CN111905258B - 一种可多部位使用的力电刺激理疗仪及参数设定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电刺激理疗设备技术领域,具体是一种可多部位使用的力电刺激理疗仪及参数设定方法。包括主电源模块、功能模块、衔接延展关键模块和主控模块,其中功能模块设置有若干个,相互之间通过衔接延展关键模块连接,主电源模块和主控模块通过衔接延展关键模块连接在若干功能模块的两端。发明提出了一种可多部位使用的力电刺激理疗仪,打破了传统仪器参数模糊、无仿真参数以及适应性狭窄等问题。通过对人特定骨部位人骨的建模,加入力电热等分析参数,进行有限元分析,得到相关的有限元分析数据,以此限定设备输出参数的范围。

Description

一种可多部位使用的力电刺激理疗仪及参数设定方法
技术领域
本发明属于电刺激理疗设备技术领域,具体是一种可多部位使用的力电刺激理疗仪及参数设定方法。
背景技术
多项研究表明,对人体某部位施加力刺激以及电刺激有助于该部位内骨组织的生长。随着我国人均寿命的增长,各种骨病发病率逐年上升,患者大多为就医不便的老年人,且市场上现有的仪器存在多项缺点:
①例如CN 108245778 A等专利,只能根据预设档位粗调各种刺激强度,然而个体具有差异性,并不能满足大部分人的使用需求。
②例如CN 209270636 U,不能记录患者治疗数据,不能辅助医生判断患者康复情况。
③现有理疗仪没有理论依据支持其相关参数的合理性,不合理的参数施加可能对患者造成二次伤害。
④现有理疗仪的作用部位单一,无法针对人体不同部位处的骨病进行治疗,仪器缺乏适应性,例如CN 109662863 A等专利。
因此,我们需要对现有骨病理疗仪所有的上述问题进行改进,使得仪器的使用性更佳。
发明内容
本发明为了解决上述问题,提供一种可多部位使用的力电刺激理疗仪及参数设定方法。
本发明采取以下技术方案:一种可多部位使用的力电刺激理疗仪,包括主电源模块、功能模块、衔接延展关键模块和主控模块,其中功能模块设置有若干个,相互之间通过衔接延展关键模块连接,主电源模块和主控模块通过衔接延展关键模块连接在若干功能模块的两端。
进一步的,功能模块包括功能释放部位外套、按摩电极接入口、滑动块、功能模块电路外壳、衔接插销、衔接延展关节插入口、连接架和功能释放的固定架,功能模块电路外壳为弧形结构,功能模块电路外壳的两端各通过衔接插销与一个连接架连接,连接架外侧端设置有衔接延展关节插入口,连接架内侧端通过销轴与滑动块连接,滑动块内的凹槽与功能模块电路外壳相结合,可在一定空间内移动,滑动块上铰接有功能释放的固定架,功能释放的固定架上安装功能释放部位外套,功能释放部位外套上设置有按摩电极接入口。
进一步的,衔接延展关键模块包括插件、插件缺槽、固定轴、延伸固件I和延伸固件II,延伸固件I和延伸固件II通过固定轴连接,延伸固件II和延伸固件I分别与不同的插件铰接连接,插件上设置有插件缺槽。插件缺槽的缺口形状与衔接插销的横截面形状相吻合,当插件插入衔接延展关节插入口时,并将衔接插销相对于各部分模块向外提起,衔接插销将会与插件缺槽相接触,固定住衔接延展关键模块和功能模块。
进一步的,电源模块包括主电源模块上盖、衔接延展关节插入口、旋转轴、主电源下底和主电源模块衔接插销,主电源模块上盖盖在主电源下底上,并通过旋转轴与主电源下底铰接,主电源下底一端设置衔接延展关节插入口和主电源模块衔接插销,衔接延展关键模块的内插件缺槽的缺口形状与主电源模块衔接插销的横截面形状相吻合。当插件插入主电源衔接延展关节插入口时,将主电源模块衔接插销相对于主电源模块向外提起,主电源模块衔接插销将会与插件缺槽相接触,固定住衔接延展关键模块和功能模块。
进一步的,主控模块包括衔接插销、显示器安装部位、按键、主控模块上盖、主控模块下底、衔接延展关节插入口、旋转轴和充电插口,主控模块上盖安装在主控模块下底上,并通过旋转轴与主控模块下底铰接,主控模块上盖上设置有显示器安装部位和按键,主控模块下底上设置有充电插口,主控模块下底一端设置衔接插销和衔接延展关节插入口。
一种可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,包括以下步骤。
S100~使用CT机扫描正常人体颈椎和股骨,将获得的额状位、矢状位以及冠状位二维视图断层图像集保存作为三维重建的数据资料。
