CN109893756A - 一种自发电式电刺激理疗装置 - Google Patents

Abstract

一种自发电式电刺激理疗装置，包括：一电刺激单元，包含：中空的接触部，其上底面固定有固定部件，下底面开口，底部可贴附于待治疗皮肤；一放电针，穿过该接触部上的固定部件伸入至接触部内部，该放电针的外围带有绝缘包覆材料；以及一自发供能单元，该自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过一整流模块可控输出，该自发供能单元的一个电极与一参考皮肤接触，另一电极与放电针连接，非直接接触施加于待治疗皮肤。该自发电式电刺激理疗装置的实现自供能、电流较低、输出可控，没有危险性，相比传统的针刺等局部刺激手段，电刺激不直接接触皮肤，没有损伤皮肤及其内部组织的危险，整体具有环保、低能耗、高可靠性及高稳定性的优点。

Description

一种自发电式电刺激理疗装置

技术领域

本公开属于新能源与医疗领域，涉及一种自发电式电刺激理疗装置。

背景技术

针灸指在中医理论的指导下把针具按照一定的角度刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来对人体特定部位进行刺激从而达到治疗疾病的目的，或利用热的刺激来预防和治疗疾病。现代医学表明，针刺穴位20-30分钟后，人体会分泌号称“万能药”的糖皮质激素，起到镇痛的效果，也利用电刺激法治疗某些神经性的疾病，例如经颅微电流刺激疗法(Cranial electrotherapy stimulation，简称CES)，是通过低强度微量电流刺激大脑促使大脑分泌一系列与焦虑、抑郁、失眠等疾病存在密切联系的神经递质和激素，以此实现对这些疾病的治疗。促使神经系统分泌释放能够调节个体情绪与认知的各种神经递质，如内源性吗啡肽(具有镇静和产生欣快感的效果，个体的免疫系统能够得以强化)，乙酰胆碱(提高信息传递速度，增强大脑记忆能力，全面改善脑功能)，5-羟色胺(在脑内可参与多种生理功能及病理状态的调节)。

但是现有的针灸或是电刺激的治疗装置中，电刺激单元有的通过振动的方式实现刺激，有的是通过电控装置对电极进行通电，利用电极实现对肌肉或者其他组织的治疗过程，一般电极都会直接接触皮肤，同时一个电极给多人使用的话可能会导致由于接触的皮肤受损而引起的皮肤性疾病的传播，单独每个人使用单独的电极对应制造成本和资源浪费的问题，另外，现有的电刺激装置中，基本都需要外接的电源进行供电处理，能源消耗不容小觑。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种自发电式电刺激理疗装置，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种自发电式电刺激理疗装置，包括：一电刺激单元，包含：中空的接触部106，其上底面固定有固定部件107，下底面开口，底部可贴附于待治疗皮肤；一放电针109，穿过该接触部上的固定部件107伸入至接触部106内部，该放电针的外围带有绝缘包覆材料108；以及一自发供能单元，该自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过一整流模块105可控输出，该自发供能单元的一个电极104与一参考皮肤接触，另一电极与放电针109连接，非直接接触施加于待治疗皮肤。

在本公开的一些实施例中，自发供能单元为驻极体发电机；和/或，电刺激单元与自发供能单元的连接线路上还设置有一发光二极管阵列110。

在本公开的一些实施例中，驻极体发电机包括：上极板101a；下极板101b，与上极板101a相对设置；驻极体内芯102，贴附于该下极板101b或者包裹在所述下极板101b的外部；其中，与参考皮肤接触的电极为贴片电极104，该贴片电极104与下极板101b通过屏蔽电缆103相连；整流模块105与所述上极板101a通过屏蔽电缆103相连。

在本公开的一些实施例中，贴片电极104、上极板101a和下极板101b的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，贴片电极104、上极板101a和下极板101b的材料包括如下导电材料的一种或几种：金属单质、合金材料、复合金属、特殊功能导电材料，特殊功能导电材料包括：导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、结构型高分子导电材料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜；和/或，贴片电极104的形状包括如下形状的一种或其组合：网状，曲面状或平面状。

