CN108079441A - 一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种治疗仪器，其针对现有技术中的缺陷，将磁场疗法、振动治疗和骨痛宁灸治疗有机融合，提出一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置，提高治疗效果。该装置包括：治疗衣，所述治疗衣的背面上设置有治疗按摩头和电磁线圈；所述治疗按摩头包括后壳体，所述后壳体的内壁面上设置有减震体，所述减震体中设置有振动电机；所述振动电机的上方设置与其相连的振动体；所述振动体上设置有可拆卸的药品。此外，本发明还公开了一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁系统，适用于对骨质疏松的治疗。
Description
技术领域
本发明涉及一种治疗仪器，具体涉及一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置及系统。
背景技术
骨质疏松是一种骨量低下、骨微结构损坏导致骨脆性增加，易发生骨折为特征的全身性疾病。骨质疏松可发生于不同性别与年龄，但多见于绝经后妇女与老年男性。骨质疏松主要侵犯脊柱及髋部等中轴大关节，腰部、髋部等部位疼痛以及脆性骨折为其主要临床表现。骨质疏松发病机制虽然未被完全阐述，但被认为是由成骨细胞与破骨细胞相偶联的骨代谢机制发生紊乱失衡所致，即破骨细胞引导的骨吸收率大于成骨细胞所引导的骨形成率，导致骨量净流失明显增加，进而导致骨脆性增加，骨折风险随着骨量流失与骨质量降低而明显增加。骨折的发生也直接导致患病人群生活质量明显下降及死亡率直接升高，因此每年投入到骨质疏松治疗与康复的直接或间接投入高达数百亿元，给社会及家庭带来沉重的负担。
骨质疏松的防治主要包括生活方式改变，环境改造，疾病自我管理，物理治疗及药物治疗等综合干预方式。尽管药物治疗在2016年之前的循证官方指南中拥有高证据等级的评级，然而药物治疗因其只能在延缓疾病方面起到一定积极作用，并不能实现最终可持续性骨量保护与骨折风险的降低，同时，药物如阿仑膦酸、唑来膦酸、特立帕肽等一线药物具有多种毒副作用，轻如胃肠不适，重如致癌性。物理治疗作为一种综合全面且无毒副作用的治疗手段，在骨质疏松预防与治疗中的作用越来越受到重视，随着康复的循证医学近二十年的迅速发展，临床研究证实物理治疗在保护骨量、降低骨折风险、减轻骨质疏松疼痛、提高患者生活质量方面安全有效，因而2016年物理治疗在AACE指南中的推荐上升为最高推荐评级。
磁场疗法(即利用低频脉冲电磁治疗仪产生的电磁场来治疗)是一种无创无热且无毒理副作用的物理治疗方式，治疗仪主要由信号发生器、电极及线圈三部分组成，其特定输出参数的磁场被证实具有多重良性生物学效益；作为治疗手段，可用于骨折愈合、骨代谢性疾病、神经性损伤等多种以急慢性疼痛与炎症为基础的疾病。通过大量基础研究及临床研究发现：低频脉冲电磁场不仅可有效恢复受损的骨稳态，促进成骨细胞的增殖、分化成熟及功能，进而促进骨形成，与此同时，它还可以抑制破骨细胞的活性，促进破骨细胞凋亡，从而抑制骨吸收，通过这种双向的调节作用，从而增加骨量净增长，修复骨质疏松所致骨量流失，降低骨折风险。
现有技术中，低频脉冲电磁治疗仪中的信号发生器由于固定了输出电信号的频率、电压及电流大小，所产生的均匀磁场范围较窄。而实际上，电信号的电流方向、波形、频率、电流与电压等关键参数不同组合对于治疗不同物种、个体、骨骼形状及尺寸下患者的骨质疏松的疗效来说，是动态变化的。虽然现有技术对不同物种、尺寸的骨形态结构进行了参数放大，但缺乏精准与动态调节机制，最佳的输出信号发生器与参数设置不具有说服力。此外，现有技术仍然采用全身磁场暴露，造成照射部位极为宽泛，根据霍姆亥磁线圈的定理，磁场的分布存在一定均匀程度，高均匀性(95％-99％)磁场范围仅存在于磁场中心有限的区域内。因此，现有技术中的低频脉冲电磁治疗仪所产生的有限范围的磁场参数与宽泛的暴露范围是否拥有最佳的疗效仍然值得商榷。
全身振动治疗作为一种被动的全身的物理治疗方式，其疗效被认为基本等同于多种模式联合的高动量运动治疗，通过临床研究与基础研究发现，振动对多种肌肉骨骼系统疾病包括骨性关节炎、下腰痛、骨质疏松等具有高效的治疗作用。
