤的组织流程图，第一步骤包括通过经由接口28向自调节器软件告知新配置(步骤42)来初始化自调节器(步骤40)，所述新配置包括要执行的治疗的特征，例如，要施加的电压以及治疗的持续时间。
自调节器随后通过测量元件24执行电阻率r的测量(步骤44)。随后，确定皮肤的电阻率是否包含在最小值rmin与最大值rmax之间(步骤46)。实际上，一个非常低的电阻率值将意味着系统短路，以及极高值将意味着过高的电压，这导致给用户带来烧伤风险。
如果电阻率值未包含在rmin与rmax之间，触发报警(步骤48)，所述报警包括点亮警示灯(未示出)。如果电阻率值未包含在这两个值之间，电压被调整到期望值(步骤50)。
自调节器随后通过测量元件26测量皮肤的温度T(步骤52)，这允许确定该温度是否小于预定的温度Tmax(步骤54)。实际上，极高的皮肤温度是化学烧伤风险的指示，并且，温度限制也使在长期治疗(例如为了治疗褥疮)的情况下获得额外安全性成为可能。如果皮肤的温度超过温度Tmax，触发报警(步骤48)。
当皮肤的温度未超过Tmax时，接下来的测试包括确定是否已经达到分配给治疗的时间。如果情况不是这样，过程循环回到电阻率测量(步骤44)。如果情况是这样，过程停止(步骤58)。
电刺激法和/或离子电渗疗法设备(为本发明的主题)的重要参数为，流过表皮的电流密度必须小于估计为1mA/cm2的预定密度。实际上，如果所施加的电流密度大于这个值，将会有烧伤风险。
因此，根据本发明的第二主题，设备包括多个阳极以及与所述阳极相间的多个阴极，以使总电流被划分到多个阳极-阴极电路上，从而在阳极与阴极之间流动的电流密度小于1mA/cm2。此外，为了防止形成外场线(在设备之外)，位于两端的两个电极具有相同的极性，即，它们是两个阳极或两个阴极。
多电极设备还提供一个主要的优势，即，阳极与阴极之间的距离必须小于预定距离，该预定距离取决于所施加的电压。实际上，为了避免直接造成肌肉或肌腱微病变(microlesion)或导致血管缺血，电流线不穿透到皮下组织中是非常重要的。因此，阳极与阴极之间的距离必须小于预定距离，该预定距离取决于所施加的电压。因此，对于5v的电压，阳极与阴极之间的距离必须小于2cm。
因此，图3示出了长度大约为14cm的大尺寸贴片(例如用于额头或颈部)，其包括与3个阴极68、70和72相间的4个阳极60、62、64和66，其中，如上面提到的，贴片的两端电极是两个阳极。
如上面提到的，2个电极之间的距离小于或等于预定距离，例如，对于所施加的5v电压，预定距离为2cm。
为了测量电阻，图3示出的设备包括接触点74和76集合，接触点74和接触点76通过连接78链接到测量元件24。接触点74位于阳极60与阴极68的中间，以及，接触点76位于阴极68与阳极62的中间。需要注意的是，该测量可由任意合适的装置执行，例如，惠斯登(Wheatstone)电桥。
在图3所示的实施方式中，为了获得更能代表皮肤的电阻的平均值，使用第二接触点集合，即，位于阳极64与阴极72的中间的接触点80和位于阴极72与阳极66的中间的接触点82，接触点80和接触点82通过连接84链接到测量元件26。
皮肤的温度的测量由通过连接90链接到温度测量元件26的接触点86和88集合来执行。优选地，该接触点集合为热敏电阻。
在图3所示的优选的实施方式中，每个电极(阳极或阴极)是包括8个接触点的多点电极，以保证施加的流过皮肤的电流更好地分散。每个接触点由合金或金镍制成，并且面积为5mm2。使用多点电极的重要性(value)源于以下事实：皮肤的表皮不是光滑的表面，并且由于单电极具有低柔性，可能会变得至少部分地从皮肤脱离，从而导致由于接触点处的电流密度的升高而造成的微小(minute)电弧的生成或表皮的化学烧伤。
在图3的情况下所施加的电流强度被划分到3个阴极上，每个阴极由8个接触点形成。因此，所施加的电流的强度I必须符合不等式I/3≤8×0.05，即，I≤1.2mA。
如上面提到的，如果所述设备用于电刺激法，直接应用到皮肤的贴片用于促使电流穿透到皮肤中，以刺激纤维母细胞，从而提高它们的胶原蛋白和弹性蛋白的生成速率，其效果是改善皮肤的弹性，或以治疗愈合。
当所述设备用于离子电渗疗法时，该设备包括位于贴片10之下的层14，层14包含要被分散到皮肤中的活性物质，例如，维他命A或视黄醇(脱色剂(depigmenting agent))，视黄酸(治痘)，维他命C(抗氧化剂)，离子螯合剂，例如β-氨基丙酸乙酰乙酸(β-alaninediacetic acid)(用于治疗红斑)，乙醇酸(改善皮肤纹理)，地塞美松磷酸钠(抗炎)或任何其他类型的活性物质，为了通过电流传输，所述活性物质被电离，或者以阴离子或阳离子乳剂的形式存在。
根据一优选的实施方式，层14为水凝胶，该水凝胶提供不需要任何储层(针对液体)以及具有弹性的双重优势，以与该水凝胶被涂敷到的皮肤的轮廓相匹配。
尽管图3中所示的设备针对每个电极包括相同数量的接触点，在不脱离本发明的框架的情况下，该数量当然可以是不同的。同样地，每个电极的接触点可按照除矩形形式以外的形式设置。
Claims (8)
1.一种用于电刺激疗法和/或离子电渗疗法的设备，该设备包括：适于应用到用户的皮肤(12)的贴片(10)，以及适于通过位于所述贴片中的电极系统施加流过所述用户的皮肤的低强度电流的电压发生器(22)，所述电极是阳极或阴极；
其中，所述电压发生器能够提供脉冲电压；
其中，所述设备包括自调节器(16)，所述自调节器(16)根据所述贴片下的所述用户的皮肤的电阻率的连续测量来改变由所述电压发生器提供的电压；其中，所述自调节器(16)包括用于通过微量采样来以低于1秒的频率测量所述皮肤的电阻值的元件(24)，所述电阻值允许所述自调节器计算所述贴片下的所述用户的皮肤的电阻率值，以及其中所述自调节器(16)包括用于测量所述皮肤的温度的元件(26)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，当所述皮肤的所述电阻率值未包含在最小值与最大值之间时，触发报警。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，当皮肤温度值超过最大值时，触发报警。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电极系统包括具有第一极性的多个电极(60、62、64、66)以及具有第二极性的多个电极(68、70、72)，所述具有第一极性的多个电极连接到所述电压发生器的端子中的一个端子，所述具有第二极性的多个电极连接到所述电压发生器的其他端子，其中，所述具有第一极性的电极与所述具有第二极性的电极相间设置，并且，位于所述贴片的两端的电极具有相同的极性。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述阳极与相邻的所述阴极之间的距离小于2厘米的预定距离，以使电流线不穿透到皮下组织中，以避免导致肌肉或肌腱微病变。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，每个所述电极包括多个接触点，以将所施加的电流分散到多个接触面上，并因此划分局部电流密度。
7.根据权利要求1所述的设备，所述设备用作离子电渗疗法设备，所述设备包括：位于所述贴片(10)与所述用户的皮肤之间的活性物质层(14)，所述活性物质层(14)将电流引入到所述用户的皮肤中。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述活性物质层为水凝胶形式。
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