CN105233407A - 一种生物电疗仪及其电疗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一生物电疗仪及其电疗方法。其中，所述生物电疗仪包括：箱体、导电电极板组、压力曲线传递力矩机械结构、压电效应发生器以及设置于所述箱体内的处理器；所述压力曲线传递力矩机械结构用于固定所述压电效应发生器，所述压电效应发生器电连接所述导电电极板组，用于产生压电效应并将压电电压传递给所述导电电极板组。本发明实施例所提供的生物电疗仪通过设置压电效应发生器可以使得电疗仪和人体之间构成一回路，根据压电效应进行主动运动和被动运动的测试，达到采集回路电流并计算肌肉力量等数据的目的。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备以及体育健身领域，具体涉及一种生物电疗仪及其电疗方法。
背景技术
电疗产品已经广泛应用于医疗设备以及体育健身领域，向不同的患者和体育训练人员提供治疗以及训练的方案。目前，在上述两种领域中的电疗产品，主要是传统的中低频治疗仪。其具体电路结构都是通过电源的变换，输出电刺激信号以达到治疗和训练的目的。但是，现有技术的治疗以及训练中，用户都是被动的接受，其不足之处在于：1、在临床实践治疗过程中，某些疾病需要让病人进行被动运动和主动运动，比如瘫痪，肌肉萎缩等等，均需要进行主动运动的过程无法进行，且主动运动的强度和频率始终无法进行测量和比对历史记录。2、被治疗用户由于固定的电极板而不方便移动，因此不能主动控制电流的强弱。3、通过连线进行信号传输，使得远距离实时治疗和训练受到限制。4、不能很好的应用于各种体育训练，对肌肉达不到锻炼的目的。5、对人体电流不能进行实时测量和监控，不便于医生或者教练得到第一手数据，从而调整治疗方法和方向，及综合的训练恢复治疗的模式。6、无法测量人体爆发力和运动频率，且对相同体质的用户，无法进行比对等。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种生物电疗仪及其电疗方法，用以解决现有技术中的的电疗仪无法进行主动运动且运动强度和频率无法测量，无法进行远距离测量和治疗等问题。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
本发明实施例中的一种生物电疗仪，包括：箱体、导电电极板组、压力曲线传递力矩机械结构、压电效应发生器以及设置于所述箱体内的处理器；所述压力曲线传递力矩机械结构固定所述压电效应发生器，所述压电效应发生器电连接所述导电电极板组，用于产生压电效应并将压电电压传递给所述导电电极板组。
上述生物电疗仪，其中，所述压力曲线传递力矩机械结构至少包括：光轴、减震弹簧、压力传感器、压力感应板、活动挡片以及固定架；所述压力传感器连接所述处理器，用于将采集到的压力信号转化成电信号并传送至所述处理器；所述压力感应板用以感应压力并传递给所述压力传感器；所述光轴的一端固定在所述压力感应板之上，所述压力感应板与所述活动挡片配合用以固定所述压电效应发生器；所述固定架与所述压力感应板配合用以固定所述压力传感器。
上述生物电疗仪，其中，所述处理器包括：依次与电源连接的隔离变压器、AC-DC模块、第一微控制单元、脉冲宽度调制电路以及功率放大电路；所述隔离变压器用以将所述电源输出的信号进行电磁隔离后，传送给所述AC-DC模块生成直流电并传送给所述第一微控制单元；所述第一微控制器将获得的直流电处理成电压信号，并经过所述脉冲宽度调制电路以及功率放大电路后发送至所述导电电极板组。
