CN1105586C - 用电脉冲止痛的装置 - Google Patents

Abstract

用于止痛和减轻挛缩以及再生皮肤用的便携式装置，其包括一个用来将电流脉冲加在使用者皮肤上的作用头(10)和一个供使用者用手握持的手柄(16)。此作用头具有其母线为凸形的圆柱体的一部分的形状，并且至少带有位于其外表面上或距上述外表面一恒定距离处的一个电极(22，24)，且其至少一部分位于容许同使用者皮肤相接触的圆柱体一部分的每一母线上。因此，此作用头总是通过包括电极部分的圆柱体一部分的许多条母线之一同使用者的皮肤接触，而与此作用头相对于使用者皮肤的倾斜无关。

Description

用电脉冲止痛的装置

                      技术领域

本发明一般性涉及将电脉冲施加在使用者皮肤上面以提供止痛的装置，尤其涉及这种类型的高效装置，不管其相对于皮肤处在什么位置，均对使用者无不适感。

                      现有技术

我们已经知道以应用电脉冲为基础的止痛装置，其中的电流是靠压电放电产生的。于87.3.18颁发给Dervieux的专利申请EP-0214136，描述了一种以压电瞬态放电为基础的止痛装置。其操作头是由双极性的电极构成的，其中不是一极直接与皮肤接触而另一极与皮肤保持一定距离，就是两极同时与皮肤保持一定距离。当压电晶体受压时，便会出现静电放电的热电子与皮肤碰撞而产生有益健康的效果。

按照另一类型的止痛装置，其放电作用不是通过压电元件产生的，而是通过“弛豫型”的发生器。于89.6.23颁发给Kogan的法国专利申请FR-2624748，描述了这种类型的装置，其中作用在使用者皮肤上的放电作用，是由“R.C型”信号发生器产生的。

也是以电脉冲加在使用者皮肤上为基础的同样类型的其它一些止痛装置，被描述在以下的专利FR-A-2.621.827，ES-A-0,603,451以及EP-A-0.387.176中。

所有这些装置均包括一个必需与皮肤保持接触以施加电脉冲的作用头。由于皮肤的表面并不是平的，故对使用者来说，永久保持操作头与皮肤接触是非常困难的。操作头的极少量倾斜均会使电极和皮肤间的距离增加，使脉冲电压和强度提高，特别是对湿的皮肤或处于潮湿的空气中。这样一来，0.1毫米的间隙可产生100伏的电压升高，1毫米的间隙可导致1000伏的电压增高。如果双极性电极的两极从作用头缩进，则此电压还要加倍。最终将在这些装置上发生过早的放电，特别是当趋近或者搬开该装置时。

所有这些装置中使用的电极通常具有复杂的应用表面，带有许多能够滞留可能对健康有害或者引起感染的各种污秽成分的凹坑。此外，这样的表面对于粘附可更换的卫生防护层并不适合。

最后，对于在潮湿的皮肤上面使用这种装置而言，一个电极必须与皮肤接触而另一电极必须冒着勾消其效果的风险而不接触皮肤，且必须与其保持约1毫米的距离(其与1000伏的电压对应)。因此，对于这类装置来说，工作电压的下限是高的。

所有这些均使该装置的使用费劲和不可预料；尤其是，其平操作头相对皮肤表面倾斜时带来的强度增高、过早放电的发生、和使效率降低的不良的放电分布，均将导致使用者的忧虑和排斥反应。

                        发明公开

正因为如此，所以本发明的目的在于提供一种通过电脉冲进行止痛的装置，不论其操作位置如何，均无上述缺陷。

本发明的另一目的在于提供一种通过一恒定电压的电脉冲进行止痛的装置，而不管皮肤干燥或者潮湿，也不管其操作头相对于皮肤如何倾斜。

因此，本发明涉及用于止痛和减轻挛缩以及用于皮肤再生的便携装置，它包括供使用者用手握持的手柄以及对使用者皮肤施加电脉冲用的作用头，其作用头具有其准线为凸形的圆柱体一部分的形状。用于施加电脉冲的作用头，至少包括位于该圆柱体外表面上或与这个外表面相距一固定距离处的用于产生电脉冲的一个电极，至少该电极的一部分位于预计需与使用者皮肤相接触的每一母线上，此作用头总是通过包括该电极一部分的该圆柱体部分的一条母线同使用者的皮肤相接触，而不管其相对于使用者皮肤表面的倾角如何。