S200~将CT扫描的颈椎、股骨图像导入Mimics软件中, Mimics软件通过三个视窗分别显示的三个方向切片图像信息,在矢状位、冠状位、额状位切片图像上确定左、右、上、下方向的位置;接着,分别将生成的三维模型导出。
S300~使用 Geomagic studio 软件建立 NURBS 拟合曲面,运用 Geomagicstudio对Mimics 输出的三维模型进行曲面优化,使用“网格医生”修复模型面片,使用“精确曲面”下的“构造曲面片”构造曲面,然后进行划分曲面片,构造格栅;最后拟合曲面,缝合曲面,使得三维模型变成实体曲面模型;
S400~在Comsol软件中,使用生成的真实形状椎骨和股骨的实体曲面模型在有限元软件中赋予各向同性的多孔弹性材料性质;根图14内参数表对建立的各向同性多孔弹性软骨模型进行参数赋值。
S500~在固体力学和达西定律耦连的物理场环境下,设置软骨模型的固定约束和边界条件为:接触部位施加 z 向脉动位移载荷范围为[-0.1+0.1*sin(2pi*t),-3+3*sin(2pi*t)]N;假定骨在佩戴仪器时股骨下表面相对静止,设置骨下表面z 向约束,进行仿真研究。根据结果的三维数据集分析获得椎骨、股骨的流速、压力、应力云图,整体浏览整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小。挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头(股骨颈区域)为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集进行研究,把原本的约束载荷条件为z 向固定载荷由0.1—3N的外力情况下各点的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合,获得椎骨、股骨的流速、压力、应力大小随外加压力变化的样本点平均统计图;得出结果,力刺激:力度范围:0~3N工作电压:5V工作功率:1W。
S600~在电场(AC/DC)和达西定律耦连的物理场环境下,由于仿真的电刺激输出范围为16-160V,在接触部位施加电压为20V~160V范围进行仿真研究。根据三维数据集中椎骨、股骨的流速、压力、应力云图,整体获得整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小。挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头(股骨颈区域)为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集,把每个样本点接触部位施加电压依次为20V,40V,60V,80V,100V,120V,140V,160V范围情况下的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合,对电刺激进行检测,检测实时电刺激产生的频率是否符合设计要求,人体阻抗大致范围为:2千欧姆到5千欧姆之间,因此将电刺激部分与四千欧姆阻值的电阻、电流表对接形成回路,检测电刺激下电路中电流的大小是否在安全范围内;得出结果,电刺激:刺激频率:50Hz~1KHz刺激电流:0~35mA。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
1、发明提出了一种可多部位使用的力电刺激理疗仪,打破了传统仪器参数模糊、无仿真参数以及适应性狭窄等问题。通过对人特定骨部位人骨的建模,加入力电热等分析参数,进行有限元分析,得到相关的有限元分析数据,以此限定设备输出参数的范围。其中低频电脉冲磁场能刺激成骨细胞分化,进而促进骨的生长以起到治疗骨病的作用。力刺激能改变骨内液体流速,影响骨细胞营养物质的运输及废物的代谢,进而影响骨的生长发育治疗骨病;局部热刺激能促进成骨细胞合成细胞外基质蛋白,分泌多种生长因子和细胞因子;三种刺激综合作用对骨病康复有显著效果。
2、仪器采用模块化设计,使用者可以根据需求自由组合。
3、有配套App和PC端软件,实现网络交互实时记录数据,远程控制。
4、仪器采取分级化控制PC=<App<实体按键,可及时停止,防止二次伤害。
