CN113975622A - 一种智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,该智能微针穿刺仪其包括:一空心的圆筒形外壳,由上到下依次设置在该外壳空心腔体内的控制机构、驱动机构、柔性出针调节机构,以及与该柔性出针调节机构可拆卸式连接的微针套件;微针阵列获得轴向0~(H1+H2)的出针、穿刺深度范围,与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗;该网络系统包括智能微针穿刺仪与智能终端,智能终端设置有美容/理疗控制小程序或APP。该控制方法包括:连接智能微针穿刺仪、智能手机及远程服务器,APP调用智能终端,获取使用者数据并控制智能穿刺仪工作,实施皮肤的经皮给药或者理疗。本发明易于使用、穿刺深度调节范围大、效果好、安全性高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械与技术领域,具体涉及一种智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法。
背景技术
人体皮肤由外到内由三层组织组成:角质层、活性表皮层和真皮层。其中,角质层厚度约为30-50 微米,表皮层厚度约为50-100 微米,真皮层其为皮肤的主要组成部分,含有大量的活细胞、神经组织和血管组织。消费者往往通过经皮给药的方式,对局部皮肤(如面部、头皮)等进行美容(生发)、穴位电刺激理疗等。
目前的医疗、美容等使用微针穿刺类器械,均是通过按压施针的方式瞬间在皮肤角质层和表皮层产生大量微米量级大小和深度的孔道,来明显提高药液的渗透性。但是,现有的经皮穿刺型医疗、穿刺方法及器械,通常属于医疗的范畴,由于其复杂性、专业性比较强,安全性要求比较高,均必须由经过专业化培训、持有专业资质(如执业医师)的人员,在专业化的场合(如医院、美容院等)进行操作,因而大幅提升了操作难度及使用者的成本。随着皮肤美容、脱发治疗及穴位理疗等消费的大众化、日常化,局部皮肤的穿刺型给药式器械的需求越来越大,现有的专业型微针穿刺方法及器械减少了消费者的选择,而且大幅提升了消费成本,不符合此类消费的大众化、日常化发展趋势,因此越来越不能满足消费者的需求。
同时,现有技术中的微针穿刺类医疗器械,体积较大、价格高昂、功能针对性不强,并不适合于多种局部皮肤的穿刺与治疗操作,特别是不适合使用者(消费者)自助式的操作。例如中国实用新型CN201921938753.1提供的一种多功能美肤仪,具有水氧嫩肤枪、超声爽肤枪、射频美肤枪和冷热护肤锤;所述水氧嫩肤枪用于将添加有精华素的纯净水以预设速度冲击皮肤表面;所述超声爽肤枪用于将超声波以预设声波频率传送至皮肤表面,所述射频美肤枪用于使多极循环射频进入皮下组织;所述冷热护肤锤用于加热或冷却皮肤同时以预设振动频率敲击皮肤表面。该实用新型该多功能美肤仪的预设速度、预设声波频率、预设振动频率均需在操作时人为设定或者调节,使该多功能美肤仪仍然必须由专业人员操作才能确保安全,而且体积大,功能针对性不强,使用成本高,消费者无法自购、自助式操作,同时也不具备自动计算和控制出针深度、作业区域划分、作业轨迹规划等功能,无法避开眼部、鼻子、嘴唇等敏感区域,网络化、智能化的程度低。
现有小体积的类似器械,中国实用新型专利201921973023.5公开了一种用于水光枪的震动机构,包括壳体,所述壳体内设置有注射瓶,所述壳体内设置有驱动电机,所述驱动电机上设置驱动轴,所述驱动轴上设置有偏心轮,所述偏心轮上设置有滑座,所述滑座内设置有滑块,所述滑块连接着所述偏心轮,所述滑块转动连接有拨动杆,所述拨动杆转动连接有驱动杆。该水光枪内的驱动电机带动驱动轴转动,从而通过偏心轮带动滑块上下滑动,滑块带动驱动杆往前移动,由于驱动电机的转速很快,从而能达到高频触击注射瓶,实现注射瓶上的微针与脸部高频接触,且通过驱动电机能自动将微针戳入皮肤中,因高频接触,皮肤会瞬间产生大量微孔,在微孔恢复之前将护理液注射到皮肤内,从而达到更好的美容效果。该水光枪及其震动机构,结构设计复杂,功能少,噪声大,穿刺深度调节范围小,不能联网控制,在其注射瓶上的微针与脸部的接触压力过大时(非专业人员操作时,经常发生此类现象),其压力将反向传导给驱动电机、使驱动电机卡死,使戳入到皮肤中的微针发生断针,安全性较差;同时其也难以兼顾穴位的弱电脉冲理疗(头皮局部电刺激促进生发、穴位刺激提高免疫力)等新兴的保健需求,限制了此类产品的适用范围。
发明内容
针对现有技术的上述不足,本发明的目的在于提供一种智能微针穿刺仪,其通过软硬件结合,增加柔性出针调节机构及与其配合的智能终端、小程序或APP,将数据采集、数据分析及自动控制技术进行集成,简化器械的工作方式,规范其操作步骤和参数,将复杂的穿刺与弱电脉冲理疗的专业化分析、判断和操作参数由程序完成,仅需通过智能终端的页面对用户进行简单的操作提示,即可实现能够消费者局部皮肤微针穿刺的自购、自助式、日常化操作,而且仪器体积小、功能针对性强、穿刺深度调节范围大、对出针深度及力度柔性调节,避免马达卡死,安全、易用。
本发明的目的还在于,提供一种该微针智能穿刺的网络系统及控制方法,其重点通过采用APP远程服务器、智能手机终端APP程序与智能微针穿刺仪相结合的方法,对用户数据进行分析、判断,并自动控制智能微针穿刺仪的运行参数,在确保安全、有效的基础上,降低操作难度和消费成本,以满足消费者局部皮肤穿刺给药或理疗消费的大众化、日常化、易用、自助化的需求。
本发明为达到上述目的,所采用的技术方案是:
一种智能微针穿刺仪,其特征在于,其包括:一空心的圆筒形外壳,由上到下依次设置在该外壳空心腔体内的控制机构、驱动机构、柔性出针调节机构,以及与该柔性出针调节机构可拆卸式连接的微针套件;
所述控制机构包括电池盒、控制电路及电池,所述电池、控制电路均设置于所电池盒内,该控制电路包括马达驱动电路以及电磁线圈驱动电路;
所述的驱动机构包括微型马达及设置在微型马达轴上的偏心轮;该电池、控制电路与微型马达电性连接;
所述的柔性出针调节机构,包括连接座、压缩弹簧、永磁体、电磁线圈和电磁芯;所述连接座为一横截面呈“T”字形的圆柱体,其上段的直径大于下段直径,其上段与下段内部分别设有一空腔,其中设置在上段内的为上空腔,设置在下段内的为下空腔;该连接座的上端面设置在微型马达的下端面上,其下端面设置在外壳内侧面向内伸出的支撑板上端面上方、与支撑板上端面的悬空距离为H1;
所述连接座的上段与下段之间嵌设有一永磁体,将所述下空腔隔开,该永磁体的下端面朝向下空腔并且向外露出;所述的支撑板的中部设有一通孔,该通孔与下空腔连通;所述的电磁线圈套设在连接座的下段外侧面上,所述的电磁芯设置在下空腔内、其前段经通孔后伸出到外部,该电磁芯的上段长度方向处于被所述的电磁线圈环绕的下空腔内,当电磁线圈通电时,在其长度方向上产生对应的电磁场;
所述的压缩弹簧套设在连接座的下段、电磁线圈的外部,并且与该电磁线圈不接触,其上端面与连接座的上段下端面接触,下端面与外壳支撑板上端面接触;
所述的连接座的上段设置的一开口朝向微型马达偏心轮的上空腔,其底面在所述压缩弹簧的压力作用下,始终保持与该微型马达偏心轮接触,该底面为一斜面,其轴向最低点与最高点的距离为H1;当该微型马达偏心轮以微型马达输出轴为圆心转动的时候,该微型马达偏心轮通过该底面驱动连接座连续发生轴向伸缩,每旋转一周、驱动连接座发生轴向伸缩变化的距离为0~H1;
所述的电磁芯为一横截面呈“工”字型的条状导磁部件,所述下空腔内侧壁的中部,设有向内侧伸出的限位环,该限位环的中心部位设有限位通孔,该限位通孔的直径大于该电磁芯中部而小于上下端部的直径,电磁芯穿过该通孔与限位环连接、并在该限位通孔内轴向滑动;所述限位环上端面与电磁芯上端部轴向滑动距离范围,以及所述限位环下端面与电磁芯下端部轴向滑动距离范围,均为0~H2;
当所述的电磁线圈通电产生磁场后,该电磁芯在下空腔、限位通孔内轴向滑动的最大距离为H2;当其产生的磁场与永磁体的磁场相同时,该电磁芯在磁力及重力的共同作用下,克服压缩弹簧的弹力、轴向向下滑动,带动连接座在0~(H1+H2)的范围内轴向向下滑动;当其产生的磁场与永磁体的磁场相反时,该电磁芯在磁力与压缩弹簧的弹力的共同作用下,克服重力、轴向向上滑动,带动连接座在0~(H1+H2)的范围内轴向向上滑动;
