CN109363929A

CN109363929A - 一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法及其装置

Info

Publication number: CN109363929A
Application number: CN201811207714.4A
Authority: CN
Inventors: 姜银方; 戚洪飞; 姜文帆
Original assignee: Jiangsu University
Current assignee: Jiangsu University
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-02-22
Anticipated expiration: 2038-10-17
Also published as: CN109363929B

Abstract

本发明公开了一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法及其装置，涉及超声治疗技术领域，该方法利用可变频超声波函数发生器激发的超声波传递到毫针上，毫针针头在超声波的作用下产生纵向振动、扭转振动、弯曲振动或者纵扭复合振动，通过控制超声模态、超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间等，刺激穴位产生一定的生理反应以达到治疗效果；该装置包括可变频超声波函数发生器、时间继电器、压电换能器、变幅杆和毫针；该方法及其装置利用毫针不需要进行大幅度的移动，在超声振动下只产生微米级的振幅，减少了传统行针时出现的晕针、滞针、弯针、断针及血肿等问题，也解决了现有超声模拟针灸方法的效果不明显问题，具有较好的实用价值。

Description

一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法及其装置

技术领域

本发明属于超声治疗技术领域，涉及到一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法及其装置。

背景技术

针刺是指使用针具或非针具，通过一定的手法或方式刺激机体的一定部位(腧穴)，以防治疾病的操作方法。

目前，存在的超声针灸装置，是在中国传统针灸的基础上，将毫针用探头中超声换能器激发的聚焦超声波形成的“针”所代替，对人体穴位进行刺激，获得一定的“针感”，通过神经反射作用，神经体液调节作用，神经—内分泌—免疫作用和直接作用，来达到治疗疾病和调节机体功能的目的。虽然采用这种超声针灸装置对患者进行治疗时能够提高患者的舒适度，然而临床运用范围仍然局限，仅用于局部疼痛、过敏性鼻炎和早期乳腺炎的治疗等。究其原因，可能是因为在医疗仪器方面，对超声治疗仪的研发重视不够，至今无成熟的产品。

在超声针灸的研究方面，诸多问题需要解决，包括超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间、聚焦点大小及形态等。如超声强度过大，穴位组织受损；超声强度过小，穴位刺激感应不足等等。

国专利文献提供了一种超声治疗头，包括外壳和透声窗，外壳内有超声波发射单元，外壳的一端开口，所述开口由所述透声窗封闭，所述超声波发射单元通过透声窗向外发射超声波，其中，所述透声窗采用柔性透声材料制成。相应地，还提供一种包含所述超声治疗头的超声治疗设备。虽然采用所述超声治疗头在对患者进行治疗时能够提高患者的舒适度，但是在超声针灸装置中仍存在很多难以解决的问题，包括超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间、聚焦点大小及形态等。如超声强度过大，穴位组织受损；超声强度过小，穴位刺激感应不足等等。

发明内容

针对上述超声针灸装置中存在的超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间、聚焦点大小及形态等难以解决的参数问题，发明了一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法和装置，包含可变频超声波函数发生器、时间继电器、超声换能器、变幅杆和毫针五个部分组成。其特征在于，可变频超声波函数发生器将直流电转换为高频交变电流，继而交变电场激励超声换能器产生纵向振动波、扭转振动波、弯曲振动波或纵扭振动波，并通过变幅杆将振幅放大并控制在1μm～50μm范围内，再将振动传递到毫针，刺激穴位，达到治疗疾病的目的。

一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法，利用可变频超声波函数发生器激发的超声波传递到毫针上，毫针针头在超声波的作用下产生纵向振动、扭转振动、弯曲振动或者纵扭复合振动，通过控制超声模态、超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间等，刺激穴位产生一定的生理反应以达到治疗效果，具体步骤如下：

步骤一)：首先，找准需要针灸的穴位，通过一定的进针手法或者使用进针管将毫针刺入到指定的穴位；

步骤二)：根据症状和治疗要求，确定超声模态、超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间等，确定所需的换能器和变幅杆；

步骤三)：将针灸装置调整至毫针处，将变幅杆连接到毫针的针尾；

步骤四)：启动可变频超声波函数发生器，通过控制超声振动模态产生需要的超声振动波，并传递到毫针，刺激穴位，达到治疗的目的；

步骤五)：同时启动时间继电器，根据治疗需求，定时1～30min。

一种超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，包含可变频超声波函数发生器、时间继电器、换能器、变幅杆和毫针；所述可变频超声波函数发生器与时间继电器通过导线相连接，时间继电器的输出端通过导线与换能器相连接，换能器的输出端与变幅杆机械连接，变幅杆的尾部安装有毫针。

