CN116251016A - 一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置，属于医疗技术领域。包括换能器柔性封装、位于换能器柔性封装内且包含若干个整体换能器的超声波换能器阵列、与超声波换能器阵列连接的电刺激电极以及位于超声波换能器阵列下方且能释放带负电药物离子的导电聚合物耦合剂层；各整体换能器发出的超声波与带负电药物离子在空间位置上不重叠，电刺激电极与各整体换能器之间形成的微电流与带负电药物离子和超声波在空间位置上不重叠，且超声波与微电流均位于治疗头装置的下表面。本发明解决了单一物理治疗因子技术固有的缺陷问题，以及现有治疗装置中针对骨质疏松治疗有效手段缺乏的问题。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，尤其涉及一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置。
背景技术
骨质疏松症是一种全身性骨骼疾病，极易引发骨折，并伴有骨质疏松性骨痛，现有治疗装置中都采用了单一的物理治疗因子技术，例如低强度脉冲超声、药物治疗、电磁治疗等，往往治疗效果不理想且患者治疗感受不强。
目前治疗骨质疏松主要以药物治疗为主，服药过程中通过全身作用，药物带来的副作用大。单一的物理治疗因子，难以快速解决骨质疏松性骨痛问题，患者对治疗感受舒适度体验不明显，医从性较差。
发明内容
针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置，解决了单一物理治疗因子技术固有的缺陷问题，以及现有治疗装置中针对骨质疏松治疗有效手段缺乏的问题。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
本方案提供一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置，包括换能器柔性封装、位于换能器柔性封装内且包含若干个整体换能器的超声波换能器阵列、与超声波换能器阵列连接的电刺激电极以及位于超声波换能器阵列下方且能释放带负电药物离子的导电聚合物耦合剂层；各整体换能器发出的超声波与带负电药物离子在空间位置上不重叠，所述电刺激电极与各整体换能器之间形成的微电流与带负电药物离子和超声波在空间位置上不重叠，且所述超声波（10）与微电流均位于治疗头装置的下表面。
进一步地，各所述整体换能器的结构均相同，均包括位于导电聚合物耦合剂层上方的换能器下电极、位于换能器下电极上方的换能器压电层以及位于换能器压电层上方的换能器上电极，所述换能器上电极与所述电刺激电极电连接，各换能器下电极均为独立的，其在电连接上不导通；所述换能器下电极与电刺激电极之间形成的微电流与带负电药物离子和超声波在空间位置上不重叠。
再进一步地，所述换能器柔性封装采用的材料为绝缘柔性材料，所述电刺激电极采用的材料为导电材料，所述导电聚合物耦合剂层采用的材料为带正电骨架的聚合物。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用了超声波物理因子、电控药物释放技术、微电流刺激相结合的设计方式，来治疗骨质疏松和骨质疏松性骨折，大大加快了治疗效果，缩短了治疗周期，这对临床在单位时间内提高有效治疗量起到很大的作用，本发明的治疗装置具有广阔的社会经济价值。
（2）本发明中超声波换能器采用相控阵列式换能器。治疗超声波在从皮肤辐照到骨质疏松骨骼上时，由于介质声阻抗匹配问题，会引起超声波极大的反射衰减，但对阵列式换能器可采用相控控制方式，相邻换能器单元之间能起到很好的剂量补偿作用，因此弥补了现有装置技术中实际到达骨质疏松骨骼上超声波剂量不足的问题，既可以正向补偿超声波剂量不足，也可以负向补偿超声波剂量过高的情况，比超声波单一作用治疗效果更好。
