CN111787889A - 热垫和/或冷垫 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将热和/或冷能分配到生物身体(28)的热和/或冷装置(10)。所述热和/或冷装置(10)包括可以连接到人的身体(28)的加热和/或冷却垫(12)。所述加热和/或冷却垫具有上面(122)和下面(121),并且所述下面(121)配备有粘合表面(1210)以将所述加热和/或冷却垫(12)固定到所述人(28)的皮肤表面。所述加热和/或冷却垫包括至少一个加热和/或冷却元件(26),通过所述至少一个加热和/或冷却元件,由电能源(22)分配的电能可以被转换成热和/或冷能。所述热和/或冷装置(10)另外包括控制单元(14),所述控制单元被设计成刚性地或可释放地接收所述能源(22)并且具有信号处理器(16)。此外,所述控制单元(14)被设计成输出控制和/或调节信号,通过所述控制和/或调节信号,可以控制从所述能源(22)到所述加热和/或冷却元件(26)的能量传递。所述加热和/或冷却垫(12)和所述控制单元(14)可以通过至少一个电连接器(18a,18b)并且通过至少一个机械和/或磁性连接器(20a,20b)电连接和机械地连接在一起,通过所述至少一个电连接器,所述电能可以被传输到所述加热和/或冷却元件(26)。

Description

热垫和/或冷垫
技术领域
本发明涉及一种用于将加热和/或冷却能量递送到身体的加热和/或冷却装置和用于对此装置进行开环和/或闭环控制的方法以及一种具有用于执行所述方法的程序代码的计算机程序。
背景技术
大多数群体有时会遭受“慢性”颈部张力和背部张力。慢性颈部张力和背部张力可能导致不正确的姿势。张力和不良姿势可能导致肌肉中血液循环不良,这可以助长例如偏头痛。而且,在颈部张力和背部张力的情况下,通常采用缓解姿势以避免疼痛。长时间的缓解姿势可能对关节造成巨大损害。另外,椎间盘可能因姿势不良而磨损,这可能导致椎间盘突出。这特别具有长期后果。许多受影响的人试图使用如药膏或热膏药等被动方式除去张力或疼痛,而无需任何另外的努力或移动。通常,疼痛仍然保持并且可以变成慢性的。
如上文所提及的,根据现有技术,已知例如热膏药用于治疗疼痛,具体地是颈部张力和背部张力。这些热膏药可以通过化学反应产生热量。然而,由于产生热量的化学反应,这些热膏药还可能在许多患者中引起皮疹。另外,必须定期用新的热膏药替代含有化学反应剂的热膏药。这是不可持续的。
而且,热膏药在较长的时间段内不能在疼痛点或张力点处产生恒定的热量。因此,疼痛仅在短时间段内缓解,并且具体地,持久的治疗是昂贵的。热量也仅在皮肤表面上产生并且不会更深地渗透到身体中。因此,无法产生深层的温暖。
此外,无法根据人和皮肤类型调节温度,如果施加过多的热量,这可能导致皮肤损伤,如发红或灼伤。
也不能打开和关闭热量供应。使用常规的热膏药无法交替供应热量(打开/关闭)。此外,传统的热膏药需要大约>30分钟才能达到42℃的治疗热量。根据疾病,持续的热量供应可以对愈合过程产生负面影响。持续的热量供应可能导致肌肉组织习惯于热量,因此没有放松作用。因此不可能使用智能的热疗方法,因为热量以不受控制的方式释放。
还存在不正确应用热疗的风险。热量贴片通常仅施加到疼痛发生或已经定位的地方。这可以在短期内缓解疼痛和张力,但是在身体的其它部分也可能出现新的张力,因为温暖的地方得到缓解,而其它地方则因此变得痉挛。由于局部热量的不正确施加,这可能导致进一步的张力。
还已知较大的加热垫,其可以通过插座直接连接到电源。这些加热垫相对不灵活,并且由于必须将电力电缆连接到插座,因此它们极大地限制了日常生活中的移动自由。
发明内容
本发明的目标是提供一种用于将加热和/或冷却能量递送到生物和/或动物(下文中称为生物)的身体的改进概念,其成本更低、更可持续且更智能。
实现目标
此目标通过根据技术方案1所述的根据本发明的装置、根据技术方案14所述的根据本发明的方法以及根据技术方案16所述的根据本发明的计算机程序来实现。
具体实施方式
本发明的实施例包括一种用于将加热和/或冷却能量递送到生物身体的加热和/或冷却装置。所述加热和/或冷却装置包括可以连接到生物身体的加热和/或冷却垫。所述加热和/或冷却垫具有上面和下面、设置在所述下面上的用于将所述加热和/或冷却垫固定到生物皮肤表面的粘合表面。所述加热和/或冷却垫包括至少一个加热和/或冷却元件,通过所述加热和/或冷却元件,从电能源输出的电能可以被转换成加热和/或冷却能量。所述加热和/或冷却装置另外包括控制单元,所述控制单元被设置成刚性地或可释放地接收能源并且具有信号处理器。此外,控制单元被设置成输出开环和/或闭环控制信号,通过所述开环和/或闭环控制信号,从能源到加热和/或冷却元件的能量输出可以开环和/或闭环方式控制。所述加热和/或冷却垫和所述控制单元可以通过至少一个电连接元件并且通过至少一个机械和/或一个磁性连接器彼此电连接和机械连接,通过所述至少一个电连接元件,所述电能可以被传输到所述加热和/或冷却元件。
实施例提供用于将加热和/或冷却能量递送到生物身体的概念。加热和/或冷却垫可以通过粘合表面布置、粘贴或附接到生物身体。加热和/或冷却垫可以具有更平坦或较不平坦的形状或被设计成平坦的,使得在加热和/或冷却装置被磨损时,在生物身体上尽可能不产生压力点。此外,加热和/或冷却垫是柔性的,因为其具有尽可能平坦的形状。加热和/或冷却垫可以具有基本上平坦的形状和下面或第一表面以及上面或第二表面。粘合表面可以设置或形成于加热和/或冷却垫的下面上。粘合表面可以设置有用于防止意外附接的保护层,所述保护层可以在附接到身体之前被除去。加热和/或冷却垫可以吸收电能或电流,并且例如将其转换成加热和/或冷却能量或热能。此转换可以例如通过电阻器或电加温或加热和/或冷却元件来进行。电阻器或电加热和/或冷却元件可以将电能转换成热量。通过使加热和/或冷却垫与生物身体接触,可以将热和/或冷递送到生物身体。
可以通过由加热和/或冷却垫递送到身体的热和/或冷来刺激位于皮肤下将热和/或冷递送到身体的加热和/或冷却垫的部位处的一块或多块肌肉。向肌肉和其它软组织的热和/或冷的递送可以使收紧或收缩的肌肉和/或软组织放松。另外,向肌肉的热和/或冷的递送可以刺激肌肉的血液循环。
通过刺激肌肉,可以缓解痉挛并减轻疼痛。也有可能刺激肌肉或肌肉群的拮抗剂以放松一个或多个痉挛的相对部分。通常,由于放松的肌肉和放松的肌肉组织,生物的姿势和/或移动得到改善。可以静态地理解的“姿势”在下面也总是指可以动态地理解的身体移动。良好的姿势可以保护关节并减轻疼痛,从而增加生物的幸福感。
通过使用电能存储装置而不是如热膏药等化学能量存储装置,不存在由化学能量存储装置造成皮肤过敏反应的危险。
加热和/或冷却装置还可以包括控制单元,可以在所述控制单元上布置信号处理器、处理器单元或控制器。信号处理器可以被设计成产生开环和/或闭环控制信号或针对电能源的开环和/或闭环控制的信号。信号处理器可以接收和处理数据或信号,并且传输数据或信号。信号可以无线电信号或有线信号、模拟信号或数字信号的形式接收或传输。数据可以例如由传感器或控制器产生并馈送到信号处理器。例如,所述处理可以通过评估或估计或比较所测量或所获取的数据与参考数据来进行。所述处理可以通过软件或硬件来执行。
信号处理器可以被设计成控制来自电能源的能量流。信号处理器也可以设计成控制热能供应或向身体或肌肉的能量递送。电能可以例如通过调整功率或通过改变脉冲暂停比而连续地从电能源递送到加热和/或冷却垫。
电能源可以是例如电池或蓄电池。电池或蓄电池可以发出电能或电流。蓄电池可以通过另外的能源和充电电路用电能充电或再充电。
因此,例如作为移动电能源的蓄电池或电池可以为加热和/或冷却垫提供电能。另外,电能源可以向信号处理器、传感器、无线电单元、振动发生器、电极、加热元件或传输单元供应电能。电池或蓄电池可以被附接或可附接到控制单元。然而,电能也可以例如通过电缆传输到控制单元。电缆可以连接到提供能量的电源单元或插座。可以可拆卸地容纳在控制单元中的能源因此也可以是外部能源,所述外部能源通过电缆(例如,电力电缆)容纳在控制单元中。
电流可以通过电连接器或电连接元件从控制单元或电能源传递到加热和/或冷却垫。电连接器允许控制单元或电能源与加热和/或冷却垫之间的电耦接和分离。可以使用互补的电连接元件(如插头或插针)以及相配的插座或磁铁或按钮来创建可以断开的安全且可靠的电连接。互补的连接元件是创建彼此非正和/或正连接的连接元件。
另外,至少一个机械和/或磁性连接器或机械和/或磁性连接元件可以布置在控制单元和加热和/或冷却垫上的互补的机械和/或磁性连接元件上。连接元件可以布置在加热和/或冷却垫的上面上或在加热和/或冷却垫的与粘合表面相对的表面上。这允许加热和/或冷却垫被布置在控制单元与生物身体之间。通过机械和/或非机械连接器,可以在控制单元与加热和/或冷却垫之间建立安全且可靠的机械和/或磁性耦接,所述耦接可以是分离的。互补的机械和/或磁性连接元件(如上文针对电连接元件所提及的那些)可以用于创建可以分离的安全且可靠的机械和/或磁性连接。机械和/或磁性连接元件允许加热和/或冷却垫在用于清洁或处置之后与控制单元分离。控制单元通常可以根据需要重复使用,从而减少加热和/或冷却装置的维护或运行成本并提供可持续的收益。
在优选的实施例中,电连接器具有连接到控制单元的第一电连接元件以及连接到加热和/或冷却垫的第二连接元件。机械和/或磁性连接器包括连接到控制单元的第一机械和/或磁性连接元件以及连接到加热和/或冷却垫的第二机械和/或磁性连接元件。第一机械连接元件和第二机械连接元件各自围绕对应的第一电连接元件和第二电连接元件。电连接器或电连接元件或电接口可以布置或集成在机械连接器或机械连接元件中。机械和/或磁性连接器或机械和/或磁性连接元件也可以布置或集成在电连接器或电连接元件中。这样的优点是,在将加热和/或冷却垫连接到控制单元上时,需要较少的连接器彼此连接或耦接。这简化了操作和处理。例如,金属按钮、磁铁或点击系统可以用作连接元件。一方面,连接系统应提供机械稳定、可拆卸的连接,并且另一方面,电阻应尽可能低。