上述生物电疗仪，其中，还包括：采样电阻，与所述功率放大电路串联；以及与所述导电电极板组电连接的电流反馈电路，所述采样电阻采集电流信号并通过电流反馈电路输出至所述处理器。
上述生物电疗仪，其中，所述导电电极板组至少包括：无线电极板和/或有线电极板。
上述生物电疗仪，其中，还包括：拉杆天线以及无线收发模块，所述无线收发模块与所述处理器连接，用于通过所述拉杆天线接收所述无线电极板的电流信号。
上述生物电疗仪，其中，所述无线电极板包括：导电电极片、波形发生电路、第二微控制单元、无线信号接收与发射单元以及供电单元，所述无线电极板通过所述无线信号接收与发射单元与所述无线收发模块通信，将获得的电流信号发送给所述第二微控制单元，并通过所述波形发生电路转换成电脉冲信号后提供给导电电极片。
上述生物电疗仪，其中，所述箱体前部为中空结构，所述压力曲线传递力矩机械结构可拆卸地容置于所述中空结构中。
上述生物电疗仪，其中，所述压力传感器为曲线形传感器。
本发明实施例中的一种生物电疗方法，所述方法使用上述任一权利要求中的生物电疗仪。
本发明实施例提供的生物电疗仪可以测量人体爆发力和运动频率，并且可以进行主动运动和被动运动的测试，主动运动的强度和频率可以测量和比对历史记录，被动的电刺激按摩也可以监控人体内流过的电流值，并对产生的效应电流强度进行记录比对研究分析。在实现本发明的过程中，发明人采用的创新技术手段，填补了传统产品的技术空白，实现弥补了上诉技术的不足。无论是医生或是教练可以从仪器上观测出数据，并且用户也可以主动的控制自身体验强度的强弱，达到完美的治疗和训练效果。综上所述，本发明上述各实施例的生物电中低频电疗仪，创新突破了原有的技术障碍，推出新的技术方案，完善了产品的诸多功能使得仪器更加符合市场用户的实际需要，填补了空白，推动了这一领域的进步。
附图说明
图1是本发明实施例所提供的生物电疗仪的结构示意图；
图2是本发明实施例所提供的生物电疗仪中压力传感器工作的电路图；
图3是本发明实施例所提供的生物电疗仪中压力传感器以及压力感应板的结构示意图；
图4是本发明实施例所提供的生物电疗仪中无线电极板的元件示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
本发明实施例提供一生物电疗仪，其包括：箱体、导电电极板组、压力曲线传递力矩机械结构、压电效应发生器以及设置于所述箱体内的处理器；所述压力曲线传递力矩机械结构能够固定所述压电效应发生器，所述压电效应发生器电连接所述导电电极板组，用于产生压电效应并将压电电压传递给所述导电电极板组。较佳的，所述导电电极板组可直接接触人体，用以直接获得人体电流数据并回传到所述处理器中进行处理，以得到治疗或者训练过程中需要的数据。
较佳的实施例中，如图1所示，所述导电电极板组至少包括两对电极板10、11，其中一对电极板10可以直接连接所述生物电疗仪，使用者通过该对电极板被动接受电刺激并进行治疗。而另一对导电电极板11与所述压电效应发生器13电连接，例如，可用于传导训练者主动发出来的电能，并回传至所述处理器进行处理后显示出来，以达到刺激并锻炼肌肉的目的。具体的，当使用本发明实施例提供的生物电疗仪时，将所述一对导电电极板11放置于被治疗人体的相应部位，此时由于人体本身是一个具有电阻的导体，相当于所述压电效应发生器与人体电阻形成了一个微弱的电流闭合回路。其中，根据压电效应，压电效应发生器根据人体的爆发力的机械压力产生电能，最后通过导导电电极板11又反馈给人体。更具体的实施例中，在所述压电效应发生器中设有压电片，压电片将发出的电压传递给电极板，这样便同人体电阻构成回路电流并进行测量。因此，本发明实施例所提供的压电效应发生器能够检测人体爆发力和发出电的比例关系，当回路电流经过人体经络并显示出来后，可以推论出人体血液导电电阻率，甚至糖分、盐分等含量、提供物理相关的化学数据给医生，得出肌肉的工作状态。