根据本发明的第一个特征，用于施加电脉冲的作用头，包括在给定的时间具有一给定极性的第一组电极，以及在同一给定时间其极性与第一组相反的第二组电极，所有的电极相互平行且与其形状为圆柱体一部分的作用头的母线相垂直，而且两组电极交替定位。

根据本发明的第二个特征，用于施加电脉冲的作用头用一层绝缘材料覆盖，例如用固定厚度的多孔无纺纤维熟石膏(fabric plaster)覆盖，使其电极与皮肤隔开一固定距离，例如小于1mm，而不论其作用头相对于皮肤的倾角如何。

本发明装置的结构使其有可能用在使用者的全部皮肤区域，而不管其作用角度可能相对于皮肤表面变化到180°，既不为会发生强度变化，又不会出现过早的放电。

这样的装置具有许多优点，尤其是一方面能使其使用比以前的装置的电压低得多的最低电压，以前的装置使用数千伏的电压，而本装置只要求几百伏；另一方面能使其以比产生疼痛低的电平对最大放电强度进行限制和电子调节，因而消除过早的放电。

                      附图简述

本发明的目的、性能和其它特征，将由以下参照附图所作的说明而变得更加明显，其中，

图1表示根据本发明的装置最佳实施例的透视图；

图2表示以60°角相对于手柄轴线倾斜的作用头断面图；

图3表示在与圆柱体部分垂直方向上包括一些带有交变极性的平行电极的作用头的前视图；

图4概略表示其前表面如图3所示的作用头的透视图；

图5表示根据本发明的与使用者皮肤相接触的作用头断面图；

图6表示包括一些相对于圆柱体部分的母线倾斜的平行电极的作用头的前表面；

图7表示带有一些与圆柱体部分母线平行的电极的作用头的前表面；

图8表示其电极为绝缘材料层所覆盖的作用头断面图；

图9表示其电极由相互排成一行的两条圆柱棒构成的作用头断面图；

图10概略表示本发明的实施例，其中的作用头是由彼此对中形成悬臂的两个电极构成的；

图11表示包括具有相同极性的平行电极的作用头的前表面；

图12表示一种实施例的横截面，其中的作用头是由单一圆柱形电极构成；

图13表示组成单极性电极的格册，作为上述实施例的一种变化；

图14表示构成作用头的组件，其包括用一个绝缘材料层覆盖的图13所示的格栅，在该层中装有形成电极的平行条板；

图15、16、17和18表示在图14实施例中的构成电极绝缘材料层的条板的若干形状，以及

图19为电子线路最佳实施例接线图。

                      发明详述

表示在图1中的根据本发明的装置第一实施例，是由作用头10、壳体12和手柄16构成的，作用头10用来对使用者皮肤施加电脉冲；壳体12具有伸长了的扁平形状，包括接通及断开该装置用的开关14；手柄16则由使用者握持。在壳体12中，窗18所显示的数字指示该装置的电压电平，例如0，1，2，3，4，5，而且发光二极管20表示该装置被接通。

如图2中可以看到的那样，作用头10约以60°的角度相对于壳体12倾斜，使该装置被使用者握住时更容易在皮肤上面定向。作用头10具有其准线最好为圆形的圆柱体一部分的形状，但也可以具有任何其它的凸面形状。

在一个最佳实施例中，作用头包括具有交变极性的电极，例如在给定时间的正电极22在其同时间与负电极24交变，如图3所示。电极22和24相互平行而与圆柱形头的母线垂直，并且相隔约为1至3mm的距离。