5、仪器采用机械关节可调节设计,使用者可根据自身部位变化,对仪器的机械关节进行拉伸等操作以达到部位贴合的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种可多部位使用的力电刺激理疗仪结构示意图;
图2为本发明实施例中功能模块的结构示意图;
图3为本发明实施例中衔接延展关节模块的结构示意图;
图4为本发明实施例中主控模块的结构示意图;
图5为本发明实施例中电源模块的结构示意图;
图6为本发明实施例中电脑软件展示图;
图7为本发明实施例中手机APP界面展示图;
图8为本发明实施例中主控模块内电路模块的连接示意图;
图9为本发明实施例中功能模块内电路模块的连接示意图;
图10为本发明实施例中仿真的骨部位数据图①;
图11为本发明实施例中仿真的骨部位数据图②;
图12为本发明实施例中仿真的骨部位数据图③;
图13为本发明实施例中CT图片转为建模仿真所需过程;
图14为本发明实施例中仿真所需主要参数;
图中1-主电源模块,2-功能模块,3-衔接延展关键模块,4-主控模块,5-功能释放部位外套,6-按摩电极接入口,7-滑动块,8-功能模块电路外壳,9-衔接插销,10-衔接延展关节插入口,11-连接架,12-固定架,13-插件,14-插件缺槽,15-固定轴,16-延伸固件I ,17-延伸固件II,18-衔接插销,19-显示器安装部位,20-按键,21-主控模块上盖,22-主控模块下底,23-衔接延展关节插入口,24-旋转轴I,25-充电插口,26-主电源模块上盖,27-衔接延展关节插入口,28-旋转轴II,29-主电源下底,30-主电源模块衔接插销。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细清楚、完整地描述,但是显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,一种可多部位使用的力电刺激理疗仪,包括主电源模块1、功能模块2、衔接延展关键模块3和主控模块4,其中功能模块2设置有若干个,相互之间通过衔接延展关键模块3连接,主电源模块1和主控模块4通过衔接延展关键模块3连接在若干功能模块2的两端。
如图2所示,功能模块2包括功能释放部位外套5、按摩电极接入口6、滑动块7、功能模块电路外壳8、衔接插销9、衔接延展关节插入口10、连接架11和功能释放的固定架12,功能模块电路外壳8为弧形结构,功能模块电路外壳8的两端各通过衔接插销9与一个连接架11连接,连接架外侧端设置有衔接延展关节插入口10,连接架内侧端通过销轴与滑动块7连接,滑动块7内的凹槽与功能模块电路外壳8相结合,可在一定空间内移动,滑动块7上铰接有功能释放的固定架12,功能释放的固定架12上安装功能释放部位外套5,功能释放部位外套5上设置有按摩电极接入口6。其中滑动块7放置在功能模块电路外壳的滑动区内,可在滑动区内滑动以调节上部功能释放模块的位置,其与功能释放的固定架11通过转轴相接。功能释放部位外套5套入功能释放的固定架11,起到保护内部器件的作用,同时,其表面的按摩电极接入口6可安插导热导电电极,通过电脑软件、主控模块、手机软件的控制,起到所述仪器的理疗功能。衔接延展关节插入口10可通过延展关节将功能模块相互拼接或与主控模块拼接成体,并通过衔接插销9固定。保证模块衔接稳当。
如图3所示,衔接延展关键模块3包括插件13、插件缺槽14、固定轴15、延伸固件I16和延伸固件II17,延伸固件I16和延伸固件II17通过固定轴15连接,延伸固件II17和延伸固件I16分别与不同的插件13铰接连接,插件13上设置有插件缺槽14。插件缺槽的缺口形状与衔接插销的横截面形状相吻合,当插件插入衔接延展关节插入口时,并将衔接插销相对于各部分模块向外提起,衔接插销将会与插件缺槽相接触,固定住衔接延展关键模块和功能模块。衔接延展关键模块3负责衔接个模块,为各模块提供一定的调节范围以适应人体不同部位。
如图5所示,电源模块1包括主电源模块上盖26、衔接延展关节插入口27、旋转轴28、主电源下底29和主电源模块衔接插销30,主电源模块上盖26盖在主电源下底29上,并通过旋转轴28与主电源下底29铰接,主电源下底29一端设置衔接延展关节插入口27和主电源模块衔接插销30,衔接延展关键模块3的内插件缺槽14的缺口形状与主电源模块衔接插销30的横截面形状相吻合。当插件插入主电源衔接延展关节插入口时,将主电源模块衔接插销相对于主电源模块向外提起,主电源模块衔接插销将会与插件缺槽相接触,固定住衔接延展关键模块和功能模块。该模块通过旋转轴28将主电源模块上盖26与主电源主电源下底29相组合,保护内置电源。并通过衔接延展关节插入口27、主电源模块衔接插销30与外部衔接模块相拼接,在电源线、各模块提供的外界插口相接下,为各模块提供电力。