本发明上述实施例所提供的生物电疗仪通过设置压电效应发生器以及压力传感器可以根据人体的主动运动，获得人体的物理、化学信息，例如，人体血液导电电阻率，甚至糖分、盐分等含量，最终得出肌肉的工作状态并达到计算肌肉力量的目的。
本发明另一具体的实施例中，所述压力曲线传递力矩机械结构至少包括：光轴、减震弹簧、压力感应板、压力传感器、活动挡片以及固定架；所述压力传感器连接所述处理器，用于将采集到的压力信号转化成电信号并传送至所述处理器。所述压力感应板用以感应压力并传递给所述压力传感器；所述光轴的一端固定在所述压力感应板之上，所述压力感应板与所述活动挡片配合用以固定所述压电效应发生器；所述固定架与所述压力感应板配合用以固定所述压力传感器。较佳的，所述减震弹簧的直径为12厘米，设置在所述压力曲线传递力矩机械结构之上，用以在治疗时缓冲被治疗用户瞬时产生的爆发力，以免对所述压力曲线传递力矩机械结构造成破坏。
较佳的，如图2及图3所示，所述压力传感器20中设置有应变电阻201，被测压力经过曲线传递给所述压力传感器的应变电阻201，所述应变电阻201和电路中设置的精密电阻组成电桥，再经由差动放大电路，将获得的压力信号转化成0——5V的模拟电压信号传递给所述处理器，所述处理器再换算成对应的压力数值并显示出来，以达到采集外部压力的目的。较佳的实施例中，所述压力传感器能够高速采集压力信号达到测量运动频率。
较佳的，本发明实施例提供的生物电疗仪还包括采样电阻，所述采样电阻可设置在所述导电电极板组上，其采集流经人体的电流信号，并输出给所述处理器进行处理，处理器可根据相应的数据计算肌肉力量换算出能量数值并进行显示。
本发明一较佳的实施例中，所述箱体前部为中空结构，所述压力曲线传递力矩机械结构容置于所述中空结构中，并且可从箱体中拆卸出。
具体的，本发明提供的另一实施例中，所述压力传感器为曲线形传感器，其不同于传统的柱状直线型传感器，传统的传感器在出厂前已设有垂直固定在传感器上的力臂，用于感应外界的压力，但是外部力量的来源不是垂直的，是从多角度变化而来的，同时又必须将压力传递给同一固定的点，也就是所述应变电阻，由于受力点只有正对上述力臂的位置时，才能通过力臂发送变化的数值准确的获得压力数值。而当偏离力臂的位置时，力臂发送变化的数值就不准确，进而影响传感器测得的压力数值。因此现有技术大多传感器厂家会规定必须压在传感器的固定某一点上，如果压力的位置偏离，或者力臂发生变化都会导致误差。而本发明实施例提供的曲线形传感器，当外力于中心点的角度是0—45度，力臂会在所述压力传感器的外侧到内侧依次变化，但无论如何变化，力臂总的长度不变，曲率就会根据力量的大小发生线性变化，达到基本没有误差的目的。
较佳的实施例中，如图3所示，所述压力传感器为S型传感器30，其上设置有所述压力感应板31，平行固定在所述传感器上，其长度不小于所述传感器上表面的长度。通过本发明实施例提供的S型压力传感器以及压力感应板的配合设置，能够准确的感应各个位置及角度的压力，较佳的，当外部压力施加在所述压力传感器的角度为0度至45度时，通过力的曲线传递原理，所述压力传感器中的应变电阻变化的线性一致，例如如图3所示，当压力施加在A点或者B点时，压力到达S型传感器20的右侧或者左侧，S型压力传感器根据曲线传递的线性规律，进而曲线传递至应变电阻201，意味着获得的压力数值是精准的，使得力的曲线传递效率达到100％。
因此本发明所述生物电疗仪，通过不同于以往的传统型压力传感器，创新的采用曲线传感器，达到精准传递压力的目的，使得力的传递效率提高。