现有的全身振动设备虽已商用，但针对骨质疏松治疗的专用仪器并不存在，大部分仪器仅将全身振动作为辅助模式加于其他治疗方法，因此参数设置相当模糊，治疗模式单一且造价昂贵。
骨痛宁灸是将中药与灸法结合起来作用于“骨萎”、“骨痹”的治疗方法。在中医学角度，骨质疏松的病位在腰背、四肢及关节，病机在肝脾肾，累及气血筋骨，病性属本虚标实，以虚为本，以瘀为标。骨痛宁是何成奇教授根据中医“外治之理即内治之理”理论制定的，经过20年临床应用取得较好临床疗效。此期间，团队通过大量动物、临床研究发现，骨痛宁灸擦剂可明显缓解骨痛，降低骨质疏松患者的血液粘度、改善血液流变学指标，提高骨钙含量及骨密度。
现有技术中骨痛宁灸治疗效果虽然好，但需患者自行涂擦后搓揉或按摩，且擦药时或之前予以热疗辅助效果更佳。而在实际治疗过程中，很少有患者在涂抹药物的同时或者之前进行烤灯或热敷，往往因为热疗条件有限或患者依从性不好而不能持久治疗。若没有温热作用辅助，药力往往停留于肌肤表面，很难渗入，不能起到最佳效果。再者每次用药量的多少、使用时间、频率不易量化及规律化以及患者对药物使用的主观不一致导致治疗效果不一，也不能达到最佳治疗效果。
综上，上述三种治疗方式均存在一定缺陷，且三种治疗方式均被单独或最多与一种其它治疗方式联合使用，无法达到最佳治疗效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术中的缺陷，将磁场疗法、振动治疗和骨痛宁灸治疗有机融合，提出一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置及系统，提高治疗效果。
一方面，本发明提出了一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置，其包括：
治疗衣，所述治疗衣的背面上设置有治疗按摩头和电磁线圈；所述治疗按摩头包括后壳体，所述后壳体的内壁面上设置有减震体，所述减震体中设置有振动电机；所述振动电机的上方设置与其相连的振动体；所述振动体上设置有可拆卸的药品。
作为进一步优化，所述治疗衣的正面设置有用于控制所述智能脉冲电磁装置停止工作的急停开关。
作为进一步优化，所述治疗衣的背面上设置有10个治疗按摩头和4个电磁线圈，位置分布为：沿治疗衣的背面中间位置从上至下均匀分布4个电磁线圈；在所述4个电磁线圈的两侧各均匀分布5个治疗按摩头。
作为进一步优化，所述振动体为环形结构，振动体上设置4个均匀分布的可拆卸的药品；振动体的下方对称位置设置两个与振动体相连的振动电机。
作为进一步优化，所述振动体中开有盲孔，所述盲孔中设置有发热体，药品设置在振动体上时，药品底部与所述发热体接触。
作为进一步优化，所述药品的边缘上固定有拉绳。
作为进一步优化，所述减震体为橡胶。
另一方面，本发明还提供了一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁系统，其包括上述智能脉冲电磁装置，还包括控制器，所述控制器包括控制单元、人机交互单元、电流信号发生器、网络模块；所述人机交互单元、电流信号发生器、网络模块均与控制单元电气连接；所述电流信号发生器与电磁线圈电气连接；所述治疗按摩头与控制单元电气连接；
所述人机交互单元，用于供手动输入治疗参数，并提供当前系统工作状态的显示功能；
所述电流信号发生器，用于在控制单元的控制下产生相应波形磁场驱动电流，以驱动电磁线圈；
所述控制单元，用于根据相应治疗参数控制电磁线圈、治疗按摩头中的振动电机以及发热体的工作状态；
所述网络模块，用于提供控制器的蓝牙和/或wifi网络接入功能，以实现智能脉冲电磁装置与控制器之间的蓝牙匹配和/或对智能脉冲电磁装置的远程监控。
作为进一步优化，该系统还包括医学数据库，所述控制器与医学数据库电气相连，所述医学数据库中存储有患者的病历信息，并可根据病历信息通过数据分析向所述控制器推荐治疗参数。
作为进一步优化，所述治疗参数包括磁场强度、治疗持续时间、磁场驱动电流波形参数、药品的加热量、振动电机的扫频频率、振动幅度、振动方向以及振动量。
本发明的有益效果是：
