CN110051931A - 一种输出磁场的可穿戴装置及其电磁转换单元定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输出磁场的可穿戴装置及其电磁转换单元定位方法，包括电磁转换单元佩戴装置，还包括电磁转换单元，用于贴附在所述电磁转换单元佩戴装置上，还包括激励装置，激励装置产生足够强的可调节强度、脉冲宽度、间隔时间中的一项或多项的驱动激励电流，输出到所述电磁转换单元。本发明的输出磁场的可穿戴装置，通过在电磁转换单元佩戴装置的全部外表面上设置魔术贴子面或者母面，在电磁转换单元上设置有与电磁转换单元佩戴装置的外表面上的魔术贴粘合的魔术贴母面或者子面，可以根据需要任意调节电磁转换单元在电磁转换单元佩戴装置上的设置位置，增大输出磁场的方位可调节范围，且操作简单。

Description

一种输出磁场的可穿戴装置及其电磁转换单元定位方法

技术领域

本发明涉及一种输出磁场的可穿戴装置及其电磁转换单元定位方法。

背景技术

目前经颅磁刺激技术得到了广泛使用，在神经心理科、康复科、儿科等各个方面都得到了应用。使用该技术可对患有抑郁症、睡眠障碍等疾病的患者进行治疗，采用非药物治疗的经颅磁刺激治疗方式在临床上取得了可喜的成绩。

授权公告号为CN 206964885 U的中国发明专利公开了一种经颅磁刺激装置的磁输出装置，包括外壳、底座、皮带和套圈，外壳固定在底座的上表面，外壳上表面设置有呈圆状的凹槽，凹槽中心位置设置有呈圆柱状的旋钮，旋钮通过丝杆竖直贯穿外壳的中心位置，外壳外表面一端设置有接线口，外壳的内部设置有圈芯，圈芯表面饶有若干圈铜丝，圈芯的中心位置设置有通孔，丝杆穿过通孔，底座内部设置有空腔，底座的外侧表面两端对称设置有两个凸起。该磁输出装置的线圈可以通过丝杆上下调动调节磁场的大小，提高磁的聚焦性，通过底座在皮带上滑动，可以调节圈芯的位置进而调节磁场的位置。

但是，上述的经颅磁刺激装置的磁输出装置在调节圈芯的位置时，圈芯的移动轨迹受到皮带的限制，圈芯的位置并不能进行全方位调节，这就导致该磁输出装置的安装位置灵活度小，输出磁场方位的可调节范围较小，不能很好的满足使用者的需求。因此，需要设计一种输出磁场方位的可调节范围更大的头戴式磁场输出装置。

发明内容

为了解决上述技术问题，本方案提供一种输出磁场的可穿戴装置，以增强电磁转换单元安装的灵活度，进而增大输出磁场方位的可调节范围，更好的满足使用者的需求；本发明还提供一种用于上述的输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，以提高电磁转换单元定位的准确性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种输出磁场的可穿戴装置，包括一个或多个电磁转换单元佩戴装置，所述电磁转换单元佩戴装置符合人体头部、胸部、腹部及四肢的形状，为可穿戴结构，穿戴于人体的一个或多个部位，贴附于用户身体表面；还包括一个或多个电磁转换单元，用于贴附在所述电磁转换单元佩戴装置上，以向人体内治疗目标区域施加磁场；还包括一个或多个激励装置，所述激励装置产生足够强的可调节强度、脉冲宽度、间隔时间中的一项或多项的驱动激励电流，输出到所述电磁转换单元。

进一步，所述电磁转换单元由线圈和所述线圈中心或外部的导磁体构成，线圈呈圆形绕制，所述电磁转换单元成对设置，且每一对电磁转换单元中的单个电磁转换单元的磁场方向相同，且相对设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上。

进一步，所述电磁转换单元由线圈和所述线圈中心或外部的导磁体构成，线圈呈8字形绕制，8字形绕制的电磁转换单元可独立设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上；8字形绕制的电磁转换单元两环形结构的结合部为可活动的。