在特别优选的实施例中,在控制单元上形成至少三个机械和/或磁性连接元件,并且在相同位置处在加热和/或冷却垫上彼此相对地形成三个互补的机械和/或磁性连接元件。加热和/或冷却垫与控制单元之间的稳定的机械和/或磁性连接可以通过三个机械和/或非机械连接元件建立。当加热和/或冷却装置附接到生物身体时,特别是这种情况。如果存在两个以上机械和/或磁性连接元件,那么在将加热和/或冷却装置附接到生物身体时,连接元件的位置就不太重要了。另外,可以使用三个或更多个连接元件,特别是如果连接元件不对称地布置,以在加热和/或冷却垫与控制单元之间提供位置优化的或位置确定的连接。这意味着控制单元可以在两个位置(0°和/或180°)中连接到加热和/或冷却垫。控制单元与加热和/或冷却垫之间不可能发生故障或短路。
在优选的实施例中,所述能源和所述加热和/或冷却元件被设计成在不到1分钟内,优选地在不到20秒内,特别优选地在不到5秒内将所述加热和/或冷却垫加热和/或冷却20K。这提供了以下优点:由于迅速加热和/或冷却,可以例如在肌肉的触发点处快速向身体供应加热和/或冷却能量。这可能导致特别有效的肌肉刺激以及因此肌肉放松。加热和/或冷却垫可以从8℃迅速加热和/或冷却到42℃,优选地也可以高达45℃,反之亦然(治疗性热和/或冷)。在身体自身的体温(36℃)范围内,身体对热和/或冷非常敏感地做出反应,并且清楚地感知到此范围内的温度变化。
在特别优选的实施例中,加热和/或冷却装置包括至少一个姿势传感器。姿势传感器可以被设计成至少部分地检测生物的姿势和/或移动。姿势传感器可以产生姿势数据。姿势传感器可以布置或形成在控制单元上。姿势传感器可以包括以下传感器中的至少一个:例如3D陀螺仪传感器、加速度传感器、弯曲传感器、温度传感器或带有应变仪的传感器。由一个或多个姿势传感器输出的姿势数据可以用于确定姿势或移动。姿势数据可以被馈送或传输到信号处理器。
通过姿势传感器或所产生的姿势数据,可能识别或确定生物的姿势是否正确或姿势是否不正确或不良。也可能通过至少一个姿势传感器来检测姿势的仅一部分,例如生物上身的姿势,并产生姿势数据。
正确的姿势可以包含放松的肌肉。正确的姿势可以包含直立的整个身体。对于正确的姿势,身体不应倚靠在身体的左手侧或右手侧。姿势正确时,头部或身体可能似乎附接在或悬在不可见的线上,所述线在头的最高点处退出。如果姿势错误或不良,那么身体可能会向前、向后、向左或向右倾斜太远。例如,肩膀也可能被过度拉高或拉低。此外,驼背或弓背可能是不良姿势或错误姿势。正确的姿势指示放松的肌肉。不正确的姿势指示紧张或痉挛的肌肉。
放松的姿势可以有所不同。某些生物可能具有例如先天性姿势或由于疾病、事故或年龄而发生改变的姿势。也可能将此所改变的姿势定义为正确的姿势,并且可以将与此所改变的姿势的偏差视为姿势错误或不正确的姿势。例如,还可能校准当前姿势或正确姿势,使得患有例如先天性姿势障碍的生物不显示任何错误的姿势数据。
可以通过评估或估计姿势数据或将所测量或所记录的姿势数据与信号处理器中的参考姿势数据进行比较来确定姿势。通过确定姿势,可以识别例如身体中或生物的肌肉中是否存在张力。肌肉张力可能导致身体各个部位(如颈部或背部)疼痛。姿势数据可以准确示出需要处理或解决问题的位置。
如果基于姿势识别出某块肌肉或若干块肌肉是紧张的,那么这些肌肉可以通过例如供应能量或热和/或冷来刺激或放松。根据身体数据,信号处理器可以改变信号,通过所述信号,可以控制从能源到加热和/或冷却元件的能量输出。
在另一个优选的实施例中,所述加热和/或冷却装置包括用于传输和/或接收数据的无线电单元。数据可以包含传感器数据、控制数据、状态数据或其它数据。无线电单元可以布置或形成在控制单元上。通过无线电单元,第一加热和/或冷却装置可以与至少一个第二加热和/或冷却装置交换数据。然而,无线电单元还允许加热和/或冷却装置与如平板计算机、移动电话或智能手机等移动装置交换数据。可以在第一加热和/或冷却装置上的信号处理器与第二加热和/或冷却装置上的信号处理器或移动装置上的信号处理器之间交换数据。这可以例如增加治疗控制和效率的用户友好性。
在优选的实施例中,加热和/或冷却装置包括温度传感器,所述温度传感器被设计成产生温度数据,并且所述信号处理器被设计成根据所述温度数据产生针对所述电能源的开环和/或闭环控制的所述开环和/或闭环控制信号。温度传感器可以布置在加热和/或冷却装置上,例如布置在加热和/或冷却垫上。温度传感器可以检测或测量皮肤的表面温度和/或加热和/或冷却垫的温度。多个温度传感器也可以布置在加热和/或冷却装置或加热和/或冷却垫上。根据温度传感器的所检测到的温度,可以产生针对电能源和/或电流的开环和/或闭环控制的开环和/或闭环控制信号。信号处理器例如可以被设计成根据温度数据或所检测到的温度产生针对电流的开环和/或闭环控制以及因此针对加热和/或冷却能量的输出或加热和/或冷却垫的温度的开环和/或闭环控制的开环和/或闭环控制信号。因此,加热和/或冷却垫的温度可以开环或闭环的方式控制。
例如,测量身体温度或皮肤的表面温度可以为生物提供愉悦的、温暖的和/或凉爽的身体感觉。此外,加热和/或冷却垫的温度可以调节到最佳治疗温度。此外,这可以防止由于加热和/或冷却垫的过度加热和/或冷却而引起的灼伤或其它皮肤损伤。
根据生物和皮肤类型,加热和/或冷却垫上的不同高温和/或低温可被认为是愉悦的,并引起肌肉的刺激或愈合。如果加热和/或冷却垫没有被充分加热和/或冷却,那么肌肉不会受到刺激或不放松,并且因此例如因疼痛没有得到缓解而对生物没有积极作用。通过检测或测量加热和/或冷却垫的温度并将其与目标值或目标温度进行比较,可以在加热和/或冷却垫上产生最佳温度。如果温度传感器测量到皮肤上的温度低于目标温度,那么加热和/或冷却垫可以例如通过信号处理器被激活并将电能转换为加热和/或冷却能量。通过将加热和/或冷却能量递送到皮肤,可以将皮肤加热和/或冷却到预定目标温度。一旦达到目标温度,就减少或增加加热和/或冷却垫中的加热和/或冷却能量的转换,直到皮肤的温度再次下降到低于或高于预定值为止。
优选地在与皮肤接触的加热和/或冷却垫的表面(粘合表面)上检测温度。根据加热和/或冷却垫的温度对应地控制电流。如果加热和/或冷却垫的目标温度高于所测量的温度,那么可以增加电流或向加热和/或冷却垫的电能的递送。如果加热和/或冷却垫的目标温度低于所测量的温度,那么可以减少电流或向加热和/或冷却垫的电能的递送。以此方式,可以在加热和/或冷却垫的粘合表面上实现预定或最佳温度。在加热和/或冷却垫的整个表面或粘合表面或膜表面上的热递送可以是恒定的。
实验已示出,在加热的情况下,为了避免皮肤损伤,与皮肤接触时加热和/或冷却垫的温度应<60℃,优选地<50℃,特别优选地<45℃或介于38℃与42℃之间的范围内。类似地,冷却时,温度应介于8℃与15℃之间的范围内。具体地,在小孩子的情况下,例如,温度应<40℃但要高于8℃,以避免皮肤损伤。为了实现肌肉刺激,温度应>35℃,优选地>40℃,特别优选地>45℃。
此外,关于加热和/或冷却垫的温度的幸福感可以取决于所述垫的大小。加垫和/或冷却垫越大,操作所述垫的温度越低,因为使用大的加热和/或冷却垫会导致皮肤损伤的风险更大。另外,如果使用大的加热和/或冷却垫,那么存在生物身体将过热和/或过冷的风险。
在另一个优选的实施例中,电极布置在所述加热和/或冷却垫的所述下面上,并且所述信号处理器被设计成通过肌电图确定肌肉张力和/或通过测量皮肤的电导来确定皮肤电阻。加热和/或冷却装置可以包括用于测量肌肉张力的肌电图电极。用于测量肌肉张力EMG的电极可以布置在加热和/或冷却装置上。肌电图(EMG)用于测量电肌肉活动。放置在皮肤表面上的电极可以用于测量一块或多块肌肉的电位变化。通过EMG对电位变化的测量提供关于肌肉张力的信息。可以将关于肌肉张力的信息提供给信号处理器。信号处理器可以被设计成产生被调节到肌肉张力的控制信号,以控制电能源。通过向肌肉供应热量,关于肌肉张力的信息可以用于实现有目标的放松。因此可以确定和消除肌肉组织中的张力。EMG传感器还可以标识或记录皮肤数据。用于检测肌肉张力的其它传感器可以是姿势传感器,如3D陀螺仪传感器(陀螺仪3D)、加速度传感器、温度传感器、弯曲传感器或应变仪。
加热和/或冷却装置可以包括用于检测皮肤电阻的电极。加热和/或冷却装置可以包括皮肤电阻传感器,所述皮肤电阻传感器被设计成检测人的皮肤电阻。信号处理器可以被设计成产生调节到皮肤电阻的控制信号,以控制电能源或控制从能源到加热元件的能量输出。检测皮肤电阻可以确定例如人出汗多少。加热和/或冷却装置还可以包括用于检测水分或皮肤水分的传感器。这种水分传感器根据待测量的水分来改变例如其电阻。因此,可以根据皮肤电阻或生物的出汗或蒸腾的强度来控制或改变由电能源输出的电能以及因此来自加热和/或冷却装置的热量递送。
为了确定皮肤电阻,还可以测量与身体接触的两个电极之间的阻抗。阻抗还取决于皮肤表面上的汗水。信号处理器可以被设计成确定或测量阻抗。信号处理器可以被设计成产生调节到阻抗的控制信号,以控制从能源到加热和/或冷却元件的能量输出。
在另一个优选的实施例中,加热和/或冷却垫的粘合表面包括粘合剂和/或粘结元件。压敏粘合剂提供了以下优点:粘合剂不具有固化机制,这意味着粘合剂不会形成永久性粘结。这意味着加热和/或冷却垫可以在使用后与用户的身体或皮肤表面分离,并在必要时再次附接到生物身体。
在优选的实施例中,粘合剂是凝胶状的。加热和/或冷却垫的粘合表面上的粘合剂可以包括凝胶状粘合剂,或者粘合剂的稠度可以是凝胶状的。凝胶状物质可以很好地适应不平坦的表面,如皮肤表面,并且可以在大面积上与其接触。通过与大面积接触,加热和/或冷却能量可以容易地从加热和/或冷却垫传递到生物身体。