所述的微针套件包括微针套筒及微针阵列,所述微针套筒的后端面上,设有与所述电磁芯下端面可拆卸连接的凸起或者凹槽;所述的电磁芯的下端面上对应设有与微针套筒上端面可拆卸连接的凹槽或者凸起;所述的微针套件通过微针套筒与电磁芯下端面可拆卸连接后,与该电磁芯一起在外壳内部的空腔里做轴向的上、下滑动循环,使微针阵列刺穿皮肤到达设定的深度后再退出,该微针阵列刺穿皮肤所到达的深度变化范围为0~(H1+H2);控制机构通过控制电磁线圈的电流输出方向及强度,使驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,使得微针阵列的前端面通过外壳前部的开口,轴向向外伸出或缩回,获得轴向0~(H1+H2)的出针、穿刺深度范围,与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗;
当微针阵列与皮肤之间的压力过大时,由电磁芯的重力、电磁芯与永磁体之间的磁力与压缩弹簧的弹力共同作用下,对冲该压力,使最低出针深度保持在0~H1的范围内,防止该压力经该微型马达偏心轮传导给微型马达,避免微型马达过载、卡死(进而发生断针等故障)。
一种微针智能穿刺的网络系统,其特征在于,其包括前述的智能微针穿刺仪与智能终端;所述智能微针穿刺仪的控制电路还包括蓝牙通讯电路,所述的智能终端设置有美容/理疗控制小程序或APP;智能终端通过蓝牙与智能微针穿刺仪连接,对该智能微针穿刺仪的鉴权与运行控制;所述的美容/理疗控制小程序或APP包括输入模块、运算模块、输出模块,使用者通过输入模块输入需要微针经皮给药或者理疗的部位、照片,运算模块对皮肤类型进行分析通过对输入照片的彩色图、红外图、深度图数据处理,获得皮肤的色泽、纹理、毛孔、“T”区光亮度、皮脂膜数据,将皮肤类型划分为:敏感肌肤、健康肌肤、成熟肌肤三类,再进一步根据肌肤接触动力学模型,计算出对应的皮肤类型及部位所需的皮肤表面穿刺最大出针的深度数据H,并将其转换为H= H1+H2,将H= H1+H2进一步转换为电磁线圈的电流输出方向及强度,发送至智能微针穿刺仪的控制机构,由其控制驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,达到所需的出针深度H= H1+H2;运算模块同时计算出经皮给药或理疗的时长,当使用者通过智能终端小程序或APP页面点击“启动”后,自动进行倒计时,达到设定的时长后自动停机。
一种微针智能穿刺的控制方法,其特征在于,其采用前述的智能微针穿刺仪与网络系统,包括如下步骤:
S1:分别设置智能微针穿刺仪、智能手机及小程序或APP远程服务器,并使其相互之间建立连接;在所述的智能手机终端中安装有小程序或APP程序;在小程序或APP远程服务器中安装远程控制程序;
该小程序或APP用来调用智能终端,获取使用者待经皮给药或者理疗的皮肤连续拍摄的一组照片数据;
S2:使用者登录智能手机终端的自助美肤小程序或APP,并使用智能终端中的该小程序或APP连续拍摄包括待经皮给药或者理疗的皮肤一组照片;拍摄时智能手机终端的镜头保持不动,使用者扭动头部、使面部各部位均速通过手机的镜头,获得一组连续的照片;
S3:小程序或APP对照片进行数字化及去隐私化处理,生成包括颜色信息(RGB)与深度信息的点云数据,上传到远程服务器,由其进行点云数据处理、逆向建模,生成去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型;
S4:小程序或APP远程服务器将生成的去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型数据,分别匹配微针经皮给药(美肤)或弱电理疗的工作模式,调取内置的控制程序,通过其美肤部位区域划分模块、面部皮肤类型分析模块、美肤轨迹规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,分别生成面部美肤分析报告及面部美肤方案,发回智能终端的小程序或APP页面,使用者通过阅读该小程序或APP页面显示的分析报告及美肤方案,选择是否同意实施该美肤方案,选择同意则进入下一步,选择不同意则调取系统内置的推荐方案供用户选择;
S5:使用者选择同意时,美肤APP页面提示使用者用蓝牙连接智能微针穿刺仪,微针套件预先装载美肤药液或将美肤药液涂抹在待操作区域的皮肤表面上,在美肤APP页面浏览美肤方案下的各模块信息提示下,旋转活动臂套到对应的档位,同意后点击“启动”;
S6:使用者自行手持智能微针穿刺仪,头部朝向需要经皮给药的皮肤部位,按照美肤APP页面提示,选择其中一个细分区域与路径共同组成的区块,使智能微针穿刺仪与该细分区域内面部皮肤接触,智能微针穿刺仪内置的控制机构使驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,获得轴向0~(H1+H2)的出针及穿刺深度范围,使微针阵列反复多次穿过皮肤的表皮层,将皮肤表面的药液,渗入到真皮层及皮下层;或者使弱电脉冲理疗电流传导到真皮层及皮下层,当达到设定的时间长度、或使用者自行停止当前面部区域的操作后,智能微针穿刺仪停止工作;
S7:使用者重复步骤S6,根据多个细分区域及路径规划,依次对各区块,进行连续的美肤药液渗入或者弱电理疗操作,直至完成覆盖目标区域内全部面积皮肤的操作,分别关闭智能微针穿刺仪及智能终端的小程序或APP,本次面部美肤作业结束。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
1、本发明提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,通过软硬件结合,增加柔性出针调节机构及与其配合的智能终端、小程序或APP,将数据采集、数据分析及自动控制技术进行集成,简化器械的工作方式,规范其操作步骤和参数,将复杂的穿刺与弱电脉冲理疗的专业化分析、判断和操作参数由程序完成,仅需通过智能终端的页面对用户进行简单的操作提示,即可实现能够消费者局部皮肤微针穿刺的自购、自助式、日常化操作,而且仪器体积小、功能针对性强、穿刺深度调节范围大、对出针深度及力度可柔性调节,可避免微型马达卡死,安全、易用。
2、本发明提供的自助式皮肤微针智能穿刺的网络系统及控制方法,其重点通过采用APP远程服务器、智能手机终端APP程序与智能微针穿刺仪相结合的方法,对用户数据进行分析、判断,并自动控制智能微针穿刺仪的运行参数,在确保安全、有效的基础上,降低操作难度和消费成本,以满足消费者局部皮肤穿刺给药或理疗消费的大众化、日常化、易用、自助化的需求。
3、本发明提供的智能微针穿刺仪,体积小、重量轻、自带电源,不需要专业人员进行操作,使用灵活方便,使用者可以自购、自助式操作。本发明的总出针长度(即针头穿刺到皮肤中的总深度,也可简称总穿刺深度)可根据不同的皮肤部位(厚度)、不同的皮肤类型,通过控制驱动机构、微型马达与柔性出针调节机构的协同进行针对性的自动调节,针对性更强、效果更好、调节范围大(可达0~1200μm);本发明在操作过程中可随时中断操作,便于使用者反复练习、提高耐受程度,提高舒适度,更容易被患者所接受。使用者通过本发明微针套件给药时,由小程序或APP、网络系统自动控制或者给出具体的操作提示,当仪器的总穿刺深度小于300μm时,无需使用者进行专业化的学习、分析判断,智能化程度高,简单易用,安全性高。而且该微针套件为独立于智能穿刺仪之外、单独无菌封装、使用时开封、一次性使用,避免使用者发生细菌感染或者交叉感染。
4、本发明提供的智能微针穿刺仪,由于设置了可柔性调节出针长度的柔性出针调节机构与控制驱动机构、微针套筒协同工作,共同调节总出针长度及总输出力度(输出功率)。当总出针长度H(即总穿刺深度)为600μm≥H1+H2≥300μm时,由小程序或APP直接、自动调整总出针长度(此时H=H1+H2 ),无需人工干预;当需要获得的总出针长度H为300μm及以下时,使用者根据提示旋转微针套筒、进行调整H3高度的操作,(此时H= H1+H2 - H3);其他的均由系统自动运算和控制,简便易行,无需进行专业化的学习和培训即可操作;采用本发明构思的智能微针穿刺仪,根据需要调整H=H1+H2,分别调整H1、H2的数值范围然后相互叠加,可以实现总出针长度的增加或者减小、得到多种长度组合,以满足不同的应用需求;当柔性出针调节机构的电磁线圈断电时,H2=0。为了符合使用者自助操作的需求,本发明实施例分别提供了最大出针长度为300μm、600μm和900μm的示例;当总出针长度不超过300μm时,使用者无需培训即可自助操作;当出总针长度大于300μm并小于600μm时,使用者经过短时间的专业化学习和培训即可操作;当总出针长度大于900μm时,使用者必须经过一定时间的专业化学习和培训、并且通过相关的考核方可操作。因此本发明既可以制造使用者自助式的家用型智能微针穿刺仪,也可以制造医疗机构、美容机构等专业人员使用的专业型智能微针穿刺仪。