进一步，所述激励装置由一个或多个控制单元、一个或多个储能单元、一个或多个电能释放单元、一个输入单元、一个供电单元构成。

进一步，所述激励装置的工作模式为典型模式、自动模式和自定模式；所述典型模式，激励装置的信号以预设好的，适用于典型症状的一种或多种强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到与之相适用的一个或多个电磁转换单元；所述自动模式，激励装置的信号以所优化的脉冲宽度、间隔时间和电磁转换单元数量因素，自动选择个体所能承受的最大强度，施加到所述数量的电磁转换单元；所述自定模式，激励装置的信号以人为设置的强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到设置好的一个或多个电磁转换单元。

进一步，所述电磁转换单元佩戴装置上还设置有定位坐标，用于显示、提示电磁转换单元放置位置，所述定位坐标为标注于电磁转换单元佩戴装置上，以横坐标与纵坐标交汇的网格或区域编号来实现定位；所述电磁转换单元佩戴装置的外表面的正前方和正后方设置有佩戴标记。

进一步，所述电磁转换单元佩戴装置的外表面上还设置有用于调节松紧度的扣带。

进一步，所述电磁转换单元佩戴装置的外表面上全部设置有魔术贴，所述电磁转换单元上设置有与电磁转换单元佩戴装置上的魔术贴配合的魔术贴，通过魔术贴将电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面。

本发明的输出磁场的可穿戴装置，将电磁转换单元佩戴装置设置为符合人体头部、胸部、腹部及四肢的形状，为可穿戴结构，穿戴于人体的一个或多个部位，贴附于用户身体表面，并将电磁转换单元贴附在电磁转换单元佩戴装置上，以向人体内治疗目标区域施加磁场，通过贴附的方式设置电磁转换单元可以根据需要任意调节电磁转换单元在电磁转换单元佩戴装置上的设置位置，增大输出磁场的方位可调节范围，且操作简单。

一种应用于上述的输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，包括步骤一，建立用户的三维模型，确定用户治疗目标在三维模型中的位置；

步骤二，判断治疗目标位置是否在用户身体的中央区域；

若治疗目标位置在用户身体的中央区域，则建立电磁转换单元第一配置方案，所述电磁转换单元第一配置方案为选择所述电磁转换单元为一对或多对圆形绕制的电磁转换单元，且每一对中的两个电磁转换单元以治疗目标位置为中心对称设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上，并输出电磁转换单元第一配置方案；

若治疗目标位置不在中央区域，则建立电磁转换单元第二配置方案，所述电磁转换单元第二配置方案为选择所述电磁转换单元为一个或多个8形绕制的电磁转换单元，8形绕制的电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上靠近治疗目标的位置，并输出电磁转换单元第二配置方案；

步骤三，根据三维模型输出的电磁转换单元配置方案及治疗目标在三维模型中的位置，确定实际电磁转换单元佩戴装置在人体上应佩戴的位置，以及电磁转换单元在电磁转换单元佩戴装置上的配置方案及设置位置。

本发明的应用于输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，能够精准的定位电磁转换单元佩戴装置的佩戴位置以及电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置上的位置，提高治疗的效果。

附图说明

图1为本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例1的系统结构示意图；

图2为本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例1的电磁转换单元佩戴装置及磁场输出单元的结构示意图；

图3为图2中的电磁转换单元的线圈磁场示意图；

图4为本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例2的电磁转换单元佩戴装置及电磁转换单元的结构示意图；

图5为图4中的电磁转换单元的线圈磁场示意图。

图中：1、供电单元；2、储能单元；3、电能释放单元；4、电磁转换单元；5、控制单元；6、输入单元；7、电磁转换单元佩戴装置；8、圆形线圈；9、8字形电磁转换单元；10、8字形线圈；11、经线；12、纬线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的输出磁场的可穿戴装置做详细说明。

本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例1如图1至图3所示，包括一个电磁转换单元佩戴装置7，电磁转换单元佩戴装置7符合人体头部(在其它实施例中，电磁转换单元佩戴装置也可以设置成符合人体胸部、腹部及四肢的形状)的形状，为可穿戴结构，穿戴于人体头部，贴附于用户身体表面。还包括一个电磁转换单元4(在其它实施例中，电磁转换单元还可以根据需要设置有多个)，用于贴附在电磁转换单元佩戴装置7上，以向人体内治疗目标区域施加磁场。电磁转换单元佩戴装置7的外表面上全部设置有魔术贴，电磁转换单元4上设置有与电磁转换单元佩戴装置7上的魔术贴配合的魔术贴，通过魔术贴将电磁转换单元4设置于电磁转换单元佩戴装置7的外表面。这样设置可以根据需要任意调节电磁转换单元4的位置，而且调节过程简单便捷。