在另一个优选的实施例中,所述加热和/或冷却垫是一次性元件,并且所述控制单元是可重复使用元件。加热和/或冷却垫可以粘贴到人的身体或皮肤上。出于卫生(汗水、体脂)的原因,或者例如由于不同人使用加热和/或冷却装置或者由于粘合剂的粘合作用在一定时间后消失,可以在一定使用时间段或一定数量的使用后处置加热和/或冷却垫。
控制单元可以包括电子设备或各种电子元件,其可以根据需要重复使用。磨损后,加热和/或冷却垫可以从控制单元中除去,并用新的加热和/或冷却垫替换。通过重复使用控制单元并且仅替换与生物的皮肤接触的加热和/或冷却垫,可以降低加热和/或冷却装置的操作成本。
在另一个优选的实施例中,所述加热和/或冷却装置包括振动发生器,所述振动发生器被设计成将由所述电能源发出的电能转换为机械能量,所述机械能量可以被传输到所述人的身体。振动发生器可以将电能转换为机械能量,并且例如以振动的形式将其递送到身体。振动发生器可以例如具有电动机,所述电动机在轴上具有不对称放置的质量(不平衡)。当电动机的轴由电能驱动时,连接到轴的质量开始旋转。旋转质量会产生不平衡,这会导致机械振动或机械能量。不平衡是由质量的剪切点相对于轴的旋转轴线的偏移引起的。通过加热和/或冷却装置与生物身体的接触,机械能量可以传递到生物的皮肤或身体。
机械能量尤其取决于电动机或电动机的轴的质量或不平衡以及旋转速度。不平衡越大,产生的机械能量就越多。另外,电动机的质量或轴的旋转速度越大,产生的机械能量就越大。
通过将机械能量传输到生物身体,人可以感知振动。这些振动可以告知人不正确的姿势或用信号传递不正确的姿势。由于振动,生物可以意识到,并且可以例如通过其自身的有意识的观察来改善其姿势。因此,不良姿势可以通过振动用信号传递。不良姿势也可以例如通过接近不良姿势的加热和/或冷却装置用信号传递。另外,还可以通过从加热和/或冷却装置到生物的信息输出例如在移动装置的显示器上向生物告知不正确的姿势或姿势的改善。通过振动,还可以提醒生物例如进行用于改善姿势的体育锻炼(体操锻炼)。
此外,实施例提出了一种用于将加热和/或冷却能量递送到生物身体的系统。所述系统可以促进身体肌肉的放松。所述系统包括根据所描述的实施例的至少一个第一加热和/或冷却装置以及根据所描述的实施例的至少一个第二加热和/或冷却装置和/或移动装置,所述至少一个第二加热和/或冷却装置和/或所述移动装置适合于与所述第一加热和/或冷却装置交换数据。在实施例中,所述系统可以被设计成从第一加热和/或冷却装置向第二加热和/或冷却装置传输和/或接收数据。加热和/或冷却装置因此可以彼此交换数据并形成网络。加热和/或冷却装置还可以被设计成向移动装置发送数据和/或从移动装置接收数据。移动装置可以是移动电话或智能电话或平板计算机或专门设计成向生物身体递送加热和/或冷却能量的移动装置。因此也可以形成网络。所述数据可以是传感器数据、姿势数据、控制数据或对于加热和/或冷却装置的操作而言必不可少的其它数据。加热和/或冷却装置也可以通过电缆连接到彼此。
此外,提供了一种用于控制根据实施例的加热和/或冷却装置的方法,所述方法旨在将加热和/或冷却能量递送到生物身体。加热和/或冷却装置包括控制单元和加热和/或冷却垫,所述加热和/或冷却垫可以连接到生物身体并设置有加热和/或冷却元件,所述控制单元和垫彼此电连接和机械连接,通过控制单元产生控制信号,通过所述控制信号,可以控制从能源到加热和/或冷却元件的能量输出。
此外,姿势传感器可以用于测量人的姿势并在控制单元中确定所述姿势,可以根据所述姿势计算开环和/或闭环控制信号以控制热量输出,使得姿势被校正。
还提供了一种计算机程序,所述计算机程序具有程序代码,所述程序代码用于当所述计算机程序在计算机或处理器上运行时执行上述方法。
参考附图更详细地描述本发明的实施例,在附图中:
图1是呈平面图形式的加热和/或冷却装置的第一实施例的示意图;
图2是呈平面图形式的具有三个连接元件的加热和/或冷却装置的第二实施例的示意图;
图3a是呈侧视图形式的具有连接的加热和/或冷却垫和控制单元的加热和/或冷却装置的另外的示意图;
图3b是呈侧视图形式的具有分离的加热和/或冷却垫和控制单元的加热和/或冷却装置的另外的示意图;
图4是呈侧向截面视图形式的具有分离的加热和/或冷却垫和控制单元的加热和/或冷却装置的另外的示意图;
图5a以前视图形式示出了具有多个加热和/或冷却装置的人;
图5a以后视图形式示出了具有多个加热和/或冷却装置的人;
图6示出了用于通过各种加热和/或冷却装置将加热和/或冷却能量递送到生物身体的系统;
图7示出了用于通过移动装置将加热和/或冷却能量递送到生物身体的系统;
图8a-c用图表示出了用于改善姿势的移动装置。
附图说明
在本发明的实施例的以下描述中,附图中相同或等同的元件设置有相同的附图标记,使得其在不同实施例中的描述是可互换的。
图1是呈平面图形式的用于将加热和/或冷却能量递送到生物身体28的加热和/或冷却装置10的第一实施例的示意图。加热和/或冷却装置10包括加热和/或冷却垫12,所述加热和/或冷却垫可以连接到人的身体28并且具有上面和下面,并且在所述加热和/或冷却垫的下面,设置有粘合表面1210,以将加热和/或冷却垫12附接到人的皮肤表面。粘合表面1210可以形成在加热和/或冷却垫12的第一表面上。粘合表面1210可以与生物的皮肤表面接触。当粘合表面1210与人的皮肤表面接触时,加热和/或冷却垫的粘合表面应粘贴或粘附到人的皮肤上。粘合表面1210可以在与皮肤表面接触之前用粘合剂的例如防止弄脏或意外附接的保护层保护。在附接到皮肤上之前,先除去此保护层。
所使用的粘合剂应具有皮肤友好特性。这意味着粘合表面1210或粘合剂不应损伤或刺激皮肤。此外,例如在使用加热和/或冷却垫12之后,应可以容易地从皮肤上除去粘合表面1210。粘合表面1210应是可重复使用的。
粘合剂可以优选地包括压敏粘合剂。压敏粘合剂没有粘结机制。这意味着在所述压敏粘合剂通过接触压力涂敷到载体材料上并涂敷到对应物(例如,皮肤)之后保持高粘性且永久发粘并且保持粘附在那里。加热和/或冷却垫12的粘合表面1210上的粘合剂可以是凝胶状的。加热和/或冷却垫12的粘合表面上的粘合剂可以具有高粘性。加热和/或冷却垫12的粘合表面上的粘合剂可以具有凝胶状稠度。凝胶状粘合剂可以容易地进入皮肤褶皱或皮肤上的不平整处,并且因此提供良好的粘合接触。粘合剂应具有良好的导热性。加热和/或冷却垫12与皮肤表面之间的良好的导热性和良好的热接触意味着加热和/或冷却能量可以容易地从加热和/或冷却垫12传递到人的身体28或皮肤。
加热和/或冷却垫12可以包括至少一个加热和/或冷却元件26,所述加热和/或冷却元件将由电能源22供应的电能或电流转换成加热和/或冷却能量或热能。加热和/或冷却元件或加热和/或冷却垫12可以被设计成将加热和/或冷却能量递送或传输到人的身体28。加热和/或冷却元件26可以通过将电能转换成加热能来加热。电能或电流到加热能量或热能的转换可以例如通过电阻器(R)或电加热元件来实现。所产生的热能或多或少与所使用或输出的电能成比例。
加热和/或冷却能量可以被递送到人的身体28,与热膏药的情况一样。由于加热和/或冷却能量的递送,收缩的肌肉可以特别好地放松。热量的递送可以扩张肌肉中的血管,并且可以因此促进肌肉中的血液循环。由于经过改善的血液循环,阻塞肌肉的有害物质也可以从肌肉中冲洗掉,并且肌肉可以再生。通过放松肌肉,可以缓解痉挛并减轻疼痛。
将电流转换成热和/或冷的加热和/或冷却元件26或电阻器可以居中地布置在加热和/或冷却垫12上,并且通过如金属等导热良好的材料在加热和/或冷却垫12上分配加热和/或冷却能量。加热和/或冷却元件26也可以平坦地布置在加热和/或冷却垫12上(在图1中以虚线示出)。以此方式,电能在加热和/或冷却垫12上的较大区域上转换成加热和/或冷却能量。加热和/或冷却垫12或加热和/或冷却元件26可以包括加热膜、金属丝、金属丝网或金属丝布。这些可以例如或多或少在其整个表面上发出恒定的热和/或冷。
图10是控制单元14的实施例的示意图,所述控制单元包括多个电组件以及位于控制单元14与加热和/或冷却支撑件12(未示出)之间的一个或多个电连接元件18a、18b。在下文中,闭环/开环控制单元14将被称为控制单元14。所述单元包括:
-能源22。能源22可以固定或可拆卸的方式容纳在控制单元14中。然而,能源22也可以是布置在外部的能源22,例如电源系统,所述能源通过电缆或无接触地,例如通过感应或电容性能量传递而容纳在控制单元14中。如果将可再充电电池用作能源22,那么控制单元14还可以包括合适的充电电路104;
-作为信号处理器16的信号处理装置,所述装置被配置成接收与控制单元14的操作有关的信号。这些信号38、107、116、117中的一些可以是电信号并且来自控制单元14外部,在这种情况下,可以通过电连接器18引导所述信号。信号117可以是数字信号,在这种情况下,其可以由信号处理器16直接处理。一些信号处理器16可以能够直接处理模拟信号,但是在大多数情况下,模数转换器(ADC)108可以用于处理外部模拟信号38、107、116以相应地转换或调整这些信号;
-控制或微控制器110。这可以是单独的组件或与如图10所示的信号处理器16组合。微控制器110被配置和布置成控制控制单元14的操作;具体地,控制单元14可以被配置成通过一个或多个电连接器18控制从能源22到一个或多个加热和/或冷却元件26的能量输出。一些微控制器110可以能够将适当的电流和/或适当的电压直接提供给一个或多个加热和/或冷却元件26,但在大多数情况下,可以使用单独的脉宽调制(PWM)—例如,通过脉宽调制器112进行的PWM控制。在这种情况下,微控制器110可提供治疗指令,如将皮肤加热到30℃,持续2分钟;冷却到室温;重复1分钟—功率控制件然后可以被配置成使用任何合适的控制算法(例如,PID控制器的传递函数)来操作一个或多个加热和/或冷却元件26;
-任选地,可以提供显示器101,以向操作员告知重要参数,如皮肤温度、电池22的状态或操作模式;