进一步的，所述换能器包括压电换能器与磁致伸缩换能器。

进一步的，所述压电换能器包括第一压紧螺栓、后端盖、压电材料和前盖板；所述前盖板与后端盖之间设置有压电材料；第一压紧螺栓穿过前盖板、后端盖和压电材料，通过弹簧垫片调节压紧螺栓的松紧。

进一步的，所述磁致伸缩换能器包括振动元件、线圈、永磁体、输出杆、磁轭、碟簧、上端盖和下端盖；所述振动元件包括磁致伸缩棒和磁致伸缩筒；所述磁轭包括外磁轭、下磁轭和上磁轭；所述线圈包括扭转驱动线圈和纵向驱动线圈；所述磁致伸缩筒为圆形空筒，其上端部和下端部均为台阶面；所述磁致伸缩筒下端安装有连接短轴；所述连接短轴与磁致伸缩棒之间通过永磁体连接；所述磁致伸缩棒与输出杆之间通过永磁体连接；所述磁致伸缩棒置于磁致伸缩筒内；所述磁致伸缩棒上设置有纵向驱动线圈；所述磁致伸缩筒上端部台阶面上的凹槽内设置有扭转驱动线圈；所述磁致伸缩筒轴向外壁圆周上设置有外磁轭；磁致伸缩筒的上端设置有上磁轭，下端设置有下磁轭；所述下磁轭、上磁轭和外磁轭均置于密闭结构内；所述输出杆延伸出密闭结构的上端盖；所述输出杆与上端盖之间设置有碟簧。

进一步的，所述毫针包括针尾，针柄，针根，针身和针尖；所述针柄一端安装在针尾内；针柄另一端安装有针根；所述针根包括针身和针尖。

进一步的，所述毫针的长度为可变频超声波函数发生器超声波半波长的整数倍。

进一步的，所述可变频超声波函数发生器产生15kHz～900kHz频率的交变电信号，来驱动换能器工作；该可变频超声波函数发生器输出多种波形信号，包括正弦波、三角波、方波、截断正弦波和汉宁窗函数调制信号，需要根据患者症状，选择合适的波形信号。

进一步的，所述压电换能器中的压电材料为石英晶体、压电陶瓷弛豫型压电材料或者压电复合材料。

进一步的，变幅杆与换能器以机械式连接方式，包括螺纹连接、钎焊连接和环氧树脂粘接，其作用是将超声换能器输入的振动波的振幅放大，并控制在1μm～50μm范围，同时使压电换能器与负载之间形成良好的匹配耦合，其长度设计为超声波半波长的整数倍。

进一步的，所述毫针材料为银或者不锈钢，由针尾、针柄、针根、针身和针尖5个部分组成。针尖要求不可太锐，应呈松针状，无钩曲、无锈蚀和无缺损。。其中针柄通过银丝或不锈钢丝缠绕而成，针尾包裹有一段硬塑胶，直径略大于变幅杆连接孔的直径，连接时将针尾挤压进入连接孔，完成连接。

进一步的，所述超声振动装置需控制超声剂量在0.1W/cm2～2.5W/cm2范围内，低于该范围达不到治疗的效果，超过该范围会对人的机体造成损伤，同时控制机械振动的质点加速度a低于50000g，高于该值时会产生碎裂效应，破坏人体组织。

该针灸方法包含以下几个步骤：

步骤一)：首先，找准需要针灸的穴位，通过一定的进针手法或使用进针管将毫针刺入到指定的穴位；

步骤五)：同时启动时间继电器，根据治疗需求，定时1-30min。

本发明的优点及有益效果：

1.本发明是将传统的针灸和超声振动相结合的针灸方法和装置，该方法是通过超声振动装置产生15kHz～900kHz频率范围内的振动波，控制超声剂量在0.1W/cm²～2.5W/cm²范围内，同时控制机械振动的质点加速度a低于50000g，从而引起人体组织发生功能性的以致器质性的变化，由此而产生治疗作用。

2.本发明相对性的解决或避免了对于超声剂量、超声频率、超声强度、超声波形、作用时间、聚焦点大小及形态等选择的问题，具有较好的实用价值。

3.本发明可根据需求选择不同功能的换能器来产生不同的振动形式，包括纵向振动、扭转振动、弯曲振动或纵扭振动，针对不同的穴位选择合适的振动形式，提高疗效。

4.本发明在使用过程操作方便，不需要人工行针，毫针不需要进行大幅度的移动，且在超声振动下只产生微米级的振幅，大大减少了传统行针时出现的晕针、滞针、弯针、断针及血肿等问题。