5、本发明提供的智能微针穿刺仪,结构设计紧凑,安全性好;由于设置了可柔性调节出针长度的柔性出针调节机构,该机构基于仪器本身的重力、线圈磁力与弹簧的弹力(以及外壳的支撑力)的共同作用,自动调节输出的力度及总出针长度。当微针阵列前端与脸部皮肤的接触压力过大时(非专业人员操作时,经常发生此类现象),该压力由柔性出针调节机构及压缩弹簧(与外壳)共同对冲、进行传导隔离,可有效防止其反向传导给驱动的微型马达、避免使微型电机卡死,从而避免使戳入到皮肤中的微针发生断针,提高了操作的安全性。本发明的此种对穿刺仪前端与皮肤接触面的压力柔性调节并隔离的设计,可广泛适用于出针总长度大于100μm、小于1200μm(或者小于2000μm)的情况,并能有效的避免断针、卡死现象的发生,而且随着微针长度(及出针总长度)的增加,其柔性调节效果越明显,安全性越好。
6、本发明提供的智能微针穿刺仪,结构设计合理,功能多,可以在皮肤穿刺、经皮给药的同时,较好的兼顾穴位的弱电脉冲理疗(如头皮局部电刺激促进生发、穴位刺激提高免疫力)等新兴的保健需求,使药液与弱电脉冲电流共同发生作用,提高效果,兼顾家用与专业使用的多种场景,扩大了该穿刺仪器的功能和适用范围。
7、本发明提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,可以联网控制,将复杂的数据分析与计算交给智能终端或远程服务器,因而简化了智能微针穿刺仪的控制电路的设计,以减小其体积和功耗;同时,将使用者的脱敏后的数据上传到远程服务器中,便于对该使用者自购的智能微针穿刺仪进行鉴权和使用数据监控,避免使用者过度使用;使用者的每次使用数据均记录在远程服务器中,有利于对该使用者的效果进行对比,持续优化后续的方案,或对使用者进行针对性的提示,以提升效果和保障安全性。
8、本发明的结构及控制流程设计科学,结构稳定、工作可靠、续航能力强、易于装配,系统模块功能多、算法科学,仪器操作方式灵活多样,可满足不同使用者的实际需求,并使各处局部皮肤疗效具有较好的一致性。
上述是发明技术方案的概述,以下结合附图与具体实施方式,对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明实施例智能微针穿刺仪外形结构示意图(含底座);
图2为本发明实施例智能微针穿刺仪的整体剖视结构示意图;
图3为本发明实施例智能微针穿刺仪的俯视结构示意图;
图4为本发明实施例的网络系统整体拓扑图;
图5为本发明实施例系统整体组成结构示意图;
图6为本发明实施例APP远程服务器模块组成结构示意图;
图7为本发明实施例美肤APP运行页面示意图。
图中包括有:1、智能微针穿刺仪;2、外壳;3、控制机构;4、驱动机构;5、柔性出针调节机构;6、微针套件;7、电池盒;8、控制电路;9、电池;10、马达驱动电路;11、电磁线圈驱动电路;12、微型马达;13、微型马达偏心轮;14、连接座;15、压缩弹簧;16、永磁体;17、电磁线圈;18、电磁芯;19、连接座上段;20、连接座下段;21、上空腔;22、下空腔;23、支撑板;24、通孔;25、限位环;26、限位通孔;27、微针套筒;28、微针阵列;29、凸起;30、凹槽;31、活动臂套;32、内螺纹;33、外螺纹;34、弱电脉冲电流发生电路。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例,对本发明的具体实施方式详细说明。
本发明各实施例中所使用的微针阵列,其微针穿刺到皮肤中的深度(即微针外露到穿刺仪底部开口之外的部分的长度)为100~600μm(根据需要也可以为300~1200μm或者其他的长度),材料为医用金属、合金(兼顾弱电刺激时),或者非金属材料(无需兼顾弱电刺激时)。
实施例1
请参见图1-图7,本实施例提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,其包括:智能手机终端、小程序或APP、远程服务器、智能微针穿刺仪,适用于局部皮肤穿刺经皮给药(例如面部美肤)工作模式,不兼顾弱电脉冲理疗等工作模式。
本实施例提供的智能微针穿刺仪,为家用型,使用者(成年女性等)可以自行(或者使用者相互之间)根据提示进行面部美肤操作。该智能微针穿刺仪1包括:一空心的圆筒形壳体即外壳2,由上到下依次设置在该外壳2空心腔体内的控制机构3、驱动机构4、柔性出针调节机构5,以及与该柔性出针调节机构5可拆卸式连接的微针套件6;
所述控制机构3包括电池盒7、控制电路8及电池9,所述电池9、控制电路8均设置于所电池盒7内,该控制电路8包括马达驱动电路10以及电磁线圈驱动电路11;
所述的驱动机构4包括微型马达12及设置在微型马达12轴上的偏心轮13;该电池9、控制电路8与微型马达12电性连接;
所述的柔性出针调节机构5,包括连接座14、压缩弹簧15、圆柱形永磁体16、电磁线圈17和电磁芯18;所述连接座14为一横截面呈“T”字形的圆柱体,其上段19的直径大于下段20直径,在其上段19与下段20内部分别设有一空腔,其中设置在上段内的为上空腔21,设置在下段内的为下空腔22;该连接座14的上端面设置在微型马达12的下端面上,其下端面设置在外壳2内侧面向内伸出的支撑板23上端面上方、与支撑板23上端面的悬空距离为H1;
所述连接座14的上段19与下段20之间嵌设有一永磁体16,将所述下空腔22隔开,该永磁体16的下端面朝向下空腔22并且向外露出;所述的支撑板23的中部设有一通孔24,该通孔24与下空腔22连通;所述的电磁线圈17套设在连接座14的下段20外侧面上,所述的电磁芯18设置在下空腔22内、其前段经通孔24后伸出到外部,该电磁芯18的上段长度方向处于被所述的电磁线圈17环绕的下空腔22内,当电磁线圈17通电时,在其长度方向上产生对应的电磁场;本实施例中,所述的电磁线圈17是采用漆包铜线绕制而成;所述的电磁芯18为软磁材料制备而成,如硅钢片、坡莫合金片、锰锌铁氧体、镍锌铁氧体等。
所述的压缩弹簧15套设在连接座14的下段20、电磁线圈17的外部,并且与该电磁线圈17不接触,其上端面与连接座14的上段19下端面接触,下端面与外壳支撑板23上端面接触;本发明采用压缩弹簧15使连接座14与微型马达12、柔性出针调节机构5连接,由其调整并保持相互之间的连接预紧力,大幅简化了结构设计、减少了零部件数量,也大幅简化了装配、调试工艺。
所述的连接座14的上段19设置的一开口朝向微型马达偏心轮13的上空腔21,其底面在所述压缩弹簧15的压力作用下,始终保持与该微型马达偏心轮13接触,该底面为一斜面,其轴向最低点与最高点的距离为H1;当马达偏心轮13以微型马达12输出轴为圆心转动的时候,该微型马达偏心轮13通过该底面驱动连接座14连续发生轴向伸缩,每旋转一周、驱动连接座14发生轴向伸缩变化的距离为0~H1;即,在微型马达12的作用下,该偏心轮13驱动连接座14、带动设置在其上的其他部件,沿轴向做伸缩动作,其伸缩的距离范围为0~H1;
所述的电磁芯18为一横截面呈“工”字型(软磁材料制成)的条状导磁部件,所述下空腔22内侧壁的中部,设有向内侧伸出的限位环25,该限位环25的中心部位设有限位通孔26,该限位通孔26的直径大于该电磁芯18中部而小于上下端部的直径,电磁芯18穿过该通孔26与限位环25连接、并在该限位通孔26内轴向滑动;所述限位环25上端面与电磁芯18上端部轴向滑动距离范围,以及所述限位环25下端面与电磁芯18下端部轴向滑动距离范围,均为0~H2;
当所述的电磁线圈17通电产生磁场后,该电磁芯18在下空腔22、限位通孔26内轴向滑动的最大距离为H2;当其产生的磁场与永磁体16的磁场相同时,该电磁芯18在磁力及重力的共同作用下,克服压缩弹簧15的弹力、轴向向下滑动,带动连接座14在0~(H1+H2)的范围内轴向向下滑动;当其产生的磁场与永磁体16的磁场相反时,该电磁芯18在磁力与压缩弹簧15的弹力的共同作用下,克服重力、轴向向上滑动,带动连接座14在0~(H1+H2)的范围内轴向向上滑动;调节电磁线圈17的电流大小,还可以调整电磁芯18的输出功率(调节其输出的力度的大小);当电磁线圈17不通电时,H2=0;通电后,随着电流方向的变化,电磁芯18两端的磁极产生变化,与永磁体16相互作用,改变其相互之间的间隙,即改变H2的值。