还包括一个激励装置(在其它实施例中，激励装置还可以设置有多个)，激励装置产生足够强的可调节强度、脉冲宽度、间隔时间中的一项或多项的驱动激励电流，输出到电磁转换单元4。激励装置由控制单元5、储能单元2、电能释放单元3、输入单元6、供电单元1构成。控制单元5，用于各个单元的协调控制，采用单片机、或FPGA为核心器件。储能单元2，用于存储积蓄供高电压、大电流释放的电能，采用电容器及超级电容等器件为基本储能元器件。电能释放单元3，用于在控制单元5的指令下，将储能单元2的电能以高电压、大电流的形式施加到电磁转换单元4上，采用大功率MOS管、大功率可控硅等为基本元器件。输入单元6，用于接收外部信息与指令，采用串口通信，外接PC机，或者键盘。供电单元1，用于向各个用电单元供给电能。激励装置的工作模式为典型模式、自动模式和自定模式；典型模式，激励装置的信号以预设好的，适用于典型症状的一种或多种强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到与之相适用的电磁转换单元4；自动模式，激励装置的信号以所优化的脉冲宽度、间隔时间和电磁转换单元数量因素，自动选择个体所能承受的最大强度，施加到电磁转换单元4上；自定模式，激励装置的信号以人为设置的强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到设置好的电磁转换单元4。

电磁转换单元4由线圈和线圈中心或外部的导磁体构成，线圈为圆形线圈8，线圈呈圆形绕制，电磁转换单元4成对设置，且每一对电磁转换单元中的单个电磁转换单元4的磁场方向相同，且左右相对设置于电磁转换单元佩戴装置7的外表面上。电磁转换单元4为圆形绕制，电流通过线圈，按照安培定则，线圈内部产生通过线圈中心的磁场。(在其它实施例中，电磁转换装置的线圈还可以是呈8字形绕制时，电流通过线圈，按照安培定则，在同一时间内8字形线圈的两个圆孔中产生方向相反这的磁场，磁场力线的路径将在8字形线圈其中一个环穿入，从另一个环穿出。)

电磁转换单元佩戴装置7，用于将电磁转换单元4，根据治疗需要磁场的强度、方向、作用目标的位置和大小，确定电磁转换单元4的类别、数量、分布，安装在电磁转换单元佩戴装置7上，形成整体，以佩戴的方式，贴附于人体治疗区域。

电磁转换单元佩戴装置7上还设置有定位坐标，用于显示、提示电磁转换单元4放置位置，定位坐标为标注于电磁转换单元佩戴装置7上，以经线11和纬线12交汇的网格来实现定位；电磁转换单元佩戴装置7的外表面的正前方和正后方设置有佩戴标记(图中未示出)。电磁转换单元佩戴装置7的外表面上还设置有用于调节松紧度的扣带(图中未示出)，佩戴好后调整扣带松紧将电磁转换单元佩戴装置7固定在患者头部。电磁转换单元佩戴装置7是根据用户体型大小进行定制的，制作方式可以3D打印、纺织、裁剪缝制等工艺制作。

下面以释放100V、10A、0.1秒，间隔0.9秒为例，其工作过程是：控制单元5先向储能单元2发送电压100V的指令，并监测电能的储蓄情况，储能单元2将供电单元1输送过来的电能提升至100V，给电容器充电积蓄电能，并传输给电能释放单元3，电能释放单元3在控制单元5的指令下，将储能单元2传输过来的电能以10A电流导通，向磁场输出单元4施加0.1秒，然后关闭0.9秒，磁场输出单元4在接收到100V、10A、0.1秒的电能后，即产生相应的强度的磁场；在电能释放单元3导通的0.1秒中，储能单元2为放电状态，在电能释放单元3关闭的0.9秒中，储能单元2为充电状态。