在本公开的一些实施例中，驻极体内芯102为各种具有压电性和驻极体特性的薄膜，其材料为高分子绝缘材料，包括：天然蜡、树脂、松香、磁化物、部分陶瓷材料、有机玻璃及高分子聚合物，高分子聚合物包含如下材料的一种或几种：K-1聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯，钛酸钡陶瓷；和/或，驻极体内芯102的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，驻极体内芯102为单层或多层，形状包括如下形状的一种或几种：网状，曲面状或平面状。

在本公开的一些实施例中，整流模块105以宏观电路、薄膜印刷电路或集成电路的方式附着在自发供能单元的内部或外部，包含如下元器件的一种或几种：桥式整流器件、电容、电感、二极管、三极管、气体放电管。

在本公开的一些实施例中，接触部106的上、下底面距离介于0.1mm～100mm之间；和/或，接触部106的材料为弹性绝缘有机高分子材料，包括如下材料的一种或其组合：硅橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶；接触部106的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体以及台体；和/或，接触部106的外部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×1000mm之间，腔体内部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×100mm之间。

在本公开的一些实施例中，固定部件107的材料为具有弹性的绝缘材料，该固定部件的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体、台体；该固定部件的中间开有一个直径介于0.1mm～10mm的圆形孔以供所述放电针109穿过。

在本公开的一些实施例中，绝缘包覆材料108完全包覆所述放电针109，或者部分包覆所述放电针109使其下部尖端暴露；优选的，下部尖端暴露的长度为0.1mm～100mm；和/或，绝缘包覆材料108为高度绝缘的有机或无机材料，包裹在所述放电针109的外部，包裹层的厚度介于0.1mm～10mm之间。

在本公开的一些实施例中，放电针109在所述固定部件107的约束下，在所述接触部106内可上下移动；

优选的，在所述接触部106下端紧贴皮肤时，所述放电针109的针尖距离皮肤的距离在0.1mm～50mm之间。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开提供的自发电式电刺激理疗装置，具有以下有益效果：

1、利用自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过整流模块105可控输出，该自发供能单元的一个电极104与一参考皮肤21接触，另一电极与电刺激单元中的放电针109连接，放电针位于中空的接触部106内部，利用自发供能单元产生的脉冲电流施加于放电针，放电针击穿空气与待治疗皮肤22产生放电，起到外部刺激和电流流经身体的电刺激效果，由于接触部的设置，使得放电针能够非直接接触施加于待治疗皮肤，并且可以获得200V-5000V以上的脉冲电压，电流较低，输出可控，没有危险性，相比传统的针刺等局部刺激手段，电刺激不直接接触皮肤，没有损伤皮肤及其内部组织的危险。该理疗装置能收集利用人体运动产生的多余能量转化成电能刺激人身体的某部位，是一种较为先进的理疗手段，具有非常广泛研究和应用前景。

2、更进一步的，将驻极体发电机作为自发供能单元，与电刺激单元进行结合，一方面，能够自我补充表面电荷及空间电荷，不必担心驻极体电荷流失，不需要外接任何电源，实现了自发电式电刺激治疗效果；另一方面，驻极体发电机相对封闭式的模块化结构，能适应更加恶劣的环境，维护措施更加便捷，整体具有环保、低耗以及很高的可靠性及稳定性。

3、更进一步的，在电刺激单元与自发供能单元的连接线路上设置一发光二极管阵列110，当拍打或挤压踩踏驻极体发电机101时，电位差导致脉冲电流从参考皮肤21流向待治疗皮肤22，放电针109击穿空气与待治疗皮肤22产生放电，起到外部刺激和电流流经身体刺激的效果，交流脉冲的频率和强度受到驻极体发电机振子振动频率的控制，通过观察串联LED的亮度患者自身便可以估测电流脉冲的大小，方便可控，具有巨大的应用潜力。