-任选地,振动发生器42可以包含在控制单元14中,作为提供除了加热和/或冷却之外的刺激的装置。如所示出的,这些另外的装置可以设置在控制单元14中,或者使用电连接器18设置在控制单元14外部,以向这些另外的刺激装置114提供电力;
-任选地,用于防止热引起的和/或冷引起的对皮肤的损害的一个或多个皮肤温度传感器38。信号处理装置16和控制110可以被配置成仅在垫12附近的皮肤不足够热和/或不足够冷时在治疗阶段期间提供热和/或冷。例如,在向一个或多个加热元件26供应电力之前,来自脉宽调制器112的电流信号可以用于首先检查皮肤是否低于阈值温度。开始热治疗后,可以持续监测皮肤温度,并且如果皮肤温度超过预设阈值,那么可以停止治疗。例如,在向一个或多个冷却元件26供应来自脉宽调制器112的电流信号之前,首先可以检查皮肤是否高于阈值温度。一旦开始冷却治疗,就可以持续监测皮肤温度,并且如果皮肤温度下降到低于预定阈值,那么可以停止治疗。尽管这些另外的装置示出在单元14外部,但是也可以在单元14内部使用其它选项,如安装在单元14内部的具有面对皮肤的开口的热成像相机或光学温度检测器。通常,规定最高温度为大约42℃-43℃,以避免对皮肤造成热损伤。出于此目的,在治疗期间的典型值为大约8℃到15℃,优选地也高达20℃。这些值可以根据在身体上施加治疗的位置而发生变化,并且各不相同;
-任选地,多个皮肤检测传感器107之一。信号处理装置16和基于微控制器的控制110可以被配置成仅在垫12与皮肤表面充分接触时在治疗步骤期间提供热和/或冷。例如,在向一个或多个加热和/或冷却元件26供应电力之前,可以首先进行测量107以确保与皮肤充分接触。一旦开始治疗,就可以持续监测皮肤接触,并且如果皮肤接触度下降到低于预定阈值,那么可以停止治疗。尽管在单元14外部示出,但是也可以使用单元14内的其它选项,如单元14内的电容检测器。一个或多个皮肤温度传感器38也可以被配置为皮肤检测传感器;
-任选地但优选地,安全监测和保护装置109。在操作期间的预定条件下,如果皮肤温度超出预定范围或者如果皮肤接触程度低于预定阈值,那么信号处理装置16和控制110可以被配置成改变或甚至中止供应给一个或多个加热和/或冷却元件26的电能,例如如上文所提及的。任选地,可以提供电流、电压、能量和/或功率监测器113以确定皮肤上的剂量;如果剂量超过预定值,那么可以改变或甚至中止脉宽调制器112的电流信号的功率。任选地,单元14可以包括存储预设限制和范围的存储器,并且允许用户改变或调整这些限制和范围可能是有利的。任选地,还可以监测内部参数,如能源22的温度或能源22的充电状态;例如,如果能源22中没有足够的能量来完成治疗,那么信号处理装置16和控制110可以被配置成中止或阻止治疗;以及
-任选地,另外的传感器116、117,如一个或多个姿势传感器、一个或多个EMG(肌电图)传感器、一个或多个弯曲传感器、一个或多个3D陀螺仪传感器、一个或多个加速度传感器或一个或多个应变仪。
信号处理器16可以被设计成产生到电源的控制110的控制信号。信号处理器16可以被设计成从一个或多个信号源38、107、116、117(例如,姿势传感器、温度传感器38或其它传感器)接收信号和处理来自其的信号。信号处理器16可以产生控制信号,通过所述控制信号,控制电能源或控制向身体或肌肉的能量供应或能量递送。信号处理器16可以包括处理装置或计算单元。信号处理器16还可以部分地或根本不处理信号,并将用于处理的信号转发到另一个信号处理器,例如在移动装置中,或另一个加热和/或冷却装置10或控制单元14。信号处理器16可以例如仅接收和/或传输无线电信号。
加热和/或冷却元件26可以被设计成直接从电能源22接收电流,并且将加热和/或冷却能量递送到生物的皮肤。加热和/或冷却元件26还可以被设计成通过信号处理器16和微控制器110从电能源22接收电流,并且将加热和/或冷却能量递送到人的皮肤。另外,信号处理器16可以将用于控制110电能源22的控制信号传输到加热和/或冷却垫12,并且加热和/或冷却垫12可以将信号传输到电能源22并从电能源22接收电能。
电能源22和加热和/或冷却元件26可以被设计成在不到1分钟内,优选地在不到20秒内,特别优选地在不到5秒内将所述加热和/或冷却垫12加热20K。可以通过温度传感器38来监测加热和/或冷却垫12的加热,以避免皮肤损伤,如灼伤。例如,温度传感器38可以放置在加热和/或冷却垫12上,并且可以监测加热和/或冷却垫12的温度。信号处理器16可以例如处理来自温度传感器38的测量值,并且根据在温度传感器38处测量的测量值或温度值改变用于控制110电能源22的控制信号,使得如果加热和/或冷却垫12应被更多和更少地加热,那么更多的电能被馈送到加热和/或冷却垫12,或者如果加热和/或冷却垫12应被更少加热或根本不加热,那么电能不被馈送到加热和/或冷却垫12。温度传感器38还可以测量人的皮肤温度或身体温度,并且根据身体温度控制如上文所描述的电能,使得一旦皮肤温度或身体温度下降到低于预定值,加热和/或冷却装置10就使人温暖。
皮肤被加热和/或冷却的时间取决于许多参数,包含:
-加热和/或冷却垫12达到期望温度所花费的时间以及垫12与附近皮肤之间的热传递速率;
-脉宽调制功率控制件112的电流、电压和能量输出;
-能源22的最大电流、最大电压和最大能量输出;
-加热和/或冷却元件26的类型;
-加热和/或冷却元件26的尺寸;
-对于加热元件26,加热导体的电阻和尺寸(合适的金属包含铜、铝、铂或这些金属的合金的铬);
-对于加热元件26,加热导体的密度(距离)。在一个或多个电阻加热元件从垫12的中心连接的实施例中,垫的中心部分将可能比垫的边缘加热得更快;
-服务控制配置文件—例如,PID控制通常基于实际值与目标值之间的误差。然而,可以通过在开始时超过PID控制器的阈值来加速初始加热和/或冷却。例如,期望值可以增加1℃或2℃;如果目标值实际上为42℃,那么可以向加热元件提供44℃或甚至45℃的过冲值。尽管出于安全原因,皮肤温度通常在42℃或43℃下达到最高,但可以在非常短的时间段内耐受较高的温度,如在45℃下持续不超过5秒。通过适当的优化,可以在20秒内实现靠近垫12中部的高达42℃的温度。
电能源22可以是例如移动电能源,如电池或蓄电池。电池或蓄电池可以发出电能或电流。蓄电池可以通过另外的能源22和充电电路104用电能充电或再充电。电能源22也可以是公共电源系统,在这种情况下,例如,在将电源系统的电压馈送到加热和/或冷却装置10中之前,可以通过电源单元降低电源系统的电压。
加热和/或冷却垫12和控制单元14可以通过至少一个电连接器18以及至少一个磁性连接器20彼此电连接和机械连接,通过所述至少一个电连接器,所述电能可以被传输到加热和/或冷却元件26。
电连接元件18a可以布置在控制单元14上,以将电能或电流从控制单元14传输到形成在加热和/或冷却垫12上的互补电连接元件18b。电连接器18可以连接到电能源、信号处理器16或例如控制元件,所述控制元件接收用于控制110电能源22的控制信号。电连接器18可以被设计为例如电插头和电插座或磁体的形式。电连接元件18a、18b优选地由金属制成。电连接元件18a、18b还可以涂覆有另一种具有低接触电阻或不氧化的金属(例如,金)。电连接器18可以机械固定地布置在控制单元14上和/或在加热和/或冷却垫12上以传输电能。电连接器18也可以通过柔性电缆连接到控制单元14和/或加热和/或冷却垫12。
至少一个机械连接元件20a可以布置在控制单元14上。除了布置在控制单元14上的机械连接元件20a之外,还可以在加热和/或冷却垫12上布置互补机械连接元件20b。机械连接元件20b可以布置在加热和/或冷却垫12上与加热和/或冷却垫12上的粘合表面相对的上面上。控制单元14上的机械固定元件20a应与加热和/或冷却垫12上的机械固定元件20b的位置对准,使得可以容易地连接固定元件20a、20b。
通过机械连接器20a、20b,控制单元14和加热和/或冷却垫12可以容易地组合以形成加热和/或冷却装置10。相反,加热和/或冷却装置10可以通过磁性连接器20划分或分离成用于根据实施例的加热和/或冷却装置10中的控制单元14以及用于根据实施例的加热和/或冷却装置10中的加热和/或冷却垫12。在图1中,控制单元14和加热和/或冷却垫12通过两个磁性连接器20连接。
加热和/或冷却垫12可以是一次性元件,所述一次性元件在使用一次或多次、大约十次或大约二十或三十次之后可以被替换。一方面,这在卫生方面具有优势,因为加热和/或冷却垫12直接粘贴到人的身体或皮肤上,并且有时会与大量的汗水和脂肪接触。另一方面,当粘合作用减小时,可以通过替换加热和/或冷却垫12来替换加热和/或冷却垫12的粘合表面,以再次实现加热和/或冷却装置10在人的身体28上的良好粘合作用。例如也可以将电能转换成热能的加热和/或冷却元件26从所使用的加热和/或冷却垫12中除去并且插入到另一个新的加热和/或冷却垫12中。通过重复使用加热元件26或加热和/或冷却垫12上的传感器,可以节省成本和资源。
控制单元14可以是可重复使用的元件。控制单元14可以包括例如信号处理器16、无线电单元、电能源22或其它电子设备。控制单元14应包括可以易于回收和/或昂贵或有价值的组件。有助于加热和/或冷却装置10的智能的所有智能或组件可以布置在控制单元14上。控制单元14可以根据需要重复使用,从而节省成本和资源。
控制单元14定位在加热和/或冷却垫12上的方式使得当加热和/或冷却装置10被穿戴或当其被附接到生物的身体28时,控制单元不与人的皮肤直接接触。这导致由例如汗水或体脂造成的控制单元10的不卫生污染较少。