（3）本发明在超声波物理因子基础上叠加的电控药物释放技术、微电流刺激技术，对骨质疏松伴有的骨质疏松性骨痛能起到很好的阵痛效果，有利于患者快速缓解骨质疏松性骨痛，患者的治疗体验感更好，患者对治疗的依赖性更强，对治疗骨质疏松症这一医学难题起到很好的推动作用。
（4）本发明中超声波换能器采用相控阵列式换能器，增大了超声波治疗区域窗口，骨质疏松治疗区域覆盖更广，能治疗更多的骨质疏松骨骼，能很好地满足骨质疏松人体关节治疗区域的全覆盖，相比现有装置技术，这是一大技术优势。
附图说明
图1为本发明的剖面图。
图2为本发明的俯视图。
其中，1-换能器柔性封装，2-换能器上电极，3-换能器压电层，4-换能器下电极，5-第一整体换能器，6-第二整体换能器，7-第三整体换能器，8-第四整体换能器，9-带负电药物离子，10-超声波，11-微电流，12-电刺激电极，13-导电聚合物耦合剂层，14-治疗头装置。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
实施例
如图1和图2所示，本发明提供了一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置，包括换能器柔性封装1、位于换能器柔性封装1内且包含若干个整体换能器的超声波换能器阵列、与超声波换能器阵列连接的电刺激电极12以及位于超声波换能器阵列下方且能释放带负电药物离子9的导电聚合物耦合剂层13；各整体换能器发出的超声波10与带负电药物离子9在空间位置上不重叠，所述电刺激电极12与各整体换能器之间形成的微电流11与带负电药物离子9和超声波10在空间位置上不重叠，且所述超声波10与微电流11均位于治疗头装置的下表面。
本实施例中，各所述整体换能器的结构均相同，均包括位于导电聚合物耦合剂层13上方的换能器下电极4、位于换能器下电极4上方的换能器压电层3以及位于换能器压电层3上方的换能器上电极2，所述换能器上电极2与所述电刺激电极12电连接，各换能器下电极4均为独立的，其在电连接上不导通；所述换能器下电极4与电刺激电极12之间形成的微电流11与带负电药物离子9和超声波10在空间位置上不重叠。所述换能器柔性封装1采用的材料为绝缘柔性材料，所述电刺激电极12采用的材料为导电材料，所述导电聚合物耦合剂层13采用的材料为带正电骨架的聚合物。
本实施例中，如图2所示，图2为本发明治疗头装置的俯视图，形状可以是任意形状，不限于长方形，此处仅仅是作示例。
本实施例中，如图1所示，图1为本发明治疗头装置的详细技术方案图示，其中包含换能器柔性封装1、换能器上电极2、换能器压电层3、换能器下电极4、第一整体换能器5（形状可以是圆形，也可以是方条形，具体形状尺寸不作限定）、第二整体换能器6（形状可以是圆形，也可以是方条形，具体形状尺寸不作限定）、第三整体换能器7（形状可以是圆形，也可以是方条形，具体形状尺寸不作限定）、第四整体换能器8（形状可以是圆形，也可以是方条形，具体形状尺寸不作限定）、电刺激电极12（形状可以是圆形电极，也可以是方条形电极，电极的具体形状尺寸不作限定）、导电聚合物耦合剂层13（形状可以是圆形，也可以是方条形，具体形状尺寸不作限定）。本发明中，治疗头装置14包含换能器柔性封装1、电刺激电极12、导电聚合物耦合剂层13、超声波换能器阵列，其中，超声波换能器阵列中整体换能器的数量和排列关系均不限制，每个整体换能器具有相同的结构，整体换能器位于导电聚合物耦合剂层13上方，整体换能器的最下层是换能器下电极4，再上层是换能器压电层3，最上层是换能器上电极2。带负电药物离子9与超声波10在空间位置上不重叠，这二者与微电流11均位于治疗头装置14的下表面，微电流11与带负电药物离子9和超声波10在空间位置上不重叠。