附图说明

图1为根据本公开一实施例所示的自发电式电刺激理疗装置的结构示意图。

图2为根据本公开一实施例所示的自发电式电刺激理疗装置的应用示意图。

【符号说明】

101-驻极体发电机；

101a-上极板；101b-下极板；

102-驻极体内芯；

103-屏蔽电缆；104-贴片电极；

105-整流模块；

106-接触部；

107-固定部件；108-绝缘包覆材料；

109-放电针；

110-发光二极管阵列；

21-参考皮肤；22-待治疗皮肤。

具体实施方式

驻极体是一种用途广泛的储电功能电介质，随着科学技术的发展，已经逐渐显示出它作为一种重要用途电子材料的潜力，在环境净化，能源，电子工程，生物医药上都有重要的应用。随着有机化学的进步，更多性能优异的有机高分子材料被科学家合成出来，这其中有很多材料都具有优异的驻极体性质。近年来有很多科学家利用电荷感应来制作微型驻极体发电机，驻极体发电机对于低频振动收集效率明显，将振动转换为高压脉冲(200-5000V)输出，脉冲具有电压高，脉冲宽度较短，释放电荷总量较低的特点。

基于驻极体发电机输出的可控、高压，短脉冲的特点，本公开将外部电刺激疗法和针灸相结合，设计一种自发电式电刺激理疗装置，收集人体运动产生的多余能量，转化为类似静电脉冲的形式，击穿空气达到刺激特定部位的效果。相比于传统针灸，本公开无皮肤破损的危险，电流大小和频率完全由人体控制，在现代医学和传统中医理论中都能获得重要应用途径，具有重大的开发利用价值。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。术语“介于A～B之间”包含端点值，表示A～B之间的任意值，包含A和B。

在本公开的第一个示例性实施例中，提供了一种自发电式电刺激理疗装置。

图1为根据本公开一实施例所示的自发电式电刺激理疗装置的结构示意图。

参照图1所示，本公开的自发电式电刺激理疗装置，包括：一电刺激单元，包含：中空的接触部106，其上底面固定有固定部件107，下底面开口，底部可贴附于待治疗皮肤；一放电针109，穿过该接触部上的固定部件107伸入至接触部106内部，该放电针的外围带有绝缘包覆材料108；以及一自发供能单元，该自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过一整流模块105可控输出，该自发供能单元的一个电极104与一参考皮肤接触，另一电极与放电针109连接，非直接接触施加于待治疗皮肤。

在本公开的一些实施例中，自发供能单元为驻极体发电机101。

在本公开的一些实施例中，驻极体发电机101包括：上极板101a；下极板101b，与上极板101a相对设置；驻极体内芯102，贴附于该下极板101b或者包裹在所述下极板101b的外部；其中，与参考皮肤接触的电极为贴片电极104，该贴片电极104与下极板101b通过屏蔽电缆103相连；整流模块105与所述上极板101a通过屏蔽电缆103相连。

在本公开的一些实施例中，贴片电极104、上极板101a和下极板101b的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，贴片电极104、上极板101a和下极板101b的材料包括如下导电材料的一种或几种：金属单质、合金材料、复合金属、特殊功能导电材料，特殊功能导电材料包括：导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、结构型高分子导电材料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜；和/或，贴片电极104的形状包括如下形状的一种或其组合：网状，曲面状或平面状。

在本公开的一些实施例中，驻极体内芯102为各种具有压电性和驻极体特性的薄膜，其材料为高分子绝缘材料，包括：天然蜡、树脂、松香、磁化物、部分陶瓷材料、有机玻璃及高分子聚合物，高分子聚合物包含如下材料的一种或几种：K-1聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯，钛酸钡陶瓷；和/或，驻极体内芯102的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，驻极体内芯102为单层或多层，形状包括如下形状的一种或几种：网状，曲面状或平面状。

在本公开的一些实施例中，整流模块105以宏观电路、薄膜印刷电路或集成电路的方式附着在自发供能单元的内部或外部，包含如下元器件的一种或几种：桥式整流器件、电容、电感、二极管、三极管、气体放电管。

例如，在一实例中，整流模块105为一火花间隙。

在本公开的一些实施例中，接触部106的上、下底面距离介于0.1mm～100mm之间；和/或，接触部106的材料为弹性绝缘有机高分子材料，包括如下材料的一种或其组合：硅橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶；接触部106的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体以及台体；和/或，接触部106的外部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×1000mm之间，腔体内部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×100mm之间。例如，在一实例中，该接触部106为中空的针筒，下底面暴露，贴附于待治疗皮肤。