电连接器18具有连接到控制单元14的第一电连接元件18a以及连接到加热和/或冷却垫12的第二连接元件18b。磁性连接器20进一步包括连接到控制单元14的第一机械连接器20a以及连接到加热和/或冷却垫12的第二机械连接器20b。第一机械连接元件20a和第二机械连接元件20b可以分别包括对应的第一电连接元件18a和第二电连接元件18b。机械连接元件20a、20b可以包括用于传输电流的电连接元件18a、18b。换句话说,用于传输电流的电连接元件18a、18b可以集成在例如机械连接元件20a、20b中。机械连接元件20a、20b也可以集成在例如用于传输电流的电连接元件18a、18b中。具有对应的对应物的金属按钮或例如金属磁体既可以用作机械连接元件20a、20b,也可以用作用于传输电流的电连接元件18a、18b。
加热和/或冷却装置10的实施例作为智能热膏药可以是自粘合的,并且作为加热和/或冷却垫12中的加热和/或冷却元件包括加热膜或金属丝网,所述加热膜或金属丝网可以通过能量在几秒内加热到40℃到42℃的治疗热量。
加热和/或冷却垫12的自粘合膜可以使用若干次,优选地二十到三十次。此外,已经证明,如果在本发明的实施例中将特别皮肤友好的粘合剂用于自粘合膜,那么在本发明的上下文中是特别有利的,使得加热和/或冷却垫12可以类似于临时纹身的方式施加,并且还可以保持在皮肤上过夜或持续若干天。这是特别有利的,因为仅当需要治疗时才可以将加热和/或冷却垫10的其它组件放置在加热和/或冷却垫12上,并且可以在治疗之后再次将其除去。
图2示出了具有三个机械连接元件20a、20b的加热和/或冷却装置10。加热和/或冷却装置10可以包括至少三个机械连接元件20a、20b、在控制单元14上形成的三个机械连接元件20a以及在相对侧上的同一位置处的加热和/或冷却垫12上形成的三个互补机械连接元件20b,以将加热和/或冷却垫12连接到控制单元14。机械连接元件20a、20b还可以包括电连接元件18a、18b。因此,机械连接元件20a、20b可以镜面倒置的方式布置在控制单元14与加热和/或冷却垫12之间。
通过定位机械和/或磁性连接元件20a、20b,例如,可以实现对齐编码,使得控制单元14只能在某个定位或位置(编码)中连接到加热和/或冷却垫12。例如,这使得更容易吸收某些力,例如垂直力,当穿戴在生物的身体28上时,所述力作用于加热和/或冷却装置10上。此外,通过对连接元件18a、18b;20a、20b进行编码,所述连接元件包括机械连接元件20a、20b和电连接元件18a、18b,当将加热和/或冷却垫12连接到控制单元14时,可以减小电极性反转的风险。此外,除了两极电源之外,通过三对连接元件18a、18b;20a、20b,可以在第三连接元件上传输控制信号。在将控制信号调制在两极电源信号上的情况下,需要第三对连接元件18a、18b;20a、20b。然而,三个以上(例如,四个或更多个)机械连接元件20a、20b和/或电连接元件18a、20b可以连接加热和/或冷却垫12和控制单元14以形成加热和/或冷却装置10。
图3a和3b各自是呈侧视图形式的加热和/或冷却装置10的实施例的另一图示。图3a示出了具有连接或耦接的加热和/或冷却垫12和控制单元14的加热和/或冷却装置10。在耦接的状态下,在电连接元件或机械连接元件和/或磁性连接元件18a、18b;20a、20b之间在图示中可以没有区别,所述电连接元件或机械连接元件和/或磁性连接元件可以附接到控制单元14或附接到加热和/或冷却垫12。可以连接到人的身体的加热和/或冷却垫12具有上面122和下面121,在所述下面,设置有粘合表面1210,以将加热和/或冷却垫12附接到身体28的皮肤表面。加热和/或冷却垫12至少包括加热和/或冷却元件26,所述加热和/或冷却元件可以将从电能源22输出的电能转换成加热和/或冷却能量。控制单元14可以包括信号处理器16,以控制从能源22到加热和/或冷却元件26的能量输出。
图3b示出了具有分离的加热和/或冷却垫12和控制单元14的加热和/或冷却装置10。在控制单元14上示出了两个电连接元件18a和两个机械连接元件20a。机械和/或磁性连接元件20a围绕或涵盖用于传输电流的电连接元件18a。连接元件因此可以是机械和/或磁性连接元件20a和/或电连接元件18a。可以在加热和/或冷却垫12上布置与控制单元14的连接元件18a、20a互补的电连接元件18b以及机械和/或磁性连接元件20b。机械和/或磁性连接元件20b围绕或涵盖用于传输所述图示中的电流的电连接元件18b。
粘合表面1210可以形成在下面121或加热和/或冷却垫12的第一表面121上。电或机械和/或磁性连接元件18b、20b可以布置在相对的上面122或第二表面上。加热和/或冷却垫12进而至少包括加热和/或冷却元件26。加热和/或冷却元件26可以将由电能源22输出的电能转换成加热和/或冷却能量。控制单元14可以包括信号处理器16,以控制从能源22到加热和/或冷却元件26的能量输出。
图4是呈侧向截面视图形式的具有分离的加热和/或冷却垫12和控制单元14的加热和/或冷却装置10的另一个示意图。所述截面视图示出了各种元件,所述元件可以包含控制单元14以及加热和/或冷却垫12。
例如,电能源22可以布置或附接在控制单元14中或上。也可以布置或附接电源22。这意味着电能源22可以刚性地连接到控制单元14或可移除。电能源22可以被设计成向加热和/或冷却垫12和/或控制单元14供应电能。这意味着加热和/或冷却装置10独立于有线电源,所述有线电源例如将必须连接到插座,并且限制了人的移动自由。移动电能源22可以是例如电池或蓄电池。电池或蓄电池可以输出电能或电流。蓄电池可以通过另外的能源22和充电电路104用电能充电或再充电。在实施例中,加热和/或冷却装置10还可以例如通过电源单元连接到插座,以进行能量供应。加热和/或冷却装置10因此可以连接到布置在外部的能源。通过从插座向加热和/或冷却装置10供应电能,不需要替换或再充电电能源。
加热和/或冷却装置10,优选地控制单元14,可以包括姿势传感器24,可以将所述姿势传感器24设计成至少部分地检测人的姿势和/或移动并产生姿势数据。信号处理器16可以被设计成通过姿势数据控制从能源22到加热和/或冷却元件26的能量输出。加热和/或冷却垫10可以包括仅一个姿势传感器24或多个姿势传感器24。通常,多个姿势传感器24可以更精确地检测姿势。姿势传感器24或信号处理器16可以检测人的姿势是否不良或不正确或姿势是否正确或相当正确。可以基于姿势来产生姿势数据。姿势数据可以是由姿势传感器24产生的模拟或数字电信号。所述信号可以作为电线上的有线信号或无线信号或无线电信号从姿势传感器24提供或输出。
姿势传感器24可以布置在控制单元14上或中。姿势传感器24还可以使用皮肤数据标识或检测姿势。姿势传感器24可以包括3D陀螺仪传感器(陀螺仪3D)、加速度传感器、温度传感器38、弯曲传感器、EMG传感器、应变仪或其它用于检测姿势的传感器。姿势传感器24可以用于检测人的姿势。姿势传感器24可以例如放置在肩膀或颈部上或在脊柱的区域中并检测人的姿势。3D陀螺仪传感器或3D陀螺仪(如来自IvenSens公司的ITG-3200)可以检测三个轴上的移动,并且因此确定空间位置。可以由加速度传感器或加速度计传感器(如来自博世(Bosch)的BMA400)检测空间位置的变化。还存在组合上文所描述的两个功能的传感器,例如来自Makersan的MO 416.H1X或MO416.H13。
弯曲传感器241也可以优选地作为姿势传感器24布置在加热和/或冷却垫12上,所述加热和/或冷却垫定位成比控制单元14更靠近身体。弯曲传感器241可以检测特别是在肩膀和脊柱的区域中的姿势,并且可以容易地检测脊柱的曲率或肩膀的抬起或下落。弯曲传感器241的长度可以为5cm到40cm。弯曲传感器241的长度优选地为10cm到30cm。长弯曲传感器241可以例如布置在脊柱的区域中,并且可以在从尾骨到颈椎的整个长度上检测所述脊柱。此外,弯曲传感器241可以检测例如从左臂到右臂的肩膀处的姿势。弯曲传感器241也可以放置在左肩和右肩上。代替单个长弯曲传感器241,若干个较短(长度为例如1cm到5cm,优选地2cm到3cm)的弯曲传感器241可以布置在所描述的点处。如来自Spectra Symbo的SEN-10264等弯曲传感器241可以用于检测例如脊柱的曲率或肩膀的抬起或下落。弯曲传感器为长7.3cm并且宽6.3mm的窄条。静止时施加的电阻为25kOhm。传感器越弯曲,电阻的增加就越大,电阻最大可以为125kOhm。
这意味着姿势传感器24可以用于检测例如姿势变形。就姿势而言,变形为例如驼背、弓背、肩膀张力或肩膀或背部未对齐。然后可以根据各种姿势传感器的测量值确定人的姿势。
另外,控制单元14可以包括信号处理器16。信号处理器16可以布置在控制单元14上或中。信号处理器16可以是例如处理装置或处理单元。处理装置还可以集成在例如专门用于改善姿势的装置中,特别是在移动装置上。处理装置还可以集成在通用移动装置中,如平板计算机或智能手机或另一个移动装置。由于通常可以通过移动装置中的软件来提供功能,因此通常不再可能区分专用或通用移动装置。专用或通用移动装置通常包括至少一个输入单元、显示器、处理装置、传感器、通信装置和能量存储装置。
根据姿势数据或来自姿势传感器24的信号,信号处理器16可以确定姿势。根据由信号处理器16所确定的姿势,信号处理器16可以产生用于控制电能源22的控制信号。用于控制电能源22的控制信号进而可以是由信号处理器16产生的模拟或数字电信号。信号可以作为电线上的有线信号或作为无线信号或无线电信号由信号处理器16提供或输出。信号处理器16还可以直接输出或多或少已经由电能源22产生或存储的电能。
信号处理器16可以被设计成接收姿势数据。信号处理器16可以被设计成接收姿势数据作为信号或电信号。信号可以是电线上的有线信号或无线或无线电信号。优选地,在信号处理器16处的信号的接收与一个或多个姿势传感器24、241的信号的输出相协调。
加热和/或冷却垫10或控制单元14可以包括用于传输和/或接收数据的无线电单元36。无线电单元可以布置在控制单元14上。例如,无线电单元36也可以集成或布置在信号处理器16或处理装置中。无线电单元36可以在加热和/或冷却装置10和/或移动装置之间交换数据。所有电子设备(除一些传感器之外)均可以位于控制单元14上。