本发明一实施例提供的生物电疗仪中，如图1所示，所述处理器12包括：依次与电源连接的隔离变压器120、AC-DC模块121、第一微控制单元122、脉冲宽度调制电路123以及功率放大电路124；所述隔离变压器120用以将所述电源输出的信号进行电磁隔离后，传送给所述AC-DC模块121生成直流电并传送给所述第一微控制单元122；所述第一微控制器122将获得的直流电处理成电压信号，并经过所述脉冲宽度调制电路123以及功率放大电路124后发送至所述导电电极板组中的一对导电电极板10。较佳的，所述处理器12还包括：与所述功率放大电路串联的采样电阻以及与所述导电电极板组电连接的电流反馈电路125，所述采样电阻采集电流信号并通过电流反馈电路输出至所述处理器中的第一微控制单元，以此达到实时采集并监控人体电流的目的。
具体的，所述压力传感器14连接至所述第一微控制单元122，所述压电效应发生器15也与所述第一微控制单元122连接。
本发明一实施例提供的生物电疗仪中，所述导电电极板组至少包括：无线电极板和/或有线电极板。本发明实施例特有的设置了无线电极板，当通信双发的距离较远时，可以通过无线通信的方式取代传统的信号线，突破了距离限制，和物理空间限制。较佳的，所述无线电极板和/或有线电极板为导电橡胶电极片。
较佳的，所述生物电疗仪还包括：拉杆天线以及无线收发模块，所述拉杆天线和所述无线收发模块均设置于箱体上，所述无线收发模块与所述处理器连接，用于通过所述拉杆天线接收所述无线电极片的电流信号。具体的，当处理器需要跟无线电极板通信时，所述处理器通过无线收发模块向无线电极板发送控制信息；无线电极板接收到所述控制信息后，发送一个反馈信息并传送至所述处理器以此进行通信。所述拉杆天线能够保证无线信号的质量。
本发明提供的一具体的实施例，如图4所示，无线电极板的使用方式和有限电极板类似，由于要进行无线通信，如述无线电极板40中还包括：导电电极片401、波形发生电路402、第二微控制单元403、无线信号接收与发射单元404以及供电单元405，所述无线电极板40通过所述无线信号接收与发射单元404与所述无线收发模块(图未示)通信，将获得的电流信号发送给第二微控制单元403，并通过波形发生电路402转换成电脉冲信号后提供给导电电极片401。具体的，所述供电单元405采用可充电电池，同时在电能低的情况下，可通过连线和处理器相连继续工作的同时并且能充电。较佳的，本发明实施例提供的生物电疗仪中，所述无线电极板40接收到所述处理器的命令后可以独立信号输出，并且有休眠省电功能。
通过生物电疗仪的处理器的无线通讯功能，能够实时将当前产生的电流强度，和压力数值无线传递给处理器，便于管理员通过屏幕操作将相关的信号发射给其它的子接收装置，达到无线输出、接收电极板电流信号的目的，突破了有线传输所带来的限制。
本发明一实施例提供的生物电疗仪中，所述生物电疗仪还包括：电极板挂钩、触摸按键单元以及显示屏。具体的，所述电极板挂钩设置在所述箱体侧面，便于统一收纳和管理所述导电电极板组。
所述显示屏为可触摸屏，采用电阻矩阵原理实现坐标定位。通过所述显示屏能够显示人体当前电流值，用以提供给医生或者教练，从而调整治疗方法和方向，及综合的训练恢复治疗的模式。同时，本发明实施例所提供的生物电疗仪还增加了仿真人语音功能。
较佳的，本发明实施例提供的生物电疗仪还包括可移动式底座，所述箱体竖直安装在所述底座上。便于对生物电疗仪进行移动。本发明的又一实施例中还提供一种生物电疗方法，所述方法使用上述任一实施例中的生物电疗仪，因此其具体的生物电疗方法在此不再赘述。
本法明实施例中的处理器能够采集并处理多个传感器的信号以及进行无线通信，可人机交互并采用触摸屏和真彩色液晶显示器，这在目前的医疗领域中的电疗产品中还是不存在的。