1)将磁场疗法、振动治疗和骨痛宁灸治疗三种疗法有机融合，设计出一种可穿戴式便携治疗系统；对患者的患部可以同时进行三种治疗，以提高治疗效果；
2)根据治疗参数对磁场电信号发生的波形、电流方向、频率、输出电流与电压大小等参数实现特定范围内的调控，进而产生允许误差范围内的均匀磁场；并且电磁线圈产生的磁场直接作用于患者患部，充分利用磁场的高均匀性提高磁疗效果；
3)将骨痛宁灸粉以压片或者装置于药袋的形式作为药品装置于仪器中，与患者患部皮肤直接接触，且不需要患者自行擦涂或按摩，而是通过振动与骨痛宁灸相结合，不仅增加了药物使用度，还可增加药物的热能，从而提高药效；
4)通过设置在药品下方的发热体产生的热能对药片进行加热，从而进一步提高药物的吸收率，提高药效，节约了治疗时间；
5)通过与医学数据库连通，可获取患者的病历信息，根据病历信息通过数据分析自动推荐治疗参数，从而实现参数的精准设置和调节，还可根据治疗过程中的采集数据进行后台数据库补充，经过数学模型与计算机调控实现每一次治疗的精准反馈调控以达到最佳治疗效果。
附图说明
图1为实施例中治疗衣的背面结构示意图；
图2为实施例中治疗衣的正面结构示意图；
图3为治疗按摩头的结构示意图；
图4为图3的A-A向剖视图；
图5为实施例中的智能脉冲电磁系统结构框图；
上述图中，1为治疗衣，2为电磁线圈，3为治疗按摩头，4为急停开关，5为后壳体，6为振动体，7为药品，8为减震体，9为振动电机，10为发热体，11为拉绳。
具体实施方式
本发明旨在将磁场疗法、振动治疗和骨痛宁灸治疗有机融合，提出一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置及系统，提高治疗效果。
本发明设计出的可穿戴式便携智能脉冲电磁装置，主要包括低频脉冲电磁场部分、振动部分及骨痛宁灸部分。通过低频脉冲电磁场部分的控制，可以对磁场电信号发生的波形、电流方向、频率、输出电流与电压大小等参数实现特定范围内的调控，进而产生允许误差范围内(2-5％)的均匀磁场，精准定位于人体脊柱，使脊柱暴露于与磁场相平行的方向的磁场范围内进行治疗；同时，通过对振动部分的控制实现对振动的作用频率、方向、振幅的精确调节。在此基础上加上骨痛宁灸袋——将特制炙、超微化的骨痛宁灸粉末均匀制成药袋，将药袋放于仪器中接触皮肤的位置。在仪器使用时既可起到持续、恒定的骨痛宁灸的药效，又可通过仪器内生性发热、振动、骨痛宁药效发热三重加热，增加分子动能、产生热量使药物发热结合药物本来的温补作用，从而进一步增强药效。
下面结合附图及实施例对本发明的方案作进一步的描述：
如图1所示，本实施例中的治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置，其包括：
治疗衣1，所述治疗衣1的背面上设置有治疗按摩头3和电磁线圈2；
其中，治疗衣1是做成可穿在上身的衣物形式，通常采用有弹性的面料制成；治疗按摩头3是用于对患者进行震动按摩治疗的装置；电磁线圈2是用于对患者进行电磁治疗的装置；
在具体设计上，由于人体背部面积较大，脊柱长度较长，通常设置在治疗衣1上设置多个治疗按摩头3和多个电磁线圈2；图1中设置了10个治疗按摩头和4个电磁线圈2，位置分布为：沿治疗衣1的背面中间位置从上至下均匀分布4个电磁线圈2；在所述4个电磁线圈2的两侧各均匀分布5个治疗按摩头3。
在患者穿上治疗衣1后，电磁线圈2正对人体脊柱，治疗按摩头3位于脊柱两侧均匀分布以提高震动治疗效果。
如图3和图4所示，治疗按摩头3包括后壳体5，所述后壳体5的内壁面上设置有减震体8，所述减震体8中设置有振动电机9；所述振动电机9的上方设置与其相连的振动体6；所述振动体6上设置有可拆卸的药品7。
后壳体5通常采用开口的塑料壳体，其对内壁面中的器件起到保护和支撑作用；减震体8可以采用橡胶，在橡胶中开孔设置振动电机9，可以最大程度减小振动电机9工作时，对后壳体的震动影响；振动电机9是带动振动体6震动的装置，振动体6是用于将震动传递到每个触点(药品)的装置，为了更好地传递震动，通常将振动体6设置为环形结构；
振动电机9可以设置1个或多个，由于振动体6为环形结构，出于成本和振动空间分布均匀的考虑，一般推荐采用2个在环形结构下对称分布的振动电机9。