加热和/或冷却垫12可以被设计成从电能源22或从信号处理器16接收电流。加热和/或冷却垫12可以通过电线连接到电能源22或信号处理器16,所述电线可以传输电能或电流。加热和/或冷却垫12可以包含温度传感器38、弯曲传感器241、电极40、加热和/或冷却元件26(加热膜/加热金属丝网)、具有粘合剂的粘合表面1210以及连接元件18b、20b。
加热和/或冷却垫12可以至少部分地将电能转换成热能并将其递送到人的身体28。所递送的热能可以对肌肉具有放松或刺激的作用并且可以改善人的姿势。
通过一个或多个加热和/或冷却垫12递送到身体的能量还可能影响其它身体组织,如脂肪组织。具体地,肌肉的收缩可以激活身体中脂肪组织的燃烧。这也可以增加人的幸福感并改善姿势。
例如,加热和/或冷却元件26或加热和/或冷却垫12中的加热元件可以包括膜,所述膜能够在其整个表面上或多或少地将电能转换成热能。作为加热膜,例如,可以使用可电加热的聚酰胺膜,如来自卡普顿(Kapton)的RS膜。加热膜使得能够实现恒定且有效的热交换。加热和/或冷却元件26还可以包含例如电导体或金属丝网并且被设计成以较低能耗递送恒定的热量。加热和/或冷却元件26还可以在相对小的空间中将电能转换成热能,并且通过如金属板等良好的导热体将热量分布在加热和/或冷却垫12中或上的较大区域上。
电极40可以布置在加热和/或冷却垫12上,并且信号处理器16可以被设计成通过肌电图确定肌肉张力。电极40可以用于测量肌肉或肌肉群的电位变化。信号处理器16可以产生用于控制110电能存储装置22的控制信号,所述信号取决于肌肉张力。例如,如果肌肉是紧张的,那么可以通过将电能从电能存储装置22递送到加热和/或冷却垫12来加温加热和/或冷却装置10。加热可以刺激肌肉。
皮肤电阻也可以使用电极40来确定。通过测量两个电极之间的电压,例如,可以通过从第一电极40流到第二电极40的电流来确定电极40与人的皮肤之间的电导、电阻或阻抗。电导或电阻值也可以用于通过加热和/或冷却装置10处的信号处理器16控制110加热和/或冷却能量。
加热和/或冷却装置10可以包括振动发生器42,所述振动发生器被设计成将由电能源22发出的电能转换为机械能量并且将所述机械能量递送到人的身体。机械能量可以振动的形式传输到人的皮肤或身体。振动可以由振动发生器42产生,所述振动发生器包括例如电动机和不平衡件。在不平衡件的情况下,重心不在旋转轴上。振动发生器也可以是线性电动机,所述线性电动机使质量前后运动,从而产生振动。振动可以给人例如姿势指示,或者通过按摩使肌肉放松或松弛的指示。
加热和/或冷却装置10或加热和/或冷却垫12也可以包括温度传感器38。根据加热和/或冷却装置10或加热和/或冷却垫12上的布置,温度传感器38可以检测人的皮肤温度或身体温度。温度传感器38还可以检测加热和/或冷却垫12的温度。温度传感器38可以连接到信号处理器16,并基于温度传感器38的所测量的温度值将温度数据提供给信号处理器16。根据温度数据,信号处理器16可以产生用于控制110电源22的控制信号。根据由温度传感器38检测到的温度值,可以因此控制从能源22到加热和/或冷却元件26的能量输出,或者可以控制用于加热垫12的电能供应。
加热和/或冷却垫12以及控制单元14在图1中均被描绘为圆形的。如果使用直径为80mm的标准凝胶垫,那么控制单元14优选地被设计为较小的直径-大约60-70mm,优选地62-68mm。
然而,加热和/或冷却垫12和控制单元14也可以具有椭圆形或多边形形状。加热和/或冷却垫12和控制单元14两者可以具有矩形或正方形形状,例如带有尖角或圆角。加热和/或冷却垫12和控制单元14两者可以具有任何形状。加热和/或冷却垫12和控制单元14也可以具有不同的形状。例如,控制单元14可以是圆形的,并且加热和/或冷却垫12具有细长的矩形形状。
图9示出了加热垫12,所述加热垫包括具有电阻导体的加热元件26。所述图是加热垫的上面122的俯视图。为了清楚起见,未示出所有特征。
加热垫12的整体形状大致为带有圆角的正方形。在这种配置中,提供了八个大致三角形的加热元件26:P、Q、R、S、T、U、V和W。每个从靠近中心的位置延伸到更靠近垫12的外围的位置。八个加热元件26中的每一个进一步分为两部分:靠近板12中心的部分,其中导体相对靠近在一起(小距离)—这些为区域P1、Q1、R1、S1、T1、T1、U1、V1和W1—以及垫12外围附近的另一部分,其中导体相距较远(较大距离)—这些为区域P2、Q2、R2、S2、T2、U2、V2和W2。每个加热元件26的部分电连接:P1和P2/Q1和Q2/R1和R2/S1和S2/T1和T2/U1和U2/V1和V2/W1和W2。这意味着当电流被施加到加热元件26中的每一个时,中心附近的部分比外围部分加热更快。
在垫12的中间,存在六个具有两种不同大小的电连接18b和磁性连接20b:两个较大连接A和B以及四个较小连接1、2、3、4。在此配置中,18b、20b连接具有对称轴,使得垫12可以在两个方向之一上连接。使用两个更大A、B连接(约是较小连接1、2、3、4直径的两倍)意味着其它朝向和可能的不正确连接至少是不太可能的,并且一些不正确连接也变得不可能。
标记为T的温度传感器也在中心,所述传感器被配置和布置成测量皮肤附近的温度38。
为了清楚起见,未示出控制单元14,但是具有与所示出的连接元件18b、20b相对应的对应电连接元件18a和磁性连接元件20a。因此,这些连接通过用导电金属(如铬、金或铂)涂覆尺寸适当的磁体来建立物理和电连接。可以在加热垫12的上层122上提供合适的盖板(未示出)—其中开口具有与控制单元14连接18a、20a或加热垫12连接18b、20b相同的尺寸,凹部被设置成使连接18a到18b以及20a到20b的两个部分更容易对齐。
根据所需的不同电连接的数量,磁性连接元件20a、20b中的一个或多个可以被配置为纯磁性连接,并且也不被配置为电连接—例如,连接A和B只能是磁性连接元件20a、20b,而1、2、3、4既是磁性连接元件20a、20b也是电连接元件18a、18b、18b,它们在控制单元14与加热垫12之间建立了四个不同的电连接。
在最简单的配置中,所有加热元件26并行操作,并且仅需要两个电连接元件18a、18b。为了避免对连接元件18a、18b进行不期望的加热,每个通道可以使用一个以上连接—例如,A、1、2连接到每个加热元件26的一侧,并且B、3、4连接到每个加热元件26的另一侧。
在所示出的实施例中,提供了六个不同的电连接元件。通过将每个电连接元件18b连接到至少两个加热元件端子,可以设置和调整每个加热元件26中的电能:
1到A=>加热元件P(26)
1到B=>加热元件Q(26)
A上的2=>加热元件R(26)
B上的2=>加热元件S(26)
3到A=>加热元件T(26)
3到B=>加热元件U(26)
A上的4=>加热元件V(26)
B上的5=>加热元件W(26)
由于必须在多次应用之后处置加热垫12,因此将连接元件的数量以及最终连接器的数量保持为尽可能少以降低成本可能是有帮助的。
在图9的配置中,加热元件26位于围绕加热垫12的外围延伸的不同的连续段中。可替代地或另外地,可以提供不同的同心加热元件26。
根据传感器类型和待由驻车加热器26供应的控制信号的数量,温度传感器38(T)可以使用两个或更多个电连接18b。
如果电阻导体已经由适当尺寸的冷却元件26(如珀耳帖(Peltier)元件)替换,那么也可以为冷却垫提供类似的配置。
图5a和5b示出了具有粘贴或附接到身体28的若干个加热和/或冷却装置10的人。图5a以前视图形式示出了人。一个加热和/或冷却装置10置于左边和右边大腿中的每一个上。其它两个加热和/或冷却装置10置于胸部上方。加热和/或冷却装置10可以放置或粘贴在身体上的任何地方。优选地,加热和/或冷却装置10可以放置在痉挛的或紧张的下层肌肉或肌肉群上的皮肤上。加热和/或冷却装置10的热量可以帮助放松肌肉。加热和/或冷却装置10也可以用于身体的所有触发点(例如,大腿、背部等)处。
在医学中,以下作用归因于热量:肌肉放松、血液循环改善、滑液粘度降低、胶原结缔组织弹性改善和疼痛缓解。加热和/或冷却装置10可以抵抗或缓解疼痛或张力的发生。在炎性过程中,例如在炎性风湿病(急性发作)和伴有身体自身热发生的急性疾病(局部炎症、发红、过热、发烧)中,不应使用热疗法。
加热和/或冷却装置10定位在人的身体28上的方式应使得位于身体28的皮肤下方的收缩的肌肉被刺激,即可以从加热和/或冷却装置10供应加热和/或冷却能量。通过加热和/或冷却装置10,可以将能量或加热和/或冷却能量递送到人的身体28或收缩的肌肉。加热和/或冷却装置10越精确地放置在收缩或紧张的肌肉上,能量就可以越精确地递送到收缩的肌肉。因此,可以在没有紧张肌肉的地方减少由于不必要的能量释放而造成的浪费,并且可以通过有效利用能量来减少总能量消耗。因此,电池持续更长时间。优选地,加热垫10被放置成尽可能靠近身体或直接在身体上,以便以尽可能少的损耗将能量传递到身体。
加热和/或冷却装置10可以放置在颈部或脊柱的区域中。在颈部和/或脊柱的区域中,经常发生肌肉组织紧张或痉挛或持续收缩。加热和/或冷却装置10向受影响的区域或肌肉供应热能,这使受影响的区域或肌肉放松。因此,人的身体中的肌肉可以解收缩。供应给人的身体的能量可能使人的皮肤下的肌肉收缩发生变化。通过将其放置在此区域中,可以很少的浪费将能量递送到受影响的具有张力的区域。
加热和/或冷却装置10也可以放置在身体的一部分上,以允许得出关于人的姿势的结论,例如在肩膀或脊柱上或在肩膀或脊柱附近。当然,至少一个姿势传感器也可以位于肩部区域和背部区域中的每一个中。颈部、肩膀和脊柱区域特别适合于检测人的姿势。优选地,姿势传感器被定位成尽可能靠近身体或直接在身体上,以便在获取姿势数据时保持测量误差尽可能小或避免测量误差。