所述的微针套件6包括微针套筒27及微针阵列28,所述微针套筒27的后端面上,设有与所述电磁芯18下端面可拆卸连接的凸起29或者凹槽;所述的电磁芯18的下端面上对应设有与微针套筒27上端面可拆卸连接的凹槽30或者凸起;所述的微针套件6通过微针套筒27与电磁芯18下端面可拆卸连接后,与该电磁芯18一起在外壳2内部的空腔里做轴向的上、下滑动循环,使微针阵列28刺穿皮肤到达设定的深度后再退出,该微针阵列28刺穿皮肤所到达的深度变化范围为0~(H1+H2);控制机构3通过控制电磁线圈17的电流输出方向及强度,使驱动机构4与柔性出针调节机构5协同工作,使得微针阵列28的前端面通过外壳2前部的开口,轴向向外伸出或缩回,获得轴向0~H1+H2的出针、穿刺深度范围,与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗;
当微针阵列28与皮肤之间的压力过大时,由电磁芯18的重力、电磁芯18与永磁体16之间的磁力与压缩弹簧15的弹力(以及外壳2的支撑力)共同作用下,对冲该压力,使最低出针深度保持在0~H1的范围内,防止该压力经所述的微型马达偏心轮13传导给微型马达12,避免微型马达12过载、卡死、进而发生断针等故障,提高仪器的设计冗余和安全性。本实施例中,所述的永磁体16为圆柱形钕铁硼材料烧结永磁体。
所述的微针套件6还包括一活动臂套31,该活动臂套31呈筒状,其上段外侧面上设有内螺纹32,下端面为圆形开口;所述的外壳2下段的内侧壁上设有以该内螺纹适配的外螺纹33;该活动臂套31通过其内螺纹32与外壳的外螺纹33配合,可拆卸的设置在外壳2上,将微针套筒27及微针阵列28套设在其内部;同时,通过该内螺纹32、外螺纹33相互之间的旋转角度,调整其圆形开口与微针套筒27及微针阵列28的轴向相对高度H3,抵减微针阵列伸出到圆形开口之外、与皮肤接触的长度;其与驱动机构4、柔性出针调节机构5协同工作,获得轴向的总和出针长度即穿刺深度范围为:0~(H1+H2-H3),在该范围内微针阵列与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗。
本实施例中,所述的H1=0~300μm,H2=0~600μm,H3=0~300μm, 同时,600μm≥H1+H2≥300μm, 600μm≥H1+H2 -H3≥0μm。
在其他的实施例中,上述H1、H2 、H3的取值范围及出针总长度的数值也可以根据需要而调整。一般而言,出针总长度的最大值与小于1200μm为宜,特殊情况下可以达到2000μm。
需要特别说明的是,在智能微针穿刺仪的总出针长度(总穿刺深度)的最大值为小于300μm时,使用者无需特别的培训即可根据本发明APP的提示自助式操作(适合使用者居家自助及美容院人员操作,不属于医疗器械管理范围);当总出针长度为300~600μm时,使用者需要经过短时间的专业化学习和培训即可操作(属于医疗器械管理范围);而当总出针长度为600~1200μm或者更大时,使用者需要经过一定时间的专业化学习和培训、并且通过特定的考核(如取得医师证等)方可操作(属于特种医疗技术器械管理范围)。当采用本发明技术所制造的智能微针穿刺仪属于医疗器械的使用范围时,使用者需要根据医疗器械管理规范,正确使用,才能确保安全。
本实施例提供的微针智能穿刺的网络系统,其包括前述的智能微针穿刺仪与智能终端;所述智能微针穿刺仪的控制电路还包括蓝牙通讯电路,所述的智能终端设置有美容/理疗控制小程序或APP;智能终端通过蓝牙与智能微针穿刺仪连接,对该智能微针穿刺仪的鉴权与运行控制;所述的美容/理疗控制小程序或APP包括输入模块、运算模块、输出模块,使用者通过输入模块输入需要微针经皮给药或者理疗的部位、照片,运算模块对皮肤类型进行分析通过对输入照片的彩色图、红外图、深度图数据处理,获得皮肤的色泽、纹理、毛孔、“T”区光亮度、皮脂膜数据,将皮肤类型划分为:敏感肌肤、健康肌肤、成熟肌肤三类,再进一步根据肌肤接触动力学模型,计算出对应的皮肤类型及部位所需的皮肤表面穿刺最大出针的深度数据H,并将其转换为H= H1+H2或H= H1+H2 - H3,将H= H1+H2进一步转换为电磁线圈的电流输出方向及强度,发送至智能微针穿刺仪的控制机构,由其控制驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,达到所需的出针深度H= H1+H2;运算模块同时计算出经皮给药或理疗的时长,当使用者通过智能终端小程序或APP页面点击“启动”后,自动进行倒计时,达到设定的时长后自动停机。
所述的运算模块对皮肤类型、部位进行分析后,将计算出对应的皮肤类型及部位所需的皮肤表面穿刺最大出针的深度数据H转换为H= H1+H2 -H3,将H= H1+H2进一步转换为电磁线圈的电流输出方向及强度,发送至智能微针穿刺仪的控制机构,并将H3对应的出针深度分为5档(将H3的总长度平均分割为5等份,例如将300μm分为5挡,每档调节60μm),发送至智能终端的美容/理疗控制小程序或APP页面显示,由使用者按照提示旋转活动臂套,使其与外壳之间达到预定的档位,由其控制驱动机构与柔性出针调节机构、活动臂套协同工作,达到所需的总出针深度H= H1+H2 - H3;运算模块同时计算出经皮给药或理疗的时长,当使用者通过智能终端小程序或APP页面点击“启动”后,自动进行倒计时,达到设定的时长后自动停机。
该系统还包括与智能终端远程连接的小程序或APP远程服务器,该远程服务器中设有相互连接并通讯的运算模块、通讯模块、数据存储模块、面部美肤部位区域划分模块、面部皮肤类型分析模块、轨迹规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,各模块分别通过对小程序或APP上传数据的分析得到经皮给药或理疗方案数据,并将其回传到小程序或APP页面显示,供使用者选择或确认;经使用者选择或者确认的经皮给药或理疗方案数据,小程序或APP将其发送给智能微针穿刺仪的控制机构,由其执行。
本实施例提供的微针智能穿刺的控制方法,其采用前述的智能微针穿刺仪与网络系统,包括如下步骤:
S1:分别设置智能微针穿刺仪、智能手机及小程序或APP远程服务器,并使其相互之间建立连接;在所述的智能手机终端中安装(如纳丽超微晶美肤/理疗控制微信小程序等)小程序或APP程序;在小程序或APP远程服务器中安装远程控制程序;
该小程序或APP用来调用智能终端,获取使用者待经皮给药或者理疗的皮肤连续拍摄的一组照片数据;
S2:使用者登录智能手机终端的自助美肤小程序或APP,并使用智能终端中的该小程序或APP连续拍摄包括待经皮给药或者理疗的皮肤一组照片;拍摄时智能手机终端的镜头保持不动,使用者扭动头部、使面部各部位均速通过手机的镜头,获得一组连续的照片;
S3:小程序或APP对照片进行数字化及去隐私化处理,生成包括颜色信息(RGB)与深度信息的点云数据,上传到远程服务器,由其进行点云数据处理、逆向建模,生成去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型;
所述的美肤APP是调取智能手机终端的kinect 2,拍摄包括待美肤者的全部面部画面及深度信息的短视频,并分别获得彩色图、红外图、深度图、人体骨骼图数据,再经步骤S3的数据处理转化为点云,并进行点云远程处理,实现在美肤APP中快速显示的三维重构;
S4:小程序或APP远程服务器将生成的去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型数据,分别匹配微针经皮给药(美肤)或弱电理疗的工作模式,调取内置的控制程序,通过其美肤部位区域划分模块、面部皮肤类型分析模块、美肤轨迹规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,分别生成面部美肤分析报告及面部美肤方案,发回智能终端的小程序或APP页面,使用者通过阅读该小程序或APP页面显示的分析报告及美肤方案,选择是否同意实施该美肤方案,选择同意则进入下一步,选择不同意则调取系统内置的推荐方案供用户选择;
本实施例中,居家型产品的使用者(成年女性等)依次从图7所示的小程序页面中,选择肌肤类型、美肤部位,即可得到系统推荐的力度及时长,使用者确认后即可进入对该穿刺仪的实际运行作业。当然,使用者也可以自行通过该页面,对力度进行人为选择和干预的调节(从轻柔、适中、增强三挡中选取任意一档,由柔性出针调节机构同步调节输出的力度及总出针长度)。