这些电极的排列如图4以透视图表示的那样，在给定时间所有的正电极22均与正端子26相连接，从而形成一电梳；与此同时所有的负电极24均与负的汇流条28相连接，也形成一电梳。

图5表示其电极22(或24)与使用者皮肤30相接触时该作用头的断面。这样根据圆的弧线来安排电极并且通过母线应用其圆柱形头，便可保证该电极永久接触在皮肤上，即使圆柱形头相对于皮肤上的垂线形成一高倾斜的角度，在两侧可能达到90°，也是如此。

尽管图3所示的排列为优先选用的一种方式，然而还可能将其电极如此安排，使其相对于圆柱形头的母线倾斜，如图6所示。如上述情况那样，正电极或者负电极的一部分总是与皮肤相接触，而不管其圆柱形头相对于皮肤的倾斜角度如何。

实际上，即使以低的压力将该圆柱形头加在皮肤上，仍会在皮肤中产生轻微的凹陷，因而其与皮肤是通过具有一定宽度(例如3至4mm)的条纹相接触的。因此有可能按照图7所示的方式来安排电极，即电极与圆柱体的母线相平行，因为正负电极之间的间隙总会比上述圆柱形头与皮肤接触的条纹窄1至3mm。

在上述实施例的变型中，电极22和24可以为具有固定厚度的绝缘材料层32所覆盖，如图8所示。能够保证卫生和防护的这类材料，例如可以是多孔的无纺纤维熟石膏。保护层的厚度必须不超过1mm，以避免馈送高电压。

另一个实施例在于使用仅仅由具有圆柱形状的两个电极构成的作用头。如图9所示，电极22和24为具有圆形截面形状的棒，位于作用头10的端部，彼此排成一行并且以十分之几毫米和5毫米之间的间隙隔开。应该注意，该电极的圆柱形形状能使此作用头在两侧倾斜而又保持其电极与皮肤接触。

此实施例还可以图10中概略表示的装置形式来产生。两条电极22和24为通过两根拉杆34及36固定在该装置上的两条悬臂，而且拉杆34和36有可能由于其在该装置壳体12中的滑动段38及40而成为可伸缩的。在这种情况下，两根拉杆34和36的长度可以根据使用者的愿望沿箭头所示方向进行调节。这两根拉杆34及36由于其连接部件42而以固定的间隙保持在一起。

在第三个实施例中，仅有一个电极(例如在给定时间为正的电极22)被放在作用头上，而另一个电极(在同一时间为负的电极)则处在与使用者的手永久接触的该装置的壳体之中。在这种情况下，电极22可能具有全与该装置的正汇流条相连接的导电条的形式，如图11所示。

此电极也可以具有半圆形条的形式，被放在作用头10的端部，如图12所示。

然而此第三实施例最好以起着电极22作用的格栅的形式来产生，如图13所示，此格栅为具有固定厚度(其范围从1/10mm至2mm)的绝缘材料层46所覆盖，包括一些条板，并由其组成具有相同极性(例如正极)的同样许多电极22，如图14概略表示的那样。这些条板可以具有图15，16，17和18中表示的各种形状，而且具有可变的宽度。不管这些条板的形状、数目或宽度如何，皆起电极的作用；显然，由于作用头的形状如图14所示，所以上述每一电极的一部分总会处在从使用者皮肤到绝缘层44的固定距离上，而不管该作用头相对于皮肤表面的倾斜角度如何。

无论这些电极是直接与皮肤接触，还是由具有固定厚度的保健防护绝缘材料甚至由一块外罩将其隔开，上述装置的基本原理皆是将具有固定频率(甚范围由10至150Hz)和固定电压(低于2000伏)的电脉冲加在皮肤上。