在本公开的一些实施例中，固定部件107的材料为具有弹性的绝缘材料，该固定部件的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体、台体；该固定部件的中间开有一个直径介于0.1mm～10mm的圆形孔以供所述放电针109穿过。

在本公开的一些实施例中，绝缘包覆材料108完全包覆所述放电针109，或者部分包覆所述放电针109使其下部尖端暴露；优选的，下部尖端暴露的长度为0.1mm～100mm；和/或，绝缘包覆材料108为高度绝缘的有机或无机材料，包裹在所述放电针109的外部，包裹层的厚度介于0.1mm～10mm之间。

在本公开的一些实施例中，放电针109在所述固定部件107的约束下，在所述接触部106内可上下移动。

优选的，在所述接触部106下端紧贴皮肤时，所述放电针109的针尖距离皮肤的距离在0.1mm～50mm之间。

利用自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过整流模块105可控输出，该自发供能单元的一个电极104与一参考皮肤21接触，另一电极与电刺激单元中的放电针109连接，放电针位于中空的接触部106内部，利用自发供能单元产生的脉冲电流施加于放电针，放电针击穿空气与待治疗皮肤22产生放电，起到外部刺激和电流流经身体的电刺激效果，由于接触部的设置，使得放电针能够非直接接触施加于待治疗皮肤，并且可以获得200V-5000V以上的脉冲电压，电流较低，输出可控，没有危险性，相比传统的针刺等局部刺激手段，电刺激不直接接触皮肤，没有损伤皮肤及其内部组织的危险。

将驻极体发电机作为自发供能单元，与电刺激单元进行结合，一方面，能够自我补充表面电荷及空间电荷，不必担心驻极体电荷流失，不需要外接任何电源，实现了自发电式电刺激治疗效果；另一方面，驻极体发电机相对封闭式的模块化结构，能适应更加恶劣的环境，维护措施更加便捷，整体具有环保、低耗以及很高的可靠性及稳定性。

图2为根据本公开一实施例所示的自发电式电刺激理疗装置的应用示意图。

参照图2所示，在一优选实施例中，电刺激单元与自发供能单元的连接线路上还设置有一发光二极管阵列110。

通过在电刺激单元与自发供能单元的连接线路上设置一发光二极管阵列110，当拍打或挤压踩踏驻极体发电机101时，电位差导致脉冲电流从参考皮肤21流向待治疗皮肤22，放电针109击穿空气与待治疗皮肤22产生放电，起到外部刺激和电流流经身体刺激的效果，交流脉冲的频率和强度受到驻极体发电机振子振动频率的控制，通过观察串联LED的亮度患者自身便可以估测电流脉冲的大小，方便可控，具有巨大的应用潜力。

综上所述，本公开提供了一种自发电式电刺激理疗装置，通过设置用于治疗的电刺激单元为特定的结构，放电针不与皮肤直接接触；同时结合自发供能单元收集人体产生的机械能作为供能来源并对电路进行设计实现可控放电输出，该理疗装置能收集利用人体运动产生的多余能量转化成电能刺激人身体的某部位，是一种较为先进的理疗手段，具有非常广泛研究和应用前景。交流脉冲的频率和强度受到驻极体发电机振子振动频率的控制，通过观察串联LED的亮度患者自身便可以估测电流脉冲的大小，方便可控，具有巨大的应用潜力。该自发电式电刺激理疗装置的实现自供能、电流较低、输出可控，没有危险性，相比传统的针刺等局部刺激手段，电刺激不直接接触皮肤，没有损伤皮肤及其内部组织的危险，整体具有环保、低耗以及很高的可靠性及稳定性的优点。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

并且，为实现图面整洁的目的，一些习知惯用的结构与组件在附图可能会以简单示意的方式绘示之。另外，本案的附图中部分的特征可能会略为放大或改变其比例或尺寸，以达到便于理解与观看本发明的技术特征的目的，但这并非用于限定本发明。依照本发明所公开的内容所制造的产品的实际尺寸与规格应是可依据生产时的需求、产品本身的特性、及搭配本发明如下所公开的内容据以调整，于此先进行声明。