为了便于设置药品7，采用在振动体6中开设盲孔的方式，盲孔中设置发热体10是为了对药品7进行加热，发热体10通常采用电热线圈，药品设置在振动体6上时，药品7底部与所述发热体10接触，不仅可以改善血液循环，缓解局部疼痛，还可以提高人体对药物的吸收率，提高药效。
需要说明的是，由于药品7在放置后在治疗时需要与皮肤直接接触，因此，盲孔的开孔深度需要与发热体10的高度与药品7的高度之和相当；而孔径与药品7的直径相当，可以保证放置药品7后不会轻易掉出来。
药品7可采用特制炙、超微化的骨痛宁灸粉末进行压片或者制成药袋，其在治疗时与皮肤直接接触；传统骨痛宁擦剂是水剂，可能弄脏衣物，而骨痛宁灸压片或者药袋不仅可解决这一问题，还可以实现多部位使用。患者只需按时、按次更换即可保证疗效。而为了更换方便，在药品7的边缘上还固定封装了拉绳11，以便将药品7从盲孔中取出。
振动电机9的扫频振动可以带动振动体6振动，进而带动连接在振动体6上的药品7的震动，提高药品7的使用度的同时，还能增加药品7的热能，从而提高药效，此外震动对患者患部也起到按摩作用，减轻疼痛。
为了在发生紧急情况时(如温度过高，或者振动量过大等)能够快速地关闭装置，在治疗衣1的正面还设置了急停开关4，如图2所示。
本实施例还提供了一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁系统，如图5所示，其包括上述智能脉冲电磁装置，还包括控制器，所述控制器包括控制单元、人机交互单元、电流信号发生器、网络模块；所述人机交互单元、电流信号发生器、网络模块均与控制单元电气连接；所述电流信号发生器与电磁线圈电气连接；所述治疗按摩头与控制单元电气连接；
所述人机交互单元，用于供手动输入治疗参数，并提供当前系统工作状态的显示功能；
所述电流信号发生器，用于在控制单元的控制下产生相应波形磁场驱动电流，以驱动电磁线圈；
所述控制单元，用于根据相应治疗参数控制电磁线圈、治疗按摩头中的振动电机以及发热体的工作状态；
所述网络模块，用于提供控制器的蓝牙和/或wifi网络接入功能，以实现智能脉冲电磁装置与控制器之间的蓝牙匹配和/或对智能脉冲电磁装置的远程监控。
上述智能脉冲电磁系统的工作原理是：
患者穿上治疗衣，然后开启脉冲电磁装置并开启控制器，控制器开始搜索脉冲电磁装置的蓝牙配对请求，用户可以通过控制器的人机交互单元或者与控制器网络连通的手机等智能终端APP来确认脉冲电磁装置的蓝牙配对；在蓝牙配对完成后，用户可以通过人机交互单元手动输入本次治疗参数，比如：磁场强度、治疗持续时间、磁场驱动电流波形参数、药品的加热量、振动电机的扫频频率、振动幅度、振动方向以及振动量等。
为了提高治疗参数的准确性，用户可以选择由系统自动从医学数据库中获取推荐的治疗参数，医学数据库系统中存储了各个患者的病历信息，包括患者患部情况描述、历史的治疗参数(医嘱治疗参数)以及反馈的治疗效果，可以据此综合分析并建立数学模型，因此医学数据库系统可以根据该数学模型自动向患者推荐精准的治疗参数。
控制器在获得治疗参数后，按照治疗参数自动控制脉冲电磁装置工作，脉冲电磁装置中的电磁线圈受电流信号发生器的驱动，产生磁场对患者患部进行电磁治疗，磁疗时间、磁场强度、驱动电流波形参数等均可以根据需要进行调节或者由系统根据治疗参数自动调节。
振动电机在控制器的控制下进行扫频振动，从而带动振动体和药片振动：振动电机从30HZ的振动频率开始，线性上升到45HZ，然后从45HZ线性下降到30HZ，完成一次扫频，然后重复该步骤，进入下一次的扫频工作。有数据显示，扫频振动更有利于人体肌肉组织的恢复。振动电机的振动频率、振动幅度、振动方向以及振动量也可以根据需要进行调节或者由系统根据治疗参数自动调节。同时，电热体在控制器的控制下对药品进行加热，加热量也可根据需要进行调节或者由系统根据治疗参数自动调节。
由此，本发明中的智能脉冲电磁系统实现了电磁治疗+振动治疗+骨痛宁灸治疗三者有机结合的治疗方案，最大程度提高治疗效果；在每位患者每次治疗结束后，系统会将本次治疗信息上传至医疗数据库中，并对应该患者的病历信息。医生根据每次治疗效果进行疗效评分并记入数据库中。使用计算机人工智能、增强学习领域中的协同过滤、Q学习算法对大量以上信息进行学习。当输入一位新病人的信息后，该系统就会根据之前学习的“经验”产生最优的治疗参数。在有新治疗数据产生后，重复以上过程，不断完善推荐质量。