如图4所示,主控模块4包括衔接插销18、显示器安装部位19、按键20、主控模块上盖21、主控模块下底22、衔接延展关节插入口23、旋转轴24和充电插口25,主控模块上盖21安装在主控模块下底22上,并通过旋转轴24与主控模块下底22铰接,主控模块上盖21上设置有显示器安装部位19和按键20,主控模块下底22上设置有充电插口25,主控模块下底22一端设置衔接插销18和衔接延展关节插入口23。显示器安装部位19为模块提供屏幕放置位,方便固定屏幕,同时按键20为仪器提供除去电脑、手机软件控制之外的控制能力,用户可直接通过按键进行调节。该模块外壳由主控模块上盖21与主控模块下底22通过旋转轴24相接。主控模块上盖21可翻转,方便取出内置电路。
如图6所示,图为电脑软件展示图,用户可根据自身需求,在仪器与电脑网络互连下,通过电脑软件对所需参数进行设定,设定后仪器将执行相关内容,电脑软件将实时进行数据记录。
如图7所示,图为手机APP软件展示图,用户可根据自身需求,在仪器与手机蓝牙互连下,通过手机APP软件对所需参数进行设定,设定后仪器将执行相关内容。
在运行时,主控模块上的按键控制、电脑软件、手机APP遵循分级化控制,其优先级为PC=<App<实体按键,三者间数据实时更新共享。用户可通过仪器的按键、电脑软件或手机APP对各功能进行调节。设定完各项功能后,仪器根据用户的设定参数,通过功能模块2中的导热导电物质将力刺激、电刺激和热刺激传输到人体,起到理疗作用。由于不同人的部位形貌不同,使用时可通过对衔接延展关键模块3的拉伸或旋转使各模块能较好的贴合人体部位,也可通过衔接延展关键模块3与各模块的衔接延展关节插入口相对接,以此加设多个功能模块,更好对相关部位进行理疗。同时,仪器较为轻便,可折叠,所需空间小,方便携带。
本发明中,在电力供应上,仪器将以以下三种模式运行电力供应:
1.当功能模块2数量小于2个时,主控模块4将提供功能模块2与自身的电源。
2. 当功能模块2数量大于或等于2个时,主控模块4将不再为功能模块2提供电力。此时仪器整体电力由主电源模块1内部的电源进行供应。
3. 当仪器内电池电量降低为原有的一半时,主电源模块优先对各功能模块供电,而主控模块内的控制电路由自身内置电源进行供给。
4.当仪器内置电池电量过低时,用户可通过插座进行充电,将充电线一端插入插座,另一端接入主控模块4的电源插口进行充电。
而对于仪器充电的方式,当使用者使用仪器时附件有插座,使用者可将仪器提供电源线与插座相接,此时仪器所需电力由插座提供,同时该电力也将为主控模块4、主电源模块1中的电池进行充电。
此外,功能模块2和主控模块4内设置了防短路电路,短路时将断开相应功能模块的运作、发出警报以保护使用者的安全。防止仪器运作时功能器件受到液体、无意间金属触碰时造成意外伤害。
一种可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,包括以下步骤。
S100~使用CT机扫描正常人体颈椎和股骨,将获得的额状位、矢状位以及冠状位二维视图断层图像集保存作为三维重建的数据资料。
S200~将CT扫描的颈椎、股骨图像导入Mimics软件中, Mimics软件通过三个视窗分别显示的三个方向切片图像信息,在矢状位、冠状位、额状位切片图像上确定左、右、上、下方向的位置;接着,分别将生成的三维模型导出。
S300~使用 Geomagic studio 软件建立 NURBS 拟合曲面,运用 Geomagicstudio对Mimics 输出的三维模型进行曲面优化,使用“网格医生”修复模型面片,使用“精确曲面”下的“构造曲面片”构造曲面,然后进行划分曲面片,构造格栅;最后拟合曲面,缝合曲面,使得三维模型变成实体曲面模型。
S400~在Comsol软件中,使用生成的真实形状椎骨和股骨的实体曲面模型在有限元软件中赋予各向同性的多孔弹性材料性质;根图14内参数表对建立的各向同性多孔弹性软骨模型进行参数赋值.