为了作到效率高，这些脉冲必须产生具有最大强度(可以因人而变)的刺痛感觉，然而不必达到痛阈值。此类装置的生理学活性机理，被描述在法国专利8407087中。

电脉冲的产生可以按两种途径进行。按照第一种方式，我们得到一种人工控制的压电型发生器。它可以包括一个火花隙或者放电电容器，它由接在该装置作用头上的高压电线的绝缘材料的连续断路器构成，是在和一个构成另一极的生成金属镫形件的距离为0.1毫米至几毫米处，通过除去金属丝获得的。

电脉冲的产生还可通过图19所示电路来进行。在该电路中，晶体管50被用作开关，它将构成变压器52的第一个初级绕组的电感L1与1.5伏的电源交连，此电源可以是安装在该装置手柄中的电池。变压器52将加在晶体管50基极上的构成第二个初级绕组的电感L2中感生的感应电压传送出去。由于次级绕组中的二极管D1是加反向偏压的，故变压器52的次级绕组为开路的，因此电感L1中的强度变化在晶体管50的导通期间实际上为线性的。在此期间，晶体50的集电极电流强度，将增大至其由基极电流施加的最大值，且此基极电流对应于比饱和值要低的感应值。与此同时，集电极电流的变化减小(即导数di/dt趋近零)，而且绕组L2中感生的电压在晶体管50的等效电阻变得非常高时将下降。由于这种效果是累积的，故在初级绕组中实际上存在集电极电流强度的瞬时中断。应当注意，电阻R6，R7，R9以及二极管D2对此类型的电路都是一些常用元件，它们的作用是为电流设置流动路线。

变压器52初级绕组中电流方向的反转，将引起次级绕组两端电压方向的反转。二极管D1变为导通。在此周期的第一部分存储的电磁能1/2L.12被传递给次级绕组，并使电容C1充电。因此，该电路起着直流/交流转换器的作用。

在图19所示电路的第二部分，闸流管54的触发门同构成分配电桥一部分的电阻R8的一端相连接，用于改变电容C1要达到的电压以触此闸流管54。当此电压V达到时，闸流管54变为导通，而且电容器C1可在次级绕组中产生脉冲的高压变压器56的初级绕组中放电，其次级绕组的电压值取决于该变压器的电压比，且在与该装置电极相连的输出端58-1和58-2之间提供此脉冲。

开关60配备有5种位置和断开位置0，能够经过具有增大值的电阻R1，R2，R3，R4和R5而与1.5伏的电压相连。被连接的电阻值确定了一周期内所达到的电压电平V，其持续时间与此值有关，从而使两端子58之间提供的脉冲频率以及电压产生变化。应该注意，输出电压增加越大(当由R1到R5时)，脉冲频率的降低就越多，反之亦然。

尽管在上述实施例中该装置的输出电压只能取5种值，然而有可能提供更大数目的电阻，因而有更多数目的电压值。但是也可能用能够连续改变输出电压的可变电阻取代分立电阻。

Claims (12)

1.用于止痛和减轻挛缩以及再生皮肤的便携式装置，它包括一个用于对使用者皮肤施加电脉冲的作用头(10)以及一个供使用者用手握持的手柄(16)，

所述装置的特征在于：所述作用头具有其母线为凸形的圆柱体的一部分的形状，并且至少包括位于所述圆柱体外表面上或与该外表面相距一固定距离处的用于产生电脉冲的一个电极(22，24)，且其至少一部分位于预计需与使用者皮肤相接触的所述圆柱体的每一母线上，所述作用头总是通过包括所述电极一部分的所述圆柱体部分的母线之一同使用者的皮肤相接触，而不管其相对于使用者皮肤表面的倾角如何，所述用于施加电脉冲的作用头(10)，包括在给定时间具有相反极性的一些电极(22，24)，在具有相反极性的两电极之间通过使用者的皮肤产生所述的脉冲，所述用于施加电脉冲的作用头(10)，包括在给定时间具有一给定极性的第一组电极(22)，以及在所述给定时间具有与第一组电极极性相反的极性的第二组电极(24)，给定的第二组的电极被安置在成与所述第一组的电极相交替，来自所述两组的电极(22，24)相互平行，且与其形状为圆柱体一部分的所述作用头(10)的母线相垂直。