图3所示为本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例1中的磁场输出单元4的线圈磁场示意图，为使治疗区域能够达到一定的磁场强度，将两个磁场输出单元4左右相对设置，并保证两个圆形线圈8产生的磁场方向一致。其中虚线为磁力线方向，当电流为图3中箭头方向时，磁力线均从两个圆形线圈8的左端入、右端出，在两圆形线圈8之间即形成方向是由左到右的磁力线。当人的头部正好处于两个圆形线圈8的中间时，磁力线正好穿过头部，若病变区域正好在磁力线通过的穿过的路径，即在病变区域内形成了磁场。

本发明的输出磁场的可穿戴装置在使用时先将电磁转换单元佩戴装置7戴在患者头部，然后根据患者的病变区域位置选择电磁转换单元4的设置位置，设置电磁转换单元4时只需要将其粘贴在电磁转换单元佩戴装置7上的相应位置即可。

本发明的输出磁场的可穿戴装置通过在电磁转换单元佩戴装置7的全部外表面上设置魔术贴子面或者母面，在电磁转换单元4上设置有与电磁转换单元佩戴装置7的外表面上的魔术贴粘合的魔术贴母面或者子面，可以根据需要任意调节电磁转换单元4在电磁转换单元佩戴装置7上的设置位置，增大输出磁场的方位可调节范围，且操作简单。

如图4至图5所示，本发明的输出磁场的可穿戴装置的实施例2与上述实施例1的区别仅在于，电磁转换单元为8字形电磁转换单元9，其内设置的线圈为8字形线圈10，8字形电磁转换单元9的两环形结构的结合部为可活动的，可使两个环形所在的平面之间以结合部为轴产生最小120度的夹角。在使用时，调整两个环形结构间的夹角以适应身体表面的弧度，可将8字形电磁转换单元9根据患者的病变区域粘贴设置于电磁转换单元佩戴装置7上的相应位置，8字形电磁转换单元9的个数可以根据需要进行设置，而不必成对设置。当电流方向为图5中箭头所示的方向时，流到左边的线圈为顺时针通过，产生方向是由外向里的磁场，流到右边的线圈时则逆时针通过，产生方向是由里向外的磁场。由于8字形线圈10的两个线圈相邻，当电流方向如图5中箭头所示的方向时，由上述所知，在左边的线圈中磁力线方向是由上到下穿过的，在右边的线圈中磁力线方向是由下到上穿过的；由于两个线圈相邻，磁力线从左边的线圈由上向下穿过，从右边的线圈由下向上穿出，即形成图中所示的环形磁力线。当8字形线圈10形成的平面靠近人的头部时，上述环形磁力线正好穿过人的头部，若病变区域正好在磁力线通过的穿过的路径，即在病变区域内形成了磁场。

在其它实施例中，电磁转换单元佩戴装置的外表面上还可以不设置经线、纬线、佩带标记以及扣带，此时佩戴主体的定位效果较差。

在其它实施例中，线圈的绕制形状还可以根据需要进行设置而不必绕制成圆形或者8字形，例如，绕制成椭圆形。

在其它实施例中，输入单元还可以本身就具有输入指令按键，而不必再外接计算机。

在其它实施例中，电磁转换单元还可以通过双面胶粘贴设置于电磁转换单元佩戴装置上。

本发明还提供一种应用于上述的输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，包括以下步骤：

步骤一，建立用户的三维模型，确定用户治疗目标在三维模型中的位置；

步骤二，判断治疗目标位置是否在用户身体的中央区域；

若治疗目标位置在用户身体的中央区域，则建立电磁转换单元第一配置方案，所述电磁转换单元第一配置方案为选择所述电磁转换单元为一对或多对圆形绕制的电磁转换单元，且每一对中的两个电磁转换单元以治疗目标位置为中心对称设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上，并输出电磁转换单元第一配置方案；

若治疗目标位置不在中央区域，则建立电磁转换单元第二配置方案，所述电磁转换单元第二配置方案为选择所述电磁转换单元为一个或多个8形绕制的电磁转换单元，8形绕制的电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上靠近治疗目标的位置，并输出电磁转换单元第二配置方案；