所述步骤S4的面部美肤部位区域划分模块,具体是由步骤S3对S2获取的数据进行处理,基于面部安全作业区域、皮肤各向异性的特征,将成年人头面部的部分,划分为额头、左脸颊、右脸颊、下巴、鼻子、眼周、脖子的面部区域;所述的美肤轨迹规划模块,进一步基于最近邻算法选择最优面部作业区域轨迹点次序,规划出安全的作业轨迹。
该面部美肤部位区域划分模块,是基于面部及皮肤特征的面部作业机器人轨迹规划方法,其是基于面部安全作业区域、皮肤各向异性等皮肤特征进行面部作业机器人轨迹规划,确保机器人在操作过程中能避开眼、鼻、口等关键部位,提高操作平稳性,减小冲击,高效、连贯地完成面部区域操作,其具体包括以下步骤:
(1)参考人体头面部尺寸国家标准《成年人头面部尺寸》(GB/T 2428.98)内的部分数据,提取面部特定位置特征点,结合参考数据进行面部作业与非作业区域的划分;
(2)综合分析面部皮肤朗格氏线与皱纹线两种皮肤张力线,针对不同位置面部作业区域设计智能微针穿刺仪的作业轨迹;
(3)结合等平面法与二分法获取面部作业智能微针穿刺仪的轨迹曲线;
(4)基于面部肌肤曲率的智能微针穿刺仪的作业轨迹优化:基于等平面法获得的截交点间距离并不均匀,若直接依次连接每行截交线对应位置截交点,轨迹弯折变化明显,采用逐次二分法处理截交点数据改善获得的作业轨迹弯折情况;
(5)基于最近邻算法选择最优面部作业区域轨迹点次序,设定不同面部区域的按摩作业优先级顺序以减少智能微针穿刺仪的面部按摩路径的总长度,基于最近邻算法选择最优面部作业区域轨迹点次序,实现智能微针穿刺仪的轨迹规划,减少智能微针穿刺仪的空行程,提高作业效率。
本实施例提供的该穿刺仪的运行轨迹规划模块,是基于面部美肤部位区域划分模块数据,结合线性或连续的作业手法(短暂线性滑动式、连续环形滑动式、点提式等),进行运行轨迹规划。
所述的面部皮肤类型分析模块,其是通过对步骤S3的彩色图、红外图、深度图数据处理,获得皮肤的色泽、纹理、毛孔、“T”区光亮度、皮脂膜数据,将面部皮肤类型划分为:敏感肌肤、健康肌肤、成熟肌肤三类;所述的接触力度计算模块,进一步根据肌肤接触动力学模型,计算出各类型所需的肌肤表面下压深度数据,并简化为低、中、高三挡;
本实施例提供的接触力度计算模块,是基于步骤S3得到的面部三维立体模型,以及根据肌肤力学性能的研究预先建立肌肤接触动力学模型,使用基于肌肤接触动力学模型的自扰动递推最小二乘算法,在获取该穿刺仪末端法向受力及位置信息的同时,实时辨识肌肤接触动力学模型,计算得出具有确定参数的肌肤力学性能数学表征,特别是计算出为该穿刺仪在每个规划的肌肤表面路径点上从肌肤表面沿肌肤法向向下待运动的距离(即通过力学性能测量得到所需的肌肤表面下压的总穿刺深度H)。
所述的运行时间控制模块,是由小程序或APP程序或远程控制程序,根据步骤S3的数据,计算出总时长,向使用者显示后,开始运行后,由总时长减去该穿刺仪实际运行(微针阵列接触皮肤、前端压力不为零)的时间,直至结果为零时使该穿刺仪自动停止运行;使用者中途停止、或者穿刺仪空运转(微针阵列没有与皮肤接触、前端压力为零)的时长不进行减除。本发明提供的穿刺仪的柔性出针调节机构上,还可以设置轴向的压力传感器,以感知该穿刺仪的运行状态及前端压力值,以协助指示使用者进行操作。
S5:使用者选择同意时,美肤APP页面提示使用者用蓝牙连接智能微针穿刺仪,微针套件预先装载美肤药液或将美肤药液涂抹在待操作区域的皮肤表面上,在美肤APP页面浏览美肤方案下的各模块信息提示下,旋转活动臂套到对应的档位,同意后点击“启动”;
S6:使智能微针穿刺仪呈竖直或者近竖直状态,使用者A躺平、保持面部水平或近水平姿势,自行手持该智能微针穿刺仪(或者由使用者B为使用者A)操作,头部朝向需要经皮给药的皮肤部位,按照美肤APP页面提示,选择其中一个细分区域与路径共同组成的区块,使智能微针穿刺仪与该细分区域内面部皮肤接触,智能微针穿刺仪内置的控制机构使驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,获得轴向0~(H1+H2)的出针及穿刺深度范围,使微针阵列在各部分的复合驱动下、反复多次穿过皮肤的表皮层,将皮肤表面的药液,渗入到真皮层及皮下层;当达到设定的时间长度、或使用者自行停止当前面部区域的操作后,智能微针穿刺仪停止工作;
S7:使用者重复步骤S6,根据多个细分区域及路径规划,依次对各区块,进行连续的美肤药液渗入,直至完成覆盖目标区域内全部面积皮肤的操作,分别关闭智能微针穿刺仪及智能终端的小程序或APP,本次面部美肤作业结束。
所述的智能微针穿刺仪,其外壳2包括相互连接的圆筒形的端盖、上盖与下盖,下盖的前部设有一供所述微针针头轴向伸出或者缩回的开口;其还包括一端盖,在不工作时,该端盖将下盖前部的开口封堵,以保护微针针头。
本发明采用的微针阵列中的各微针,包括偏心式毛细空心金属微针、非偏心毛细空心金属微针及实心毛细金属微针或非金属微针;各微针在APP控制程序控制及美容仪的驱动下,完成皮下给药、给电或给热的治疗或美肤。
本发明的居家型产品,采用智能手机终端终端+小程序或APP+远程服务器+智能微针穿刺仪+自助式手持操作,方便易行,成本低。
本发明采用的kinect 2里面有两个摄像头,一个是彩色相机,一个是深度相机。可以由智能手机终端直接提供,也可以外接kinect 2相机。
本实施例中,所述APP远程服务器内置的面部皮肤类型分析模块,根据图形图像分析等算法,将皮肤判断为干性、油性、中性、敏感性、混合型(油性+干性)5种类型,并对应给出5种治疗方案(含操作指引);其中的美肤部位区域划分模块、美肤轨迹规划模块、接触力度计算模块协同工作,为使用者提供推荐的治疗方案和完整的治疗操作指引。
作为本实施例的优化,该智能微针穿刺仪,还包括一底座,可将智能微针穿刺仪的下段套设于该底座上(下部开口一端);使用者在使用过程中、暂停操作时,或者使用后都可将智能微针穿刺仪倒置于该底座上,防止药液的液体流出智能微针穿刺仪污染表面或者损害其内部的电子元件。
本发明智能微针穿刺仪采用的微型马达为额定转速高于1500r/min的高速马达,属于高速马达,本发明智能微针穿刺仪的设计,在对其进行轴向摆动、减速的同时,重点考虑了降低噪音,以及提高马达的输出力矩、防卡死。本发明智能微针穿刺仪,通过合理的结构设计,使其外壳的横截面直径为12mm甚至更小;由于设置了柔性出针调节机构协同调节出针长度和输出力度,因此,采用小功率的马达也可以达到所需的输出力度和长度,大大延长了该穿刺仪电池组的续航能力。
本发明实施例提供了5种推荐的护肤模式,对应5挡动力(对应5挡输出力度)、5种微针的穿刺深度,实现从缓透到速透、速度可调,穿刺总深度可调、输出力度可调,使药液穿过表皮层、达到设定的深度,直达真皮层;药液通过微针阵列的经皮渗透吸收度大于95%,而且总穿刺深度不接触真皮层、无痛感;本实施例通过微针阵列产生的80nm细微孔隙,仅打开皮肤的角质层、不伤及真皮层,促进吸收效果10倍以上,通常使用者每周操作一次,或者按照医学建议的时间间隔进行操作,操作安全、可靠、效果好。
本发明实施例中,微针阵列的伸出长度具体调节选择操作为:微针阵列28,通过调节驱动机构4、柔性出针调节机构5及外壳2底部的圆形开口与微针套筒27的相对使用者皮肤表面的位置,获得轴向0~H1+H2- H3的总和出针长度、穿刺深度范围,使总和穿刺深度达到0~1500μm或者更大的范围,调节驱动机构4、柔性出针调节机构5将微针阵列中的微针,反复穿刺皮肤表面后、压入到该深度的皮肤内。具体可根据不同的治疗目的、皮肤的类型及深度等参数进行选择。在其他实施例中,进行改善肤色、营养液导入、促进细胞再生(如疤痕部位)等作业时,推荐的总穿刺深度为200μm、250μm、300μm,最大值为500μm,最小值为100μm;进行淡化色斑、改善妊娠纹、脱发时,推荐的总穿刺深度为500μm、750μm、1500μm,最大值为2000μm,最小值为300μm。
根据不同的微针阵列中微针的长度、总穿刺深度、作业中的阻力、操作者握持力等参数,是通过本发明的柔性出针调节机构5与驱动机构4、微针套筒27、外壳2等协同调节,一方面可以获得所需的总穿刺深度,另一方面还可以通过调节电磁线圈的电流大小而调节柔性出针调节机构5的输出功率;在驱动机构4所采用的微型马达12功率不变的情况下,增大仪器的对微针阵列的输出功率,以兼顾居家操作的小功率与专业操作的大功率两种应用场景,以及不同体质的使用者、多种类型的应用。
使用者第一次(或者前5次以内)进行操作(或者相互操作)时,可以从较低的总穿刺深度和较弱的动力强度开始,逐步适应、逐步加深和加强。
本发明可支持使用者的多种操作手法和多种药液,包括:短暂线性滑动式、连续环形滑动式、点提式等等,总压力(仪器提供的压力及使用者手持提供的压力)因而可以提高使用者操作的速度、效率,简单易用,防卡死,不会产生断针。