再者，单词“包含”或“包括”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，包括：

一电刺激单元，包含：中空的接触部(106)，其上底面固定有固定部件(107)，下底面开口，底部可贴附于待治疗皮肤；一放电针(109)，穿过该接触部上的固定部件(107)伸入至接触部(106)内部，该放电针的外围带有绝缘包覆材料(108)；以及

一自发供能单元，该自发供能单元收集人体外部机械能转化为交流电能并通过一整流模块(105)可控输出，该自发供能单元的一个电极(104)与一参考皮肤接触，另一电极与放电针(109)连接，非直接接触施加于待治疗皮肤。

2.根据权利要求1所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述自发供能单元为驻极体发电机；和/或，

所述电刺激单元与自发供能单元的连接线路上还设置有一发光二极管阵列(110)。

3.根据权利要求2所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，该驻极体发电机包括：

上极板(101a)；

下极板(101b)，与上极板(101a)相对设置；

驻极体内芯(102)，贴附于该下极板(101b)或者包裹在所述下极板(101b)的外部；

其中，与参考皮肤接触的电极为贴片电极(104)，该贴片电极(104)与所述下极板(101b)通过屏蔽电缆(103)相连；整流模块(105)与所述上极板(101a)通过屏蔽电缆(103)相连。

4.根据权利要求3所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述贴片电极(104)、上极板(101a)和下极板(101b)的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，

所述贴片电极(104)、上极板(101a)和下极板(101b)的材料包括如下导电材料的一种或几种：金属单质、合金材料、复合金属、特殊功能导电材料，特殊功能导电材料包括：导电塑料、导电橡胶、导电纤维织物、导电涂料、结构型高分子导电材料、导电胶粘剂以及透明导电薄膜；和/或，

所述贴片电极(104)的形状包括如下形状的一种或其组合：网状，曲面状或平面状。

5.根据权利要求3所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述驻极体内芯(102)为各种具有压电性和驻极体特性的薄膜，其材料为高分子绝缘材料，包括：天然蜡、树脂、松香、磁化物、部分陶瓷材料、有机玻璃及高分子聚合物，高分子聚合物包含如下材料的一种或几种：K-1聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚全氟乙烯丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯，钛酸钡陶瓷；和/或，

所述驻极体内芯(102)的厚度介于0.05mm～10mm之间；长和宽的尺寸介于5mm×5mm～1000mm×1000mm之间；和/或，

所述驻极体内芯(102)为单层或多层，形状包括如下形状的一种或几种：网状，曲面状或平面状。

6.根据权利要求1所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述整流模块(105)以宏观电路、薄膜印刷电路或集成电路的方式附着在自发供能单元的内部或外部，包含如下元器件的一种或几种：桥式整流器件、电容、电感、二极管、三极管、气体放电管。

7.根据权利要求1所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述接触部(106)的上、下底面距离介于0.1mm～100mm之间；和/或，

所述接触部(106)的材料为弹性绝缘有机高分子材料，包括如下材料的一种或其组合：硅橡胶、天然橡胶、异戊橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氟橡胶、聚硫橡胶；

所述接触部(106)的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体以及台体；和/或，

所述接触部(106)的外部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×1000mm之间，腔体内部尺寸介于5mm×5mm×5mm至1000mm×1000mm×100mm之间。

8.根据权利要求1所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述固定部件(107)的材料为具有弹性的绝缘材料，该固定部件的形状为如下形状的一种或其组合：圆柱体、长方体、椎体、台体；该固定部件的中间开有一个直径介于0.1mm～10mm的圆形孔以供所述放电针(109)穿过。

9.根据权利要求1所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，

所述绝缘包覆材料(108)完全包覆所述放电针(109)，或者部分包覆所述放电针(109)使其下部尖端暴露；优选的，下部尖端暴露的长度为0.1mm～100mm；和/或，

所述绝缘包覆材料(108)为高度绝缘的有机或无机材料，包裹在所述放电针(109)的外部，包裹层的厚度介于0.1mm～10mm之间。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的自发电式电刺激理疗装置，其特征在于，所述放电针(109)在所述固定部件(107)的约束下，在所述接触部(106)内可上下移动；

优选的，在所述接触部(106)下端紧贴皮肤时，所述放电针(109)的针尖距离皮肤的距离在0.1mm～50mm之间。