S500~在固体力学和达西定律耦连的物理场环境下,设置软骨模型的固定约束和边界条件为:接触部位施加 z 向脉动位移载荷范围为[-0.1+0.1*sin(2pi*t),-3+3*sin(2pi*t)]N;假定骨在佩戴仪器时股骨下表面相对静止,设置骨下表面z 向约束,进行仿真研究。根据结果的三维数据集分析获得椎骨、股骨的流速、压力、应力云图,整体浏览整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小。挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头(股骨颈区域)为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集进行研究,把原本的约束载荷条件为z 向固定载荷由0.1—3N的外力情况下各点的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合,获得椎骨、股骨的流速、压力、应力大小随外加压力变化的样本点平均统计图;得出结果,力刺激:力度范围:0~3N工作电压:5V工作功率:1W。根据设备的输出数据设置软骨模型的约束和边界条件,通过测力仪我们测得实际电机产生外力最高为3N,在实际硬件运作过程中我们对力刺激施加了0.1~3N的外力。
S600~在电场(AC/DC)和达西定律耦连的物理场环境下,由于仿真的电刺激输出范围为16-160V,在接触部位施加电压为20V~160V范围进行仿真研究。根据三维数据集中椎骨、股骨的流速、压力、应力云图,整体获得整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小。挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头(股骨颈区域)为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集,把每个样本点接触部位施加电压依次为20V,40V,60V,80V,100V,120V,140V,160V范围情况下的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合,对电刺激进行检测,检测实时电刺激产生的频率是否符合设计要求,人体阻抗大致范围为:2千欧姆到5千欧姆之间,因此将电刺激部分与四千欧姆阻值的电阻、电流表对接形成回路,检测电刺激下电路中电流的大小是否在安全范围内;得出结果,电刺激:刺激频率:50Hz~1KHz刺激电流:0~35mA。

Claims (5)

1.一种可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,其特征在于:电刺激理疗仪包括主电源模块(1)、功能模块(2)、衔接延展关键模块(3)和主控模块(4),其中功能模块(2)设置有若干个,相互之间通过衔接延展关键模块(3)连接,主电源模块(1)和主控模块(4)通过衔接延展关键模块(3)连接在若干功能模块(2)的两端;
具体步骤为,
S100~使用CT机扫描正常人体颈椎和股骨,将获得的额状位、矢状位以及冠状位二维视图断层图像集保存作为三维重建的数据资料;
S200~将CT扫描的颈椎、股骨图像导入Mimics软件中,Mimics软件通过三个视窗分别显示的三个方向切片图像信息,在矢状位、冠状位、额状位切片图像上确定左、右、上、下方向的位置;接着,分别将生成的三维模型导出;
S300~使用 Geomagic studio 软件建立 NURBS 拟合曲面,运用 Geomagic studio对Mimics 输出的三维模型进行曲面优化,使用“网格医生”修复模型面片,使用“精确曲面”下的“构造曲面片”构造曲面,然后进行划分曲面片,构造格栅;最后拟合曲面,缝合曲面,使得三维模型变成实体曲面模型;
S400~在Comsol软件中,使用生成的真实形状椎骨和股骨的实体曲面模型在有限元软件中赋予各向同性的多孔弹性材料性质;对建立的各向同性多孔弹性软骨模型进行参数赋值;
S500~在固体力学和达西定律耦连的物理场环境下,设置软骨模型的固定约束和边界条件为:接触部位施加 z 向脉动位移载荷范围为[-0.1+0.1*sin(2pi*t),-3+3*sin(2pi*t)]N;假定骨在佩戴仪器时股骨下表面相对静止,设置骨下表面z 向约束,进行仿真研究;根据结果的三维数据集分析获得椎骨、股骨的流速、压力和应力云图,整体浏览整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小;挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集进行研究,把原本的约束载荷条件为z 向固定载荷由0.1—3N的外力情况下各点的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合,获得椎骨、股骨的流速、压力、应力大小随外加压力变化的样本点平均统计图;得出结果,力刺激:力度范围:0~3N工作电压:5V工作功率:1W;