附图说明

图1本发明原理示意图；

图2本发明图1中的压电换能器与变幅杆及亳针的结构示意图；

图3本发明图1中的压电换能器结构示意图；

图4本发明图1中的毫针结构示意图。

图5为本发明超声换能器的结构示意图；

图6为本发明图5的A-A剖视图；

图7为本发明图5中磁致伸缩筒的主视图的半剖图；

图8为本发明图5中磁致伸缩筒的俯视图；

图9为本发明图5中磁致伸缩筒的仰视图；

图10为本发明图5中连接短轴的俯视图；

图11为本发明图5中连接短轴的主视图的半剖图。

附图标记如下：

1-可变频超声波函数发生器；2-时间继电器；3-换能器；4-变幅杆；5-毫针；31-第一压紧螺栓；32-弹簧垫片；33-后端盖；34-压电材料；35-前盖板；51-针尾；52-针柄；53-针根；54-针身；55-针尖；501-下端盖；502-下磁轭；503-连接短轴；504-永磁体；505-磁致伸缩棒；506-外磁轭；507-扭转驱动线圈；508-磁致伸缩筒；509-纵向驱动线圈；510-上磁轭；511-自润滑套筒；512-上盖板；513-碟簧；514-第二压紧螺栓；515-输出杆。

具体实施方式

为对本发明做进一步的了解，现结合附图进一步的说明：

一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法及其装置，附图1为本发明设计总图，本发明的装置是通过变频的超声波发生器1将直流电转变为高频交流电，为石英压电陶瓷提供交变电场，通过压逆电效应产生15kHz～900kHz频率的纵向振动波，再由变幅杆放大其振幅，使针尖输出的振幅控制在1μm～50μm范围内，进而刺激穴位，达到治疗的目的。

结合附图1和2，本发明装置括可变频超声波函数发生器1、时间继电器2、换能器3和变幅杆4、毫针5组成；可变频超声波函数发生器1与时间继电器2通过导线相连接，时间继电器2的输出端通过导线与换能器3相连接，换能器3的输出端与变幅杆4机械连接，变幅杆4的尾部安装有毫针5；

可变频超声波函数发生器1产生15kHz～900kHz频率的高频交变电信号，来驱动压电换能器3工作，同时控制可变频超声波函数发生器1输出的波形为正弦波。

压电换能器3为能产生纵向振动的换能器，换能器3产生纵向振动，传递到变幅杆4从而放大振幅，变幅杆4将放大的振幅传递到毫针5，使毫针5产生纵向振动来刺激穴位，进行治疗。

结合附图3，压电换能器包括第一压紧螺栓31，弹簧垫片32，后端盖33，压电陶瓷34，和前盖板35。后端盖33、压电材料陶瓷34和前盖板35通过压紧螺栓连接在一起，压紧螺栓31的作用是为压电陶瓷34提供预紧力，弹簧垫片32的作用是减少缓冲力，和变幅杆4通过螺纹前盖板35相连接。

变幅杆4选择阶梯型，与换能器3螺纹连接，长度设计为可变频超声波函数发生器1发出的波长的整数倍，其作用是将换能器3输入的振动波的振幅增大，并控制在1μm～50μm范围，同时使换能器3与负载之间形成良好的匹配耦合。

结合附图4，毫针5材料为银，包括依次为针尾51，针柄52，针根53，针身54和针尖55，其中针柄52通过银丝缠绕而成，针尾51包裹有一段硬塑胶，直径略大于变幅杆4连接孔的直径，连接时将针尾51挤压进入变幅杆4的连接孔，完成连接。

超声振动装置需控制超声剂量在0.1W/cm²～2.5W/cm²范围内，低于该范围达不到治疗的效果，超过该范围会对人的机体造成损伤，同时控制机械振动的质点加速度a低于50000g，高于该值时会产生碎裂效应，破坏人体组织。

时间继电器2具有定时功能，用来控制针灸刺激穴位的作用时间，可根据患者症状和针灸的穴位，定时1～30min。

结合附图5至11的磁致伸缩换能器结构，磁致伸缩筒508的上端，台阶面上的四段圆弧与输出杆515和磁致伸缩棒505所在的轴之间是过盈配合，无明显的连接关系，磁致伸缩筒508的下端，结合附图5，四个方形台阶面与连接短轴503之间键连接，连接短轴503四周有四个键槽。两个“十”字形的永磁体504与磁致伸缩棒505和连接短轴503之间也是键连接，为了是磁致伸缩筒508产生扭转振动时能够带动输出杆产生扭转振动，键连接是为了扭转振动传递到输出杆515。下磁轭502、外磁轭506和上磁轭510是一个整体，与传动部分没有连接关系。