同时,本发明实施例的智能微针穿刺仪的微针套件6,其所包括微针套筒27及微针阵列28为独立制造和包装的一次性设计,整体与智能微针穿刺仪的其他部分可拆卸式配合,使用一次即废弃,避免重复使用时发生细菌感染;而且该微针阵列28的微针的材质、数量、形状、布局等,均可以根据治疗目的及部位而灵活选择,以达到最佳的治疗效果。
经过使用者的分组测试,使用本发明实施例居家型智能微针穿刺仪及其网络系统和控制方法,使用者无需培训,观看一遍完整的视频教程后即可独立操作,易于操作和使用;同时,其穿刺驱动力及深度为柔性设计,综合考虑了仪器自身的重力、使用者手持时的压力、皮肤的弹性等因素,使总和穿刺深度保持稳定。
实施例2:
本实施例提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,与实施例1基本上相同,其不同之处在于,其提供的专业型智能微针穿刺仪,采用穴位弱电刺激理疗的工作模式,以达到特定的理疗、保健效果。
本发明提供的具体应用,是针对成年人近视眼及眼疲劳等,使用专业型的智能微针穿刺仪进行面部的穴位弱电刺激和微针矩阵高频按摩理疗。本实施例是根据造成眼疲劳、近视眼等的原因,综合针灸医学、经络、穴位按摩等方法设计而成的。主要是对眼镜周边的晴明、攒竹、太阳、风池、四白等穴位进行弱电刺激和微针阵列高频冲击按摩,使眼部调节痉挛和集合紧张得以缓解,达到缓解眼疲劳、治疗和预防近视的作用。本发明的使用者每5-7日操作一次,单次脉冲电流输出持续时长为5-60秒,每次10-15分钟,进行间断或连续性电刺激。
本发明提供的经皮穿刺、穴位局部神经电刺激借鉴传统中医取穴方法,结合西医内分泌理论,在针刺的基础上,将脉冲电流输出端的正极连接微针阵列,而以人体为接地极(负极),在正负电极之间形成弱电流,穿过皮肤表层、刺激穴位下的神经末梢,以增强理疗保健效果。
具体的,本实施例的智能微针穿刺仪,所述的控制电路8包括弱电脉冲电流发生电路34,其内置美容/理疗控制参数范围,所述的弱电脉冲电流发生电路34的正极导线,通过外壳2内侧壁到达下空腔22的限位环25,然后在该下空腔22内与电磁芯18电性连接,再通过电磁芯18上与微针套筒27上端面可拆卸连接的凹槽30或者凸起,与微针套筒27中的导线及导电微针阵列28连接,将弱电脉冲电流发生电路34在美容/理疗控制参数范围内发出的弱电脉冲电流通过导线输送到导电微针阵列28上的各微针针头,由其传导到人体目标穴位所在的皮肤位置及深度,进行穴位弱电刺激按摩。
所述的面部穴位区域位置分析模块,是根据预先导入的成人面部穴位三维模型,将各穴位位置在步骤S3生成的三维立体模型中对应位置上标出;所述的穴位按摩参数规划模块,是根据预先导入的成人面部各穴位弱电刺激按摩参数,在各穴位位置上对应标出。
采用本实施例提供的专业型仪器及控制方法,可以针对人体大部分穴位做针对性的理疗;所述的理疗参数控制范围为:电源DC 6V,强度1-1.5MA,脉宽200-250MS,频率5-10Hz,阻抗4000-5000Ω,单次输出持续时长为5-60秒;各个穴位可以根据医学指导、使用者体质及本发明仪器的说明书预先设定各穴位的具体理疗参数情况。
所述穴位弱电刺激理疗工作模式,包括前述实施例1中的步骤S1- S3,以及如下步骤:
S4-1:美肤APP通过网络将生成的使用者的去除眼睛、鼻子、嘴唇部的三维立体模型,上传到APP远程服务器,使用者在美肤APP页面选择穴位弱电刺激理疗工作模式,该APP远程服务器调取内置的面部穴位区域位置分析模块、穴位按摩参数规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,生成面部穴位弱电刺激按摩分析报告及面部穴位弱电刺激按摩方案发回美肤APP页面,使用者通过美肤APP页面阅读该分析报告及按摩方案,选择是否同意实施该按摩方案,选择同意则进入下一步,选择不同意则调取系统内置的推荐方案供用户选择;
S5-1:使用者选择同意时,美肤APP页面提示使用者用蓝牙连接智能微针穿刺仪,并装载按摩药液或将按摩药液涂抹在待操作的面部区域的皮肤表面上,在美肤APP页面浏览按摩方案下的各模块提示信息,同意后点击“启动”;
S6-1:使用者平躺,自行手持智能微针穿刺仪,使该仪器竖直或者近似竖直状态、其头部朝向面部皮肤,按照美肤APP页面提示,选择其中一个穴位区域位置、按摩参数,使智能微针穿刺仪与该穴位所在区域位置内的面部皮肤接触,智能微针穿刺仪内置的微针穿过皮肤的表皮层,其内置的弱电脉冲电流发生电路,发出以微针为正极、人体为负极、选定按摩参数的电流,将弱电脉冲电流渗入到真皮层及皮下层、达到穴位,即:使弱电脉冲理疗电流传导到使用者的真皮层及皮下层,当达到当前穴位区域位置设定的时间长度,或使用者自行停止当前面部区域的操作后,智能微针穿刺仪停止工作;
S7-1:使用者重复步骤S6-1,分别对该区域内的其他穴位进行面部穴位弱电刺激按摩操作,直至完成该区域内全部穴位的穴位弱电刺激按摩操作;分别关闭智能微针穿刺仪及智能终端的小程序或APP,本次面部美肤作业结束。
本发明提供的弱电脉冲发生模块,弱电脉冲连续施加于特定的面部特定穴位的神经,使该微针阵列形成多个经皮穿刺植入的正极,人体自身为负极,电压及电流均较小,手术并发症和治疗风险较小,安全性好,舒适性好。
经过实际测试,本发明的使用者每操作一次,对于眼部疲劳或者近视症状的缓解,平均可持续3~6天,而且整体体验优于内服或者外敷药物治疗效果,没有任何的毒副作用,可以长期保持治疗。
实施例3:
本实施例提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,与实施例1及2均基本上相同,其不同之处在于,其提供的是专业型的智能微针穿刺仪和操作方法,需要由专业人员进行操作,对患者采用头皮部生发或腹部美肤经皮给药+穴位弱电刺激按摩的混合工作模式,以及其他皮肤厚度较大的部位(去皱、改善妊娠纹、减肥等)的混合工作模式进行作业。本实施例推荐的微针总穿刺深度分别为300μm、600μm、900μm,具体由专业人员根据患者情况和治疗目的进行选择。
本实施例提供的微针智能穿刺的控制方法,其为微针经皮给药+穴位弱电刺激按摩的同步工作模式,其是由持证上岗的专业人员,在执行步骤S1~ S6后,使药液渗入真皮层、增强皮肤局部的导电性能,同步执行步骤 S4-1~ S7-1,通过穴位弱电刺激按摩、使局部皮肤的毛细血管膨胀、温度上升、毛孔张开,同时完成一个面部区域的微针经皮给药及穴位弱电刺激理疗工作,增强经皮给药的治疗效果。
本实施例还应用于头皮部位生发等的微针经皮给药+穴位弱电刺激复合式理疗工作时,先将药液涂覆在头皮部位生发部位,采用环形连续滑动手法、对需要生发的区域进行穿刺,直至完成整个区域的覆盖作业;也可以采用点提式手法,对能够促进头部生发的穴位进行重点刺激。
本实施例提供的控制方法,还可以适用于包括面部去皱等的皮肤美肤+穴位弱电刺激按摩的混合工作模式,其是先执行步骤S1~ S6后,使美肤药液渗入真皮层、增强皮肤局部的导电性能,直接执行步骤 S4-1~ S7-1,完成一个面部区域的美肤及穴位弱电刺激理疗工作,再交替执行步骤S6及S6-1,对下一面部区域进行美肤及穴位弱电刺激按摩作业。
经过实际测试,本发明在采用总穿刺深度为300μm、600μm、900μm,以及1200μm的微针及对应操作时,针对其穿刺深度的增加、微针阵列的阻力大幅增加,无需更换更大输出功率的微型马达,仅需增大柔性出针调节机构5的输出功率即可实现,而且可较好的避免微型马达卡死以及断针现象。采用本发明制造的此类智能微针穿刺仪,其总穿刺深度最大值可达到或者超过1200μm通过调整H1、H2与H3的取值及对应的微针长度而实现。本发明提供的智能微针穿刺仪及控制方法,噪音低、振动小、输出平稳,对操作人员的压力变化容错性好,操作的安全性、用户舒适度较高。
实施例4:
本实施例提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,与实施例3基本上相同,其不同之处在于,所述的控制方法,还可以适用于顺序调整为先穴位弱电刺激按摩、后皮肤美肤的混合工作模式,其是先执行步骤S1~ S3后,直接执行步骤 S4-1~ S7-1,完成一个面部区域的穴位弱电刺激理疗工作、使局部皮肤的毛细血管膨胀、温度上升、毛孔张开,再执行步骤S4~S7,完成该面部区域的面部美肤工作,再交替执行步骤S6-1及S6,对下一面部区域进行穴位弱电刺激按摩及美肤作业。