加热和/或冷却装置10也可以用于不同的热疗方案(触发点治疗)。在此,热量在身体的触发点处递送。一个或多个信号处理器可以根据预定模式产生控制信号,以控制从能源到不同加热和/或冷却装置10中的加热和/或冷却元件的能量输出。在治疗期间,加热和/或冷却装置10可以加热很短时间。由于加热和/或冷却装置10的布置并依次加温加热和/或冷却装置10,例如,可以在人的身体28上产生一种热波移动。这意味着例如一条线中的多个加热和/或冷却装置10或多或少一个接一个地打开。通过依次打开或加温加热和/或冷却装置10,在人的身体28上产生一种波移动,或者加热和/或冷却装置10的协调加温产生从一个点继续或扩散的热波的效果。这种到身体的波状热递送可以用于实现特别有效的肌肉放松。第一加热和/或冷却装置10可以被供应电能持续例如5分钟与2小时之间,优选地20分钟与1小时之间,并且从而保持温暖。然后,第二加热和/或冷却装置10被供应电能持续类似的时间段,并且从而保持温暖。然后可以加热第一或第三或另外的加热和/或冷却装置10并再次保持温暖。
加热和/或冷却垫14可以连续地被供应指定的能量,例如指定的电压(例如,5伏特(V))或指定的电流。加热和/或冷却垫14可以被供应较低的电压(例如,3V)或较高的电压(例如,7V)或用于控制110热的电流。也可以恒定的电流或电压并通过改变所述垫的加热中的开/关时间(脉冲-暂停比)来控制加热和/或冷却垫14。例如,加热和/或冷却垫12可以被供应电能持续2秒,并且不被供应电能1秒。加热和/或冷却垫的加热可以通过能量供应和不供应之间的时间比来控制。最佳脉冲-暂停比的持续时间取决于加热元件的热容量,并且可以介于毫秒与几分钟之间。
这样做时,可以在它们之间自动地且智能地控制对单独加热和/或冷却装置10或加热和/或冷却贴片的热量。这意味着每个加热和/或冷却装置10可以控制其自身的温度或接收控制命令。加热和/或冷却装置10可以从其传感器和/或其操作状态进行通信或接收数据,例如其它加热和/或冷却装置10。人工智能可以产生热量的智能分布。因此,可以提供不同的热疗方案的选择。可以根据需要使用软件和/或人工智能来扩展和调节系统。
根据姿势或不正确的姿势,能量或热和/或冷可以在特定时间被加热和/或冷却装置不均匀或智能地分配,使得加热和/或冷却垫的单独加热和/或冷却元件同时被供应不同量的能量。能量也可以时变的方式被供应,使得加热和/或冷却元件被一个接一个地供应能量。结果,可以缓解疼痛并且可以释放张力。信号处理器可以被设计使得其能够基于姿势数据来检测人的姿势并且能够控制电流到加热和/或冷却元件中的至少一个的递送。身体数据可以由至少一个姿势传感器产生。此身体数据可以被传输到信号处理器。根据身体数据,信号处理器可以产生控制信号,通过所述控制信号,可以控制从能源到加热和/或冷却元件的能量输出。
图6示出了用于通过不同加热和/或冷却装置10将加热和/或冷却能量递送到生物身体的系统30。系统10可以包括至少两个具有无线电单元36的加热和/或冷却装置10,加热和/或冷却装置10被设计成发送数据和/或接收数据。加热和/或冷却装置10也可以通过电缆连接到例如彼此和/或中心能源22和/或信号处理器16。加热和/或冷却装置10还可以例如通过无线电链路32连接到彼此以进行数据交换。数据可以是姿势数据、温度数据、用于控制能源22的数据、信号处理数据、传感器数据、控制数据、操作数据或任何其它数据。数据可以从第一加热和/或冷却装置10发送到第二加热和/或冷却装置10。加热和/或冷却装置10因此可以彼此交换数据以形成系统30或网络30。所述连接可以例如通过无线电链路32、通过如蓝牙、RF24、RF32、ANT或NFC(近场通信)等微微网来进行。加热和/或冷却装置10也可以通过电线连接到彼此或中心控制或能量供应。
通常,加热和/或冷却装置10可以具有许多不同的形状,如图6所示出的。具体地,加热和/或冷却装置10可以为圆形、椭圆形、正方形或优选地适合于待刺激的肌肉形状的任何其它形状。
图7示出了用于使用移动装置34将加热和/或冷却能量递送到身体28的系统30。系统30可以包括至少一个第一加热和/或冷却装置10以及至少一个第二加热和/或冷却装置10和移动装置34。第一和第二加热和/或冷却装置10和移动装置34能够彼此交换数据。所示出的加热和/或冷却装置10中的每一个可以被设计成向移动装置34发送数据和/或从移动装置34接收数据。加热和/或冷却装置10可以通过无线电单元36连接到移动电话34以进行数据交换。数据进而可以是姿势数据、温度数据、用于控制能源22的数据、信号处理数据、传感器数据、控制数据、操作数据或任何其它数据。数据可以从加热和/或冷却装置10发送到移动电话34或另一个加热和/或冷却装置10。加热和/或冷却装置10因此可以在移动电话34或其它加热和/或冷却装置10之间交换数据以形成系统30或网络30。所述连接可以例如通过无线电链路32、通过如蓝牙、RF24、RF32、ANT或NFC(近场通信)等微微网来建立。代替移动电话34,还可以使用专门设计用于改善姿势的智能手机或平板计算机或移动装置。加热和/或冷却装置10还可以例如通过电线连接到移动装置34或能量供应。
使用如智能手机或平板计算机等移动装置34,可以通过软件应用程序(app)接收、评估或显示数据。信号处理器16也可以部分或完全位于移动装置34中。移动装置34可以包含信号处理器16,所述信号处理器通过移动装置34的接口例如从姿势传感器接收姿势数据。然而,移动装置34还可以在接口处从信号处理器16接收经过处理的数据并且例如显示或存储所述数据。移动装置34还可以在其接口处接收例如由信号处理器16部分处理的姿势数据并另外处理所述数据。
可以使用app向人提供改善姿势的提示。app还可以用于手动控制单独加热和/或冷却装置10并为其供应能量,或在身体28上标记区域,人感觉所述区域紧张并想要供应加热和/或冷却能量以放松所述区域。也可以设置智能的自动加热模式。基于微控制器以及因此智能的控制110可以基于存储的数据和算法供应或加温加热和/或冷却垫10的加热和/或冷却垫12。用户也可以例如通过绘制或改变图形中的线来定义热模式。还可以首先针对现有不正确姿势(例如由于先天性变形或疾病)来校准系统30。然后,可以检测并处理与此先前存在的不正确姿势的偏差。
所述app还可以向人或用户推荐如何改善其姿势,例如通过以图形或文字形式向他们示出如何改善其姿势。例如,app还可以向人或用户提供关于体操锻炼的建议,以改善姿势。app还可以向人提供来自因特网的信息,所述信息例如帮助人改善姿势。此外,app还可以例如通过电影提供有关人的错误姿势的信息或用于改善人的建议。
人的姿势的改善可以通过有意识地改变人的姿势来实现,例如通过来自加热和/或冷却装置10的振动或电脉冲或通过移动装置34上的显示器101告知人姿势不良。然而,通过从加热和/或冷却垫10供应能量通过放松个人肌肉或肌肉群,还可以无意识地对人进行姿势的改善或不正确姿势的校正。
在图8a中,在如智能手机等移动装置34的显示器101上示出了生物的身体28的上部的轮廓。显示器101上的剪影可以示出位于身体28上的加热和/或冷却装置10和/或姿势传感器24。使用系统30将加热和/或冷却能量递送到生物的身体28的人可以被称为用户。用户可以例如输入、检查或改变姿势传感器24或加热和/或冷却装置10在身体上的布置。人28也可能影响或控制电能的供应或强度,通过所述强度,热能例如通过移动装置34的触摸屏101递送到身体28。例如通过移动装置34的显示器101上的加号和减号示出了能量输出的影响。例如,通过触摸加号,用户可以增加能量输出。例如,通过触摸减号,用户可以减少能量输出。
图8b示出了在如智能手机等移动装置34的显示器101上生物的身体28的上部。显示器101可以例如向用户示出由系统检测到的其的姿势。显示器101还可以向用户示出如何改善其的姿势。用于改善的建议的输出可以用符号补充或可以进行动画处理。
图8c再次示出了在如智能手机等移动装置34的显示器101上生物的身体28的上部。作为移动装置34,智能手机可以向用户提供用于改善姿势的建议。所述建议可以包含例如用户应执行的移动或体操锻炼。可以预定的时间间隔将建议发送给用户,使得例如每天一次提醒或要求用户在某个时间进行移动或体操锻炼。所述锻炼帮助用户例如放松紧张的肌肉或增强肌肉,并且从而改善姿势。所述锻炼可以被描述为主动措施。可以针对特定用户或特定错误姿势将锻炼个性化、自动编译和输出。定期通知会激发更多的移动。这可以抵消慢性张力和疼痛。
主动和被动措施的组合带来健康且正确的姿势。持续集中的热释放张力,使得身体可以恢复到其自然姿势。结果,不会产生长期的负面结果。
在实施例中,加热和/或冷却垫12可以包括过敏友好或皮肤友好的凝胶状粘合剂。这降低了皮肤的过敏反应的风险(过敏友好)。此外,电能源22可以是可再充电的并且因此可以比常规的热膏药更可持续。由于加热和/或冷却垫12通过电能而不是像热膏药一样通过化学反应产生热量,因此通过本发明的加热和/或冷却装置10对化学物质产生过敏反应的风险较小。
加热和/或冷却装置10也可以被称为热贴片、热垫、加热层、热膏药、加热垫或加热垫层。加热和/或冷却装置10可以旨在用于到皮肤的局部的、位置依赖性的热能递送。加热和/或冷却装置12也可以被称为加热膏药或加热贴片。控制单元也可以被称为控制贴片。
在实施例中,加热和/或冷却装置10也可以被设计成以各种形式将能量递送到身体。不同形式的能量到身体的递送可以是同时的或顺序的。在第一阶段中,例如,热能可以通过加热和/或冷却装置10递送到人的身体28。在第二阶段中,相同的加热和/或冷却装置10可以例如向人的身体释放机械能或电能。通过用不同形式的能量(机械的、热的、电的)进行刺激,可以实现肌肉的更快且更持久的放松。
已经结合装置描述了某些方面,但是这些方面也可以构成对应方法的描述,使得装置的块或元件也可以被理解为对应方法步骤或方法步骤的特征。