S600~在电场和达西定律耦连的物理场环境下,由于仿真的电刺激输出范围为16-160V,在接触部位施加电压为20V~160V范围进行仿真研究;根据三维数据集中椎骨、股骨的流速、压力、应力云图,整体获得整个骨头的流速、压力、应力范围与局部区域性大小;挑选股骨易产生损伤断裂的大转子头为研究对象,围绕此部位随机采集多个样本点,并依次作为研究数据集,把每个样本点接触部位施加电压依次为20V,40V,60V,80V,100V,120V,140V,160V范围情况下的流速、压力、应力数据导出,在origin中绘制关于每个样本点流速、压力、应力与外加应力的二维点线图,最后进行数条曲线平均值拟合;然后对电刺激进行检测,检测实时电刺激产生的频率是否符合设计要求,人体阻抗大致范围为:2千欧姆到5千欧姆之间,因此将电刺激部分与四千欧姆阻值的电阻、电流表对接形成回路,检测电刺激下电路中电流的大小是否在安全范围内;得出结果,电刺激:刺激频率:50Hz~1KHz刺激电流:0~35mA。
2.根据权利要求1所述的可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,其特征在于:所述的功能模块(2)包括功能释放部位外套(5)、按摩电极接入口(6)、滑动块(7)、功能模块电路外壳(8)、衔接插销(9)、衔接延展关节插入口(10)、连接架(11)和功能释放的固定架(12),功能模块电路外壳(8)为弧形结构,功能模块电路外壳(8)的两端各通过衔接插销(9)与一个连接架(11)连接,连接架外侧端设置有衔接延展关节插入口(10),连接架内侧端通过销轴与滑动块(7)连接,滑动块(7)内的凹槽与功能模块电路外壳(8)相结合,可在一定空间内移动,滑动块(7)上铰接有功能释放的固定架(12),功能释放的固定架(12)上安装功能释放部位外套(5),功能释放部位外套(5)上设置有按摩电极接入口(6)。
3.根据权利要求2所述的可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,其特征在于:所述的衔接延展关键模块(3)包括插件(13)、插件缺槽(14)、固定轴(15)、延伸固件I(16)和延伸固件II(17),延伸固件I(16)和延伸固件II(17)通过固定轴(15)连接,延伸固件II(17)和延伸固件I(16)分别与不同的插件(13)铰接连接,插件(13)上设置有插件缺槽(14)。
4.根据权利要求3所述的可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,其特征在于:所述的电源模块(1)包括主电源模块上盖(26)、衔接延展关节插入口(27)、旋转轴II(28)、主电源下底(29)和主电源模块衔接插销(30),主电源模块上盖(26)盖在主电源下底(29)上,并通过旋转轴II(28)与主电源下底(29)铰接,主电源下底(29)一端设置衔接延展关节插入口(27)和主电源模块衔接插销(30),衔接延展关键模块(3)的内插件缺槽(14)的缺口形状与主电源模块衔接插销(30)的横截面形状相吻合。
5.根据权利要求4所述的可多部位使用的力电刺激理疗仪的参数设定方法,其特征在于:所述的主控模块(4)包括衔接插销(18)、显示器安装部位(19)、按键(20)、主控模块上盖(21)、主控模块下底(22)、衔接延展关节插入口(23)、旋转轴I(24)和充电插口(25),主控模块上盖(21)安装在主控模块下底(22)上,并通过旋转轴I(24)与主控模块下底(22)铰接,主控模块上盖(21)上设置有显示器安装部位(19)和按键(20),主控模块下底(22)上设置有充电插口(25),主控模块下底(22)一端设置衔接插销(18)和衔接延展关节插入口(23)。
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107361741A (zh) * 2011-03-24 2017-11-21 加利福尼亚理工学院 神经刺激器装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10437335B2 (en) * 2015-04-14 2019-10-08 John James Daniels Wearable electronic, multi-sensory, human/machine, human/human interfaces
CN107684664A (zh) * 2017-11-06 2018-02-13 关沛棠 一种智能复合波形经颅电刺激系统
CN108939293B (zh) * 2018-09-26 2024-05-03 南宁国电电力科技有限责任公司 一种石墨烯保健仪
CN209827480U (zh) * 2018-12-12 2019-12-24 东莞市康维乐电子科技有限公司 一种可调节式的颈椎按摩仪
CN210145299U (zh) * 2019-01-31 2020-03-17 广东艾诗凯奇智能科技有限公司 颈部按摩仪
CN210644845U (zh) * 2019-06-05 2020-06-02 深圳市德达康健股份有限公司 一种颈椎治疗仪

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107361741A (zh) * 2011-03-24 2017-11-21 加利福尼亚理工学院 神经刺激器装置

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