本发明上述各实施例中,微针的深度均可以通过各部分的相互协同,在较大的范围内选择,以适应不同工作模式和治疗目的的需要。
本发明采用皮下穿刺给药与脉冲电流疗法进行复合治疗时,更有利于提高局部皮肤的导电性能,提高药物的迅速扩散与吸收速度,以提升疗效。
此外,本发明上述实施例提供的智能微针穿刺仪、网络系统及控制方法,也可以应用于申请人研发和生产的超纳微晶美容枪(自来得)系列、智能枪系列产品及其相关套件的升级换代,以达到更好的居家自助式操作(或者专业化操作)、智能穿刺、安全、高效、低成本和使用方便的目的。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故采用与本发明上述实施例相同或近似的技术特征,均在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种智能微针穿刺仪,其特征在于,其包括:一空心的圆筒形外壳(2),由上到下依次设置在该外壳(2)空心腔体内的控制机构(3)、驱动机构(4)、柔性出针调节机构(5),以及与该柔性出针调节机构(5)可拆卸式连接的微针套件(6);
所述控制机构(3)包括电池盒(7)、控制电路(8)及电池(9),所述电池(9)、控制电路(8)均设置于所电池盒(7)内,该控制电路(8)包括马达驱动电路(10)以及电磁线圈驱动电路(11);
所述的驱动机构(4)包括微型马达(12)及设置在微型马达(12)轴上的偏心轮(13);该电池(9)、控制电路(8)与微型马达(12)电性连接;
所述的柔性出针调节机构(5),包括连接座(14)、压缩弹簧(15)、永磁体(16)、电磁线圈(17)和电磁芯(18);所述连接座(14)为一横截面呈“T”字形的圆柱体,其上段(19)的直径大于下段(20)直径,其上段(19)的内部设有一上空腔(21),其下段(20)的内部设有一下空腔(22);该连接座(14)的上端面设置在微型马达(12)的下端面上,其下端面设置在外壳(2)内侧面向内伸出的支撑板(23)上端面上方、与支撑板(23)上端面的悬空距离为H1;
所述连接座(14)的上段(19)与下段(20)之间嵌设有一永磁体(16),将所述下空腔(22)隔开,该永磁体(16)的下端面朝向下空腔(22)并且向外露出;所述的支撑板(23)的中部设有一通孔(24),该通孔(24)与下空腔(22)连通;所述的电磁线圈(17)套设在连接座(14)的下段(20)外侧面上,所述的电磁芯(18)设置在下空腔(22)内、其前段经通孔(24)后伸出到外部,该电磁芯(18)的上段长度方向处于被所述的电磁线圈(17)环绕的下空腔(22)内,当电磁线圈(17)通电时,在其长度方向上产生对应的电磁场;
所述的压缩弹簧(15)套设在连接座(14)的下段(20)、电磁线圈(17)的外部,并且与该电磁线圈(17)不接触,其上端面与连接座(14)的上段(19)下端面接触,下端面与外壳支撑板(23)上端面接触;
所述的连接座(14)的上段(19)设置的一开口朝向微型马达偏心轮(13)的上空腔(21),其底面在所述压缩弹簧(15)的压力作用下,始终保持与马达偏心轮(13)接触,该底面为一斜面,其轴向最低点与最高点的距离为H1;当该微型马达偏心轮(13)以微型马达(12)输出轴为圆心转动的时候,该微型马达偏心轮(13)通过该底面驱动连接座(14)连续发生轴向伸缩,每旋转一周、驱动连接座(14)发生轴向伸缩变化的距离为0~H1;
所述的电磁芯(18)为一横截面呈“工”字型的条状导磁部件,所述下空腔(22)内侧壁的中部,设有向内侧伸出的限位环(25),该限位环(25)的中心部位设有限位通孔(26),该限位通孔(26)的直径大于该电磁芯(18)中部而小于上下端部的直径,电磁芯(18)穿过该通孔(26)与限位环(25)连接、并在该限位通孔(26)内轴向滑动;所述限位环(25)上端面与电磁芯(18)上端部轴向滑动距离范围,以及所述限位环(25)下端面与电磁芯(18)下端部轴向滑动距离范围,均为0~H2;
当所述的电磁线圈(17)通电产生磁场后,该电磁芯(18)在下空腔(22)、限位通孔(26)内轴向滑动的最大距离为H2;当其产生的磁场与永磁体(16)的磁场相同时,该电磁芯(18)在磁力及重力的共同作用下,克服压缩弹簧(15)的弹力、轴向向下滑动,带动连接座(14)在0~(H1+H2)的范围内轴向向下滑动;当其产生的磁场与永磁体(16)的磁场相反时,该电磁芯(18)在磁力与压缩弹簧(15)的弹力的共同作用下,克服重力、轴向向上滑动,带动连接座(14)在0~(H1+H2)的范围内轴向向上滑动;
所述的微针套件(6)包括微针套筒(27)及微针阵列(28),所述微针套筒(27)的后端面上,设有与所述电磁芯(18)下端面可拆卸连接的凸起(29)或者凹槽;所述的电磁芯(18)的下端面上对应设有与微针套筒(27)上端面可拆卸连接的凹槽(30)或者凸起;所述的微针套件(6)通过微针套筒(27)与电磁芯(18)下端面可拆卸连接后,与该电磁芯(18)一起在外壳(2)内部的空腔里做轴向的上、下滑动循环,使微针阵列(28)刺穿皮肤到达设定的深度后再退出,该微针阵列(28)刺穿皮肤所到达的深度变化范围为0~(H1+H2);控制机构(3)通过控制电磁线圈(17)的电流输出方向及强度,使驱动机构(4)与柔性出针调节机构(5)协同工作,使得微针阵列(28)的前端面通过外壳(2)前部的开口,轴向向外伸出或缩回,获得轴向0~(H1+H2)的出针、穿刺深度范围,与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗;
当微针阵列(28)与皮肤之间的压力过大时,由电磁芯(18)的重力、电磁芯(18)与永磁体(16)之间的磁力与压缩弹簧(15)的弹力共同作用下,对冲该压力,使最低出针深度保持在0~H1的范围内,防止该压力经所述的微型马达偏心轮(13)传导给微型马达(12),避免微型马达过载、卡死。
2.根据权利要求1所述的智能微针穿刺仪,其特征在于,所述的微针套件(6)还包括一活动臂套(31),该活动臂套(31)呈筒状,其上段外侧面上设有内螺纹(32),下端面为圆形开口;所述的外壳(2)下段的内侧壁上设有以该内螺纹适配的外螺纹(33);该活动臂套(31)通过其内螺纹(32)与外壳的外螺纹(33)配合,可拆卸的设置在外壳(2)上,将微针套筒(27)及微针阵列(28)套设在其内部;同时,通过该内螺纹(32)、外螺纹(33)相互之间的旋转角度,调整其圆形开口与微针套筒(27)及微针阵列(28)的轴向相对高度H3,抵减微针阵列伸出到圆形开口之外、与皮肤接触的长度;其与驱动机构(4)、柔性出针调节机构(5)协同工作,获得轴向的总和出针长度即穿刺深度范围为:0~(H1+H2-H3),在该范围内微针阵列与各区域的皮肤接触并刺破皮肤,进行经皮给药或者理疗。
3.根据权利要求1或2所述的智能微针穿刺仪,其特征在于,所述的H1=0~300μm,H2=0~600μm, H3=0~300μm, 同时,600μm≥H1+H2≥300μm, 600μm≥H1+H2 -H3≥0μm。
4.根据权利要求1或2所述的智能微针穿刺仪,其特征在于,所述的控制电路(8)还包括弱电脉冲电流发生电路(34),其内置美容/理疗控制参数范围,所述的弱电脉冲电流发生电路(34)的正极导线,通过外壳(2)内侧壁到达下空腔(22)的限位环(25),然后在该下空腔(22)内与电磁芯(18)电性连接,再通过电磁芯(18)上与微针套筒(27)上端面可拆卸连接的凹槽(30)或者凸起,与微针套筒(27)中的导线及导电微针阵列(28)连接,将弱电脉冲电流发生电路(34)在美容/理疗控制参数范围内发出的弱电脉冲电流通过导线输送到导电微针阵列(28)上的各微针针头,由其传导到人体目标穴位所在的皮肤位置及深度,进行穴位弱电刺激按摩。
5.根据权利要求4所述的智能微针穿刺仪,其特征在于,所述的理疗参数控制范围为:电源DC 6V,强度1-1.5MA,脉宽200-250MS,频率5-10Hz,阻抗4000-5000Ω,单次输出持续时长为5-60秒。