磁致伸缩换能器的振动元件包括磁致伸缩棒505和磁致伸缩筒508两部分复合而成。其中磁致伸缩棒505经过轴向磁化，在交变磁场作用下产生纵向振动，而磁致伸缩筒508经过周向磁化，在交变磁场作用下产生扭转振动。两者通过结构的设计，以及连接短轴503的过渡，将两者复合成一个整体，组成一个复合的振动元件，来共同实现纵向振动、扭转振动和纵扭振动三种不同的振动形式。

(1)纵向振动模态：接通驱动电源控制开关，为纵向驱动线圈509提供高频交变电流，磁致伸缩棒505在纵向驱动线圈509提供的交变电场作用，产生轴向的振动，并通过输出杆515向外传递；

(2)扭转振动模态：接通驱动电源控制开关，为扭转驱动线圈507提供高频交变电流，磁致伸缩筒508在扭转驱动线圈507提供的交变电场作用，产生扭转振动，并通过连接短轴503传递到磁致伸缩棒505，最后通过输出杆515向外传递；

(3)纵扭振动模态：同时启动纵向振动和扭转振动控制开关，产生复合的纵扭振动。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种超声振动与传统针灸相结合的针灸方法，其特征在于，利用可变频超声波函数发生器(1)激发的超声波传递到毫针(5)上，毫针(5)针头在超声波的作用下产生纵向振动、扭转振动、弯曲振动或者纵扭复合振动。

2.一种超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，包含可变频超声波函数发生器(1)、时间继电器(2)、换能器(3)、变幅杆(4)和毫针(5)；所述可变频超声波函数发生器(1)与时间继电器(2)通过导线相连接，时间继电器(2)的输出端通过导线与换能器(3)相连接，换能器(3)的输出端与变幅杆(4)机械连接，变幅杆(4)的尾部安装有毫针(5)。

3.根据权利要求2所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述换能器(3)为压电换能器或者磁致伸缩换能器。

4.根据权利要求3所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述压电换能器包括第一压紧螺栓(31)、后端盖(33)、压电材料(34)和前盖板(35)；所述前盖板(35)与后端盖(33)之间设置有压电材料(34)；第一压紧螺栓(31)穿过前盖板(35)、后端盖(33)和压电材料(34)，通过弹簧垫片(32)调节第一压紧螺栓(31)的松紧。

5.根据权利要求3所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述磁致伸缩换能器包括振动元件、线圈、永磁体(504)、输出杆(515)、磁轭、碟簧(513)、上端盖(512)和下端盖(501)；所述振动元件包括磁致伸缩棒(505)和磁致伸缩筒(508)；所述磁轭包括外磁轭(506)、下磁轭(502)和上磁轭(510)；所述线圈包括扭转驱动线圈(507)和纵向驱动线圈(509)；

所述磁致伸缩筒(508)为圆形空筒，其上端部和下端部均为台阶面；所述磁致伸缩筒(508)下端安装有连接短轴(503)；所述连接短轴(503)与磁致伸缩棒(505)之间通过永磁体(504)连接；所述磁致伸缩棒(505)与输出杆(515)之间通过永磁体(504)连接；所述磁致伸缩棒(505)置于磁致伸缩筒(508)内；所述磁致伸缩棒(505)上设置有纵向驱动线圈(509)；所述磁致伸缩筒(508)上端部台阶面上的凹槽内设置有扭转驱动线圈(507)；

所述磁致伸缩筒(508)轴向外壁圆周上设置有外磁轭(506)；磁致伸缩筒(508)的上端设置有上磁轭(510)，下端设置有下磁轭(502)；所述下磁轭(502)、上磁轭(510)和外磁轭(506)均置于密闭结构内；所述输出杆(515)延伸出密闭结构的上端盖(512)；所述输出杆(515)与上端盖(512)之间设置有碟簧(513)。

6.根据权利要求2所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述毫针(5)包括针尾(51)、针柄(52)、针根(53)、针身(54)和针尖(55)；所述针柄(52)一端安装在针尾(51)内；针柄(52)另一端安装有针根(53)；所述针根(53)包括针身(54)和针尖(55)。

7.根据权利要求2所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述毫针(5)的长度为可变频超声波函数发生器(1)超声波半波长的整数倍。

8.根据权利要求2所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述可变频超声波函数发生器(1)产生15kHz～900kHz的交变电信号；可变频超声波函数发生器(1)输出的波形信号包括正弦波、三角波、方波、截断正弦波或者汉宁窗函数调制信号。

9.根据权利要求3所述的超声振动与传统针灸相结合的针灸装置，其特征在于，所述压电换能器中的压电材料(34)为石英晶体、压电陶瓷、弛豫性铁电材料或者压电复合材料。