步骤三，根据三维模型输出的电磁转换单元配置方案及治疗目标在三维模型中的位置，确定实际电磁转换单元佩戴装置在人体上应佩戴的位置，以及电磁转换单元在电磁转换单元佩戴装置上的配置方案及设置位置。

本发明的应用于输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，能够精准的定位电磁转换单元佩戴装置的佩戴位置以及电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置上的位置，提高治疗的效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，

包括一个或多个电磁转换单元佩戴装置，所述电磁转换单元佩戴装置符合人体头部、胸部、腹部及四肢的形状，为可穿戴结构，穿戴于人体的一个或多个部位，贴附于用户身体表面；

还包括一个或多个电磁转换单元，用于贴附在所述电磁转换单元佩戴装置上，以向人体内治疗目标区域施加磁场；

还包括一个或多个激励装置，所述激励装置产生足够强的可调节强度、脉冲宽度、间隔时间中的一项或多项的驱动激励电流，输出到所述电磁转换单元。

2.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述电磁转换单元由线圈和所述线圈中心或外部的导磁体构成，线圈呈圆形绕制，所述电磁转换单元成对设置，且每一对电磁转换单元中的单个电磁转换单元的磁场方向相同，且相对设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上。

3.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述电磁转换单元由线圈和所述线圈中心或外部的导磁体构成，线圈呈8字形绕制，8字形绕制的电磁转换单元可独立设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上；8字形绕制的电磁转换单元两环形结构的结合部为可活动的。

4.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述激励装置由一个或多个控制单元、一个或多个储能单元、一个或多个电能释放单元、一个输入单元、一个供电单元构成。

5.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述激励装置的工作模式为典型模式、自动模式和自定模式；

所述典型模式，激励装置的信号以预设好的，适用于典型症状的一种或多种强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到与之相适用的一个或多个电磁转换单元；

所述自动模式，激励装置的信号以所优化的脉冲宽度、间隔时间和电磁转换单元数量因素，自动选择个体所能承受的最大强度，施加到所述数量的电磁转换单元；

所述自定模式，激励装置的信号以人为设置的强度、脉冲宽度、间隔时间组合，施加到设置好的一个或多个电磁转换单元。

6.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述电磁转换单元佩戴装置上还设置有定位坐标，用于显示、提示电磁转换单元放置位置，所述定位坐标为标注于电磁转换单元佩戴装置上，以横坐标与纵坐标交汇的网格或区域编号来实现定位；所述电磁转换单元佩戴装置的外表面的正前方和正后方设置有佩戴标记。

7.根据权利要求6所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述电磁转换单元佩戴装置的外表面上还设置有用于调节松紧度的扣带。

8.根据权利要求1所述的输出磁场的可穿戴装置，其特征在于，所述电磁转换单元佩戴装置的外表面上全部设置有魔术贴，所述电磁转换单元上设置有与电磁转换单元佩戴装置上的魔术贴配合的魔术贴，通过魔术贴将电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面。

9.一种应用于上述的输出磁场的可穿戴装置的电磁转换单元定位方法，其特征在于，包括，步骤一，建立用户的三维模型，确定用户治疗目标在三维模型中的位置；

步骤二，判断治疗目标位置是否在用户身体的中央区域；

若治疗目标位置在用户身体的中央区域，则建立电磁转换单元第一配置方案，所述电磁转换单元第一配置方案为选择所述电磁转换单元为一对或多对圆形绕制的电磁转换单元，且每一对中的两个电磁转换单元以治疗目标位置为中心对称设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上，并输出电磁转换单元第一配置方案；

若治疗目标位置不在中央区域，则建立电磁转换单元第二配置方案，所述电磁转换单元第二配置方案为选择所述电磁转换单元为一个或多个8形绕制的电磁转换单元，8形绕制的电磁转换单元设置于电磁转换单元佩戴装置的外表面上靠近治疗目标的位置，并输出电磁转换单元第二配置方案；

步骤三，根据三维模型输出的电磁转换单元配置方案及治疗目标在三维模型中的位置，确定实际电磁转换单元佩戴装置在人体上应佩戴的位置，以及电磁转换单元在电磁转换单元佩戴装置上的配置方案及设置位置。