同时，本发明实施例提供的生物电疗仪可以测量人体爆发力，和运动频率，并且可以进行主动运动和被动运动的测试，主动运动的强度和频率可以测量和比对历史记录，被动的电刺激按摩也可以监控人体内流过的电流值，并对产生的效应电流强度进行记录比对研究分析。在实现本发明的过程中，发明人采用的创新技术手段，填补了传统产品的技术空白，实现弥补了上诉技术的不足。无论是医生或是教练可以从仪器上观测出数据，并且用户也可以主动的控制自身体验强度的强弱，达到完美的治疗和训练效果。
综上所述，本发明上述各实施例的生物电中低频电疗仪，创新突破了原有的技术障碍，推出新的技术方案，完善了产品的诸多功能使得仪器更加符合市场用户的实际需要，填补了空白，推动了这一领域的进步。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种生物电疗仪，其特征在于，所述生物电疗仪包括：箱体、导电电极板组、压力曲线传递力矩机械结构、压电效应发生器以及设置于所述箱体内的处理器；所述压力曲线传递力矩机械结构固定所述压电效应发生器，所述压电效应发生器电连接所述导电电极板组，用于产生压电效应并将压电电压传递给所述导电电极板组。
2.如权利要求1所述的生物电疗仪，其特征在于，所述压力曲线传递力矩机械结构至少包括：光轴、减震弹簧、压力传感器、压力感应板、活动挡片以及固定架；所述压力传感器连接所述处理器，用于将采集到的压力信号转化成电信号并传送至所述处理器；所述压力感应板用以感应压力并传递给所述压力传感器；所述光轴的一端固定在所述压力感应板之上，所述压力感应板与所述活动挡片配合用以固定所述压电效应发生器；所述固定架与所述压力感应板配合用以固定所述压力传感器。
3.如权利要求1所述的生物电疗仪，其特征在于，所述处理器包括：依次与电源连接的隔离变压器、AC-DC模块、第一微控制单元、脉冲宽度调制电路以及功率放大电路；所述隔离变压器用以将所述电源输出的信号进行电磁隔离后，传送给所述AC-DC模块生成直流电并传送给所述第一微控制单元；所述第一微控制器将获得的直流电处理成电压信号，并经过所述脉冲宽度调制电路以及功率放大电路后发送至所述导电电极板组。
4.如权利要求3所述的生物电疗仪，其特征在于，所述生物电疗仪还包括：采样电阻，与所述功率放大电路串联；以及与所述导电电极板组电连接的电流反馈电路，所述采样电阻采集电流信号并通过电流反馈电路输出至所述处理器。
5.如权利要求1所述的生物电疗仪，其特征在于，所述导电电极板组至少包括：无线电极板和/或有线电极板。
6.如权利要求5所述的生物电疗仪，其特征在于，所述生物电疗仪还包括：拉杆天线以及无线收发模块，所述无线收发模块与所述处理器连接，用于通过所述拉杆天线接收所述无线电极板的电流信号。
7.如权利要求5所述的生物电疗仪，其特征在于，所述无线电极板包括：导电电极片、波形发生电路、第二微控制单元、无线信号接收与发射单元以及供电单元，所述无线电极板通过所述无线信号接收与发射单元与所述无线收发模块通信，将获得的电流信号发送给所述第二微控制单元，并通过所述波形发生电路转换成电脉冲信号后提供给导电电极片。
8.如权利要求1所述的生物电疗仪，其特征在于，所述箱体前部为中空结构，所述压力曲线传递力矩机械结构可拆卸地容置于所述中空结构中。
9.如权利要求2所述的生物电疗仪，其特征在于，所述压力传感器为曲线形传感器。
10.一种生物电疗方法，其特征在于，所述方法使用上述任一权利要求中的生物电疗仪。
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