6.一种微针智能穿刺的网络系统,其特征在于,其包括智能终端与权利要求1至5之一所述的智能微针穿刺仪;所述智能微针穿刺仪的控制电路还包括蓝牙通讯电路,所述的智能终端设置有美容/理疗控制小程序或APP;智能终端通过蓝牙与智能微针穿刺仪连接,对该智能微针穿刺仪的鉴权与运行控制;所述的美容/理疗控制小程序或APP包括输入模块、运算模块、输出模块,使用者通过输入模块输入需要微针经皮给药或者理疗的部位、照片,运算模块对皮肤类型进行分析通过对输入照片的彩色图、红外图、深度图数据处理,获得皮肤的色泽、纹理、毛孔、“T”区光亮度、皮脂膜数据,将皮肤类型划分为:敏感肌肤、健康肌肤、成熟肌肤三类,再进一步根据肌肤接触动力学模型,计算出对应的皮肤类型及部位所需的皮肤表面穿刺最大出针的深度数据H,并将其转换为H= H1+H2,将H= H1+H2进一步转换为电磁线圈的电流输出方向及强度,发送至智能微针穿刺仪的控制机构,由其控制驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,达到所需的出针深度H= H1+H2;运算模块同时计算出经皮给药或理疗的时长,当使用者通过智能终端小程序或APP页面点击“启动”后,自动进行倒计时,达到设定的时长后自动停机。
7.根据权利要求6所述的微针智能穿刺的网络系统,其特征在于,所述的运算模块对皮肤类型、部位进行分析后,将计算出对应的皮肤类型及部位所需的皮肤表面穿刺最大出针的深度数据H转换为H= H1+H2 - H3,将H= H1+H2进一步转换为电磁线圈的电流输出方向及强度,发送至智能微针穿刺仪的控制机构,并将H3对应的出针抵减深度分为5档,发送至智能终端的美容/理疗控制小程序或APP页面显示,由使用者按照提示旋转活动臂套,使其与外壳之间达到预定的档位,由其控制驱动机构与柔性出针调节机构、活动臂套协同工作,达到所需的出针深度H= H1+H2 - H3;运算模块同时计算出经皮给药或理疗的时长,当使用者通过智能终端小程序或APP页面点击“启动”后,自动进行倒计时,达到设定的时长后自动停机。
8.根据权利要求6或7所述微针智能穿刺的网络系统,其特征在于,
其还包括与智能终端远程连接的小程序或APP远程服务器,该远程服务器中设有相互连接并通讯的运算模块、通讯模块、数据存储模块、面部美肤部位区域划分模块、面部皮肤类型分析模块、轨迹规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,各模块分别通过对小程序或APP上传数据的分析得到经皮给药或理疗方案数据,并将其回传到小程序或APP页面显示,供使用者选择或确认;经使用者选择或者确认的经皮给药或理疗方案数据,小程序或APP将其发送给智能微针穿刺仪的控制机构,由其执行。
9.一种微针智能穿刺的控制方法,其特征在于,其采用权利要求1~5之一所述的智能微针穿刺仪与权利要求6~8之一所述微针智能穿刺的网络系统,包括如下步骤:
S1:分别设置智能微针穿刺仪、智能手机及小程序或APP远程服务器,并使其相互之间建立连接;在所述的智能手机终端中安装小程序或APP程序;在小程序或APP远程服务器中安装远程控制程序;
该小程序或APP用来调用智能终端,获取使用者待经皮给药或者理疗的皮肤连续拍摄的一组照片数据;
S2:使用者登录智能手机终端的美肤小程序或APP,并使用智能终端中的该小程序或APP连续拍摄包括待经皮给药或者理疗的皮肤一组照片;拍摄时智能手机终端的镜头保持不动,使用者扭动头部、使面部各部位均速通过手机的镜头,获得一组连续的照片;
S3:小程序或APP对照片进行数字化及去隐私化处理,生成包括颜色信息与深度信息的点云数据,上传到远程服务器,由其进行点云数据处理、逆向建模,生成去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型;
S4:小程序或APP远程服务器将生成的去除眼睛、鼻子、嘴唇部信息的面部三维立体模型数据,分别匹配微针经皮给药或弱电理疗的工作模式,调取内置的控制程序,通过其美肤部位区域划分模块、面部皮肤类型分析模块、美肤轨迹规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,分别生成面部美肤分析报告及面部美肤方案,发回智能终端的小程序或APP页面,使用者通过阅读该小程序或APP页面显示的分析报告及美肤方案,选择是否同意实施该美肤方案,选择同意则进入下一步,选择不同意则调取系统内置的推荐方案供用户选择;
S5:使用者选择同意、或者选择系统内置的推荐方案时,美肤APP页面提示使用者用蓝牙连接智能微针穿刺仪,微针套件预先装载美肤药液或将美肤药液涂抹在待操作区域的皮肤表面上,在美肤APP页面浏览美肤方案下的各模块信息提示下,旋转活动臂套到对应的档位,同意后点击“启动”;
S6:使用者自行手持智能微针穿刺仪,头部朝向需要经皮给药的皮肤部位,按照美肤APP页面提示,选择其中一个细分区域与路径共同组成的区块,使智能微针穿刺仪与该细分区域内面部皮肤接触,智能微针穿刺仪内置的控制机构使驱动机构与柔性出针调节机构协同工作,获得轴向0~(H1+H2)的出针及穿刺深度范围,使微针阵列反复多次穿过皮肤的表皮层,将皮肤表面的药液,渗入到真皮层及皮下层;或者使弱电脉冲理疗电流传导到真皮层及皮下层,当达到设定的时间长度、或使用者自行停止当前面部区域的操作后,智能微针穿刺仪停止工作;
S7:使用者重复步骤S6,根据多个细分区域及路径规划,依次对各区块,进行连续的美肤药液渗入或者弱电理疗操作,直至完成覆盖目标区域内全部面积皮肤的操作,分别关闭智能微针穿刺仪及智能终端的小程序或APP,本次面部美肤作业结束。
10.根据权利要求9所述的微针智能穿刺的控制方法,其特征在于,其穴位弱电刺激理疗工作模式,该模式包括前述的步骤S1- S3,以及如下步骤:
S4-1:美肤APP通过网络将生成的去除眼睛、鼻子、嘴唇部的三维立体模型,上传到APP远程服务器,使用者在美肤APP页面选择穴位弱电刺激理疗工作模式,该APP远程服务器调取内置的面部穴位区域位置分析模块、穴位按摩参数规划模块、接触力度计算模块、运行时间控制模块,生成面部穴位弱电刺激按摩分析报告及面部穴位弱电刺激按摩方案发回美肤APP页面,使用者通过美肤APP页面阅读该分析报告及按摩方案,选择是否同意实施该按摩方案,选择同意则进入下一步,选择不同意则调取系统内置的推荐方案供用户选择;
S5-1:使用者选择同意时,美肤APP页面提示使用者用蓝牙连接智能微针穿刺仪,并装载按摩药液或将按摩药液涂抹在待操作的面部区域的皮肤表面上,在美肤APP页面浏览按摩方案下的各模块提示信息,同意后点击“启动”;
S6-1:使用者自行手持智能微针穿刺仪,头部朝向面部皮肤,按照美肤APP页面提示,选择其中一个穴位区域位置、按摩参数,使智能微针穿刺仪与该穴位所在区域位置内的面部皮肤接触,智能微针穿刺仪内置的微针穿过皮肤的表皮层,其内置的弱电脉冲电流发生电路,发出以微针为正极、人体为负极、选定按摩参数的电流,将弱电脉冲电流渗入到真皮层及皮下层、达到穴位;达到当前穴位区域位置设定的时间长度,或者使用者自行停止操作后,智能微针穿刺仪自动停止工作;
S7-1:使用者重复步骤S6-1,分别对该区域内的其他穴位进行面部穴位弱电刺激按摩操作,直至完成该区域内全部穴位的穴位弱电刺激按摩操作;分别关闭智能微针穿刺仪及智能终端的小程序或APP,本次面部美肤作业结束。
11.根据权利要求10所述的微针智能穿刺的控制方法,其特征在于,所述的面部穴位区域位置分析模块,是根据预先导入的成人面部穴位三维模型,将各穴位位置在步骤S3生成的三维立体模型中对应位置上标出;所述的穴位按摩参数规划模块,是根据预先导入的成人面部各穴位弱电刺激按摩参数,在各穴位位置上对应标出。
12.根据权利要求9或10所述微针智能穿刺的控制方法,其特征在于,其包括微针经皮给药+穴位弱电刺激按摩的同步工作模式,其是在执行步骤S1~ S6后,使药液渗入真皮层、增强皮肤局部的导电性能,同步执行步骤 S4-1~ S7-1,通过穴位弱电刺激按摩、使局部皮肤的毛细血管膨胀、温度上升、毛孔张开,同时完成一个面部区域的微针经皮给药及穴位弱电刺激理疗工作,增强经皮给药的治疗效果。
13.根据根据权利要求9或10所述微针智能穿刺的控制方法,所述步骤S2还包括美肤APP调取智能手机终端的kinect 2,拍摄包括待美肤者的全部面部画面及深度信息的短视频,并分别获得彩色图、红外图、深度图、人体骨骼图数据,再经步骤S3的数据处理转化为点云,并进行点云远程处理,实现在美肤APP中快速显示的三维重构。
14.根据根据权利要求9或10所述微针智能穿刺的控制方法,所述步骤S4的面部美肤部位区域划分模块,是由步骤S3对S2获取的数据进行处理,基于面部安全作业区域、皮肤各向异性的特征,将成年人头面部的部分,划分为额头、左脸颊、右脸颊、下巴、鼻子、眼周、脖子的面部区域;所述的美肤轨迹规划模块,进一步基于最近邻算法选择最优面部作业区域轨迹点次序,规划出安全的作业轨迹。
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