因此,结合方法步骤或作为方法步骤描述的方面也构成对应装置的对应框或细节或特征的描述。可以使用如智能手机、微控制器、可编程计算机或电子电路等硬件设备来执行一些或所有处理步骤。在一些实例中,主要方法步骤中的一些或更多方法步骤可以由此硬件执行。
根据实施方案要求,本发明的实施例可以在硬件或软件中实施。可以使用数字存储介质(例如,记忆棒、存储卡、DVD、蓝光光盘、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或闪存、硬盘或任何其它磁性或光学存储装置)执行所述实施方案,电子可读控制信号被存储在所述数字存储介质上,所述信号可以与或与可编程计算机系统交互的方式使得所讨论的方法被执行。因此,数字存储介质可以是计算机可读的。
因此,根据本发明的实施例可以包含数据载体,所述数据载体包含能够与可编程计算机系统交互的电子可读控制信号,其交互方式使得可以执行本文所描述的方法之一。
本发明的实施例可以被实施为具有程序代码的计算机程序,当计算机程序在计算机上运行时,程序代码能够执行所述方法之一。程序代码例如也可以存储在机器可读载体上。
其它实施例包括用于执行本文所描述的方法之一的计算机程序,所述计算机程序被存储在机器可读载体上。
因此,不同地表达根据本发明的方法的实施例,当包括程序代码的计算机程序在计算机上运行时,所述计算机程序执行本文所描述的方法之一。数据载体、数字存储介质或记录介质通常是有形的或非易失性的。
此外,根据本发明的方法的另一个实施例是数据载体(或数字存储介质或计算机可读介质),用于执行本文所描述的方法之一的计算机程序存储在所述数据载体上。
根据本发明的方法的另外的实施例是表示用于执行本文所描述的方法之一的计算机程序的数据流或信号序列。数据流或信号序列可以例如被配置成通过数据通信链路(例如,通过因特网)传送。
另外的实施例包括处理装置,如计算机、平板计算机、智能手机或可编程逻辑装置,其被配置成或适于执行本文所描述的方法之一。
另一个实施例包括计算机,其上安装有用于执行本文所描述的方法之一的计算机程序。
根据本发明的另一个实施例包括装置或系统,所述装置或系统被配置成将用于执行本文所描述的方法中的至少一种方法的计算机程序传输给接收器。传输可以电子或光学方式进行。接收器可以是例如计算机、移动装置、存储装置或类似装置。例如,装置或系统可以包括用于将计算机程序传送到接收者的文件服务器。
在实施例中,可编程逻辑装置(如现场可编程门阵列,FPGA)可以用于执行本文所描述的方法的一些或全部功能。在一些实施例中,现场可编程门阵列可以与微控制器交互,以执行本文所描述的方法之一。通常,对于一些实施例,所述方法由任何硬件装置执行。这可以是通用的硬件,如计算机处理器(CPU)或所述方法专用的硬件,如ASIC。
上文所描述的实施例仅是本发明原理的说明。本文所描述的布置和细节的修改和改变对于本领域其它技术人员而言可能是显而易见的。因此,本发明应仅由以下权利要求的保护范围限制,并且不受在本文中的实施例的描述和说明中呈现的具体细节的限制。
附图标记列表
10 加热和/或冷却装置10
12 加热和/或冷却垫
121 加热和/或冷却垫的下面
1210 粘合表面
122 加热和/或冷却垫的上面
14 控制单元
16 信号处理器
18 电连接器
18a 控制单元上的电连接元件
18b 加热和/或冷却垫上的电连接元件
20 磁性连接器
20a 控制单元上的机械和/或磁性连接元件
20b 加热和/或冷却垫上的机械和/磁性连接元件
22 电能源
24 姿势传感器
241 弯曲传感器
26 加热或冷却元件
28 身体
30 系统,网络
32 无线电链路
34 移动装置
36 无线电单元
38 温度传感器
40 电极
42 振动发生器
101 显示器
102 天线
104 充电电路
107 皮肤检测传感器
108 模/数转换器
109 安全监测和保护装置
110 微控制器
112 脉宽调制功率控制件
113 电流、电压、能量和/或功率监测
114 另外的刺激物
116 另外的模拟传感器和检测器
117 另外的数字传感器和检测器

Claims (16)

1.一种用于将加热和/或冷却能量递送到身体(28)的加热和/或冷却装置(10),其包括:
加热和/或冷却垫(12),其能够连接到所述身体(28),所述加热和/或冷却垫具有上面(122)和下面(121),并且在所述加热和/或冷却垫的所述下面(121)上设置有粘合表面(1210),以将所述加热和/或冷却垫(12)固定到所述身体(28)的皮肤表面,并且所述加热和/或冷却垫包括至少一个加热和/或冷却元件(26),通过所述至少一个加热和/或冷却元件,由电能源(22)发出的电能能够转换成加热和/或冷却能量;
控制单元(14),其被设置成接收所述能源(22),所述控制单元具有信号处理器(16)并且被设置成输出开环和/或闭环控制信号,通过所述开环和/或闭环控制信号,从所述能源(22)到所述加热和/或冷却元件(26)的能量输出能够以开环和/或闭环方式控制;
其中所述加热和/或冷却垫(12)和所述控制单元(14)能够通过至少一个电连接器(18)以及至少一个磁性连接器(20)彼此电连接和机械连接,通过所述至少一个电连接器,所述电能能够被传输到所述加热和/或冷却元件(26)。
2.根据权利要求1所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却垫(12)和所述控制单元(14)能够通过以下彼此电连接和机械连接:
-另外的电连接器(18),通过所述另外的电连接器,所述电能能够被传输到所述加热和/或冷却元件(26),以及
-另外的磁性连接器(20)。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却垫(12)和所述控制单元(14)能够通过至少一个磁性连接器(20)彼此电连接和机械连接,通过所述至少一个磁性连接器,所述电能能够被传输到所述加热和/或冷却元件(26)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述电能源(22)和所述加热和/或冷却元件(26)被设计成在不到1分钟内,优选地在不到20秒内,特别优选地在不到5秒内将所述加热和/或冷却垫(12)加热和/或冷却20K。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却装置(10)包括至少一个姿势传感器(24,241),并且所述姿势传感器(24,241)被设计成至少部分地检测所述身体(28)的姿势和/或移动并且产生姿势数据,并且通过所述姿势数据,从所述能源(22)到所述加热和/或冷却元件(26)的所述能量输出能够以开环和/或闭环方式控制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却装置(10)包括用于传输和/或接收数据的无线电单元(36)。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),所述加热和/或冷却装置(10)包括温度传感器(38),所述温度传感器被设计成产生温度数据,并且所述信号处理器(16)被设计成根据所述温度数据产生针对所述电能源(22)的开环控制(110)和/或闭环控制的所述开环和/或闭环控制信号。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中电极(40)布置在所述加热和/或冷却垫(12)的所述下面上,并且所述信号处理器(16)被设计成通过肌电图确定肌肉张力和/或通过测量电导来确定皮肤电阻。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却垫(12)的所述粘合表面(121)包括粘合剂,优选地压敏粘合剂。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述粘合剂是凝胶状的。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却垫(12)是一次性元件,并且所述控制单元(14)是可重复使用元件。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的加热和/或冷却装置(10),其中所述加热和/或冷却装置(10)包括振动发生器(42),所述振动发生器被设计成将由所述电能源(22)发出的电能转换为机械能,所述机械能能够被传输到所述身体(28)。
13.一种用于将加热和/或冷却能量递送到身体(28)以放松身体肌肉的系统(30),其包括:
根据权利要求1所述的至少一个第一加热和/或冷却装置(10)以及根据权利要求1所述的至少一个第二加热和/或冷却装置(10)和/或移动装置(34),所述至少一个第二加热和/或冷却装置和/或所述移动装置适合于与所述第一加热和/或冷却装置(10)交换数据。
14.一种用于对根据权利要求1至12中任一项所述的加热和/或冷却装置(10)进行开环和/或闭环控制的方法,所述加热和/或冷却装置被设置成用于将加热和/或冷却能量递送到所述身体(28)并且包括控制单元(14)和加热和/或冷却垫(12),所述加热和/或冷却垫能够连接到人的所述身体(28)并且设置有加热和/或冷却元件(26),所述控制单元和垫彼此电连接和机械连接,其中通过所述控制单元(14)产生控制信号,通过所述控制信号,能够控制从能源(22)到所述加热和/或冷却元件(26)的能量输出。
15.根据权利要求14所述的方法,其中通过所述姿势传感器(24),在所述控制单元(14)中测量和确定所述姿势(28),并且根据所述姿势计算所述控制信号以控制热和/或冷输出,使得所述姿势被校正。
16.一种计算机程序,其具有程序代码,所述程序代码用于当所述计算机程序在计算机或处理器上运行时执行根据权利要求14或15所述的方法。
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