基于控制器提供的WIFI功能，可以将系统接入至物联网平台，不仅快速实现数据的实时上传和远程监控，也实现了远程控制；医生可在本地或远程，通过PC、手机及智能设备、便携式电脑通过物联网平台对设备进行各项控制，比如：药片的热量、每个治疗按摩片的开关与震动量、每个电磁线圈的开关、磁场强度以及线圈磁场方向等。并且可以直接使用物联平台提供的数据处理算法和能力，在云端实现复杂的大数据统计和处理操作。
需要说明的是，本发明要求保护的技术方案包含但不仅限于上述实施例，本领域技术人员在本发明的上述实施例的描述下所作出的等同修改/替换均未脱离本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁装置，其特征在于，包括：
治疗衣(1)，所述治疗衣(1)的背面上设置有治疗按摩头(3)和电磁线圈(2)；所述治疗按摩头(3)包括后壳体(5)，所述后壳体(5)的内壁面上设置有减震体(8)，所述减震体(8)中设置有振动电机(9)；所述振动电机(9)的上方设置与其相连的振动体(6)；所述振动体(6)上设置有可拆卸的药品(7)。
2.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述治疗衣(1)的正面设置有用于控制所述智能脉冲电磁装置停止工作的急停开关(4)。
3.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述治疗衣(1)的背面上设置有10个治疗按摩头(3)和4个电磁线圈(2)，位置分布为：沿治疗衣(1)的背面中间位置从上至下均匀分布4个电磁线圈(2)；在所述4个电磁线圈(2)的两侧各均匀分布5个治疗按摩头(3)。
4.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述振动体(6)为环形结构，振动体(6)上设置4个均匀分布的可拆卸的药品(7)；振动体(6)的下方对称位置设置两个与振动体(6)相连的振动电机(9)。
5.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述振动体(6)中开有盲孔，所述盲孔中设置有发热体(10)，药品(7)设置在振动体(6)上时，药品(7)底部与所述发热体(10)接触。
6.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述药品(7)的边缘上固定有拉绳(11)。
7.如权利要求1所述的智能脉冲电磁装置，其特征在于，所述减震体(8)为橡胶。
8.一种治疗骨质疏松的智能脉冲电磁系统，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的智能脉冲电磁装置，还包括控制器，所述控制器包括控制单元、人机交互单元、电流信号发生器、网络模块；所述人机交互单元、电流信号发生器、网络模块均与控制单元电气连接；所述电流信号发生器与电磁线圈电气连接；所述治疗按摩头与控制单元电气连接；
所述人机交互单元，用于供手动输入治疗参数，并提供当前系统工作状态的显示功能；
所述电流信号发生器，用于在控制单元的控制下产生相应波形磁场驱动电流，以驱动电磁线圈；
所述控制单元，用于根据相应治疗参数控制电磁线圈、治疗按摩头中的振动电机以及发热体的工作状态；
所述网络模块，用于提供控制器的蓝牙和/或wifi网络接入功能，以实现智能脉冲电磁装置与控制器之间的蓝牙匹配和/或对智能脉冲电磁装置的远程监控。
9.如权利要求8所述的智能脉冲电磁系统，其特征在于，该系统还包括医学数据库，所述控制器与医学数据库电气相连，所述医学数据库中存储有患者的病历信息，并可根据病历信息通过数据分析向所述控制器推荐治疗参数。
10.如权利要求9所述的智能脉冲电磁系统，其特征在于，所述治疗参数包括磁场强度、治疗持续时间、磁场驱动电流波形参数、药品的加热量、振动电机的扫频频率、振动幅度、振动方向以及振动量。
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