2.根据权利要求1的装置，其中所述第一组电极(22)构成一电梳，其与在给定时间具有给定极性的同一端子(26)相连接；而且所述第二组电极(24)构成另一电梳，其与在同一时间具有相反极性的端子(28)相连接。

3.根据权利要求1的装置，其中来自所述两组电极的电极(22，24)相互平行，且与其形状为圆柱体一部分的所述作用头(10)的母线相平行；在给定时间具有相反极性的两相邻电极，被分开一段距离，该距离比与所述圆柱体部分的母线相接触的皮肤条纹的宽度小1至3mm，从而使具有相反极性的至少两个电极总能与皮肤相接触，或者处在距皮肤固定距离的位置上，而不管所述作用头相对于使用者皮肤表面的倾角如何。

4.根据权利要求1的装置，其中所述的作用头(10)包括带相反极性的两个电极，其形状为圆截面形状的棒，它们沿其形状为圆柱体一部分的所述作用头的一条母线放置，而且相隔一段从十分之几毫米到5毫米的距离。

5.根据权利要求1的装置，其中所述的作用头(10)本身是由在给定时间具有相反极性的两个电极(22，24)构成的，其所具有的形状为两个圆形截面的圆柱形悬臂，彼此排成一行并且隔开一段从十分之几毫米至5毫米的距离。

6.根据权利要求5的装置，其中所述的作用头(10)是通过可伸缩的拉杆(34，36)固定在剩余的装置上的。

7.根据权利要求1的装置，其中所述的作用头(10)为绝缘材料层(32)所覆盖，使所述电极与使用者皮肤隔开一恒定距离，而不管其作用头相对于皮肤的倾角如何。

8.用于止痛和减轻挛缩以及再生皮肤的便携式装置，它包括一个用于对使用者皮肤施加电脉冲的作用头(10)以及一个供使用者用手握持的手柄(16)，

所述装置的特征在于：所述作用头具有其母线为凸形的圆柱体的一部分的形状，并且至少包括位于所述圆柱体外表面上或与该外表面相距一固定距离处的用于产生电脉冲的一个电极(22，24)，且其至少一部分位于预计需与使用者皮肤相接触的所述圆柱体的每一母线上，所述作用头总是通过包括所述电极一部分的所述圆柱体部分的母线之一同使用者的皮肤相接触，而不管其相对于使用者皮肤表面的倾角如何，所述用于施加电脉冲的作用头，包括一组至少一个在给定时间具有给定极性的电极，而在所述时间具有相反极性的另一电极，被定位在与使用者的手相接触的手柄(16)上。

9.根据权利要求8的装置，其中所述的作用头(10)是由在给定时间具有所述给定极性的格栅(44)构成的，该格栅为具有固定厚度的绝缘材料层所覆盖，该层包括许多具有任意形状的平行的条板，从而构成具有所述给定极性的所述电极组(22)。

10.根据权利要求8的装置，其中所述的手柄(16)通过与其排成一线的壳体(12)同施加电脉冲用的所述作用头(10)相连接，所述作用头与所述壳体的轴线构成从45°到90°的角度。

11.根据权利要求8的装置，其中预定产生电脉冲的电路包括一个直流电源(1.5伏)、一个由交替导通和断路的晶体管(50)和提供交变电压脉冲的变压器(52)构成的直流/交流电压转换器，以及一个其输出端(58)的频率和电压取决于闸流管(54)的触发的高压变压器(56)，该触发随使用者驱动的开关(60)所施加的电平而定，当频率降低时输出电压增高，反之亦然。

12.根据权利要求8的装置，其中预定产生电脉冲的电路为人工控制的压电型，并且包括一个火花隙或者放电电容器，是由接在该装置作用头上的高压电线的绝缘材料的连续断路器构成，是在和构成另一极的生成金属镫形件的距离为0.1毫米至几毫米处，通过除去金属丝获得的。

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