本实施例中，换能器柔性封装1的材料采用绝缘柔性材料，有利于多个换能器在其中实现柔性运动，更好的贴附于皮肤表面，换能器上电极2和换能器下电极4由导电材料涂敷在换能器压电层3上下两侧，换能器压电层3由具有压电效应的材料制作成薄膜，第一整体换能器5、第二整体换能器6、第三整体换能器7和第四整体换能器8的制作工艺与前述工艺相同，电刺激电极12由导电材料制作而成，导电聚合物耦合剂层13由带正电骨架的聚合物制作而成，比如：聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩等本身具有氧化还原特性，可以通过氧化过程使带负电药物离子9进入导电聚合物耦合剂层13中，导电聚合物耦合剂层13还具有超声波传导耦合的作用。
本发明的工作原理是：电刺激电极12与所有整体换能器的换能器上电极2进行电连接，接超声波驱动电路的驱动电信号正极，各个整体换能器的换能器下电极4接超声波驱动电路的驱动电信号负极，各个整体换能器的换能器下电极4是独立的，电连接上不导通，换能器上电极2和换能器下电极4上通脉冲超声波驱动电信号，各个整体换能器将发出低强度脉冲超声波信号。可以通过对各个整体换能器的换能器下电极4进行驱动信号延迟相位控制的方式，起到对相邻整体换能器发出的超声波10进行相长或相消干涉，实现相邻换能器单元之间很好的剂量补偿作用，超声波10信号通过导电聚合物耦合剂层13，从皮肤传导到骨质疏松性骨骼上，对骨骼中的成骨细胞和破骨细胞具有相应的生物学机制，起到治疗骨质疏松的医学效果。在超声波驱动电路对换能器下电极4施加驱动电信号的过程中，当施加的是负电压刺激时，导电聚合物耦合剂层13将会从氧化状态转变为还原状态，参杂的带负电药物离子9将被释放出来，药物的释放量和释放时间由施加的负电压脉冲电压幅值和脉冲占空比决定，在电荷排斥、超声波10推导和扩散力的作用下，带负电药物离子9从导电聚合物耦合剂层13到达骨质疏松性骨骼上，起到药物因子治疗骨质疏松的医学效果。在超声波驱动电路对整体换能器施加驱动电信号的过程中，电刺激电极12与每个整体换能器的换能器下电极4之间都会形成微电流11循环，当电刺激电极12上施加的是正电压驱动信号时，微电流11的方向会从电刺激电极12到换能器下电极4，当电刺激电极12上施加的是负电压驱动信号时，微电流11的方向会从换能器下电极4到电刺激电极12，在皮肤和骨质疏松性骨骼中都会受到该微电流11的作用，该微电流11对骨质疏松性骨骼上的骨质疏松性疼痛具有良好的镇痛效果，起到了微电流11治疗骨质疏松性疼痛的作用。
本发明通过以上设计，实现的有益效果为：
本发明将骨质疏松治疗因子相结合突破了现有技术的缺陷，提出了一种实用、治疗效果好、临床治疗周期缩短、缓解疼痛等诸多优势的治疗装置；
本发明采用了低强度脉冲超声波物理因子、电控药物释放技术、微电流刺激相结合的治疗方式来治疗骨质疏松，3种治疗因子疗效的叠加大大加快了装置的治疗效果，缩短了治疗周期，这对临床在单位时间内提高有效治疗量起到实质性的改善作用，解决了现有装置技术中单一治疗因子治疗效果不足的问题；
本发明中超声波换能器阵列由若干个整体换能器组成，整体换能器个数和排列不作限制，整体换能器驱动采用相位延迟控制技术，治疗超声波10在穿过导电聚合物耦合剂层13、从皮肤辐照到骨质疏松性骨骼上时，由于多层介质声阻抗匹配问题，会引起超声波10的极大反射衰减，但对超声波阵列式换能器可采用相位延迟控制技术，可以使整体相邻换能器发出的超声波10进行相长或相消干涉，相邻换能器单元之间能起到很好的剂量补偿作用，弥补了现有装置技术中单个换能器超声波辐照实际到达骨质疏松性骨骼上超声波剂量不足的问题，利用相长或相消干涉原理，既可以正向补偿超声波剂量不足，也可以负向补偿超声波剂量过高的情况，该治疗装置比超声波单一作用的治疗装置效果更好；
本发明在超声波物理因子基础上叠加了电控药物释放技术和微电流刺激技术，其中电控药物释放技术和微电流刺激技术对骨质疏松伴有的骨质疏松性骨痛能起到很好的阵痛效果，有利于患者快速缓解骨质疏松性骨痛，患者的治疗体验感更好，患者对治疗的依赖性也会增强，对治疗骨质疏松症这一医学难题起到很好的治疗推动作用；
本发明中超声波换能器阵列若干个整体换能器组成，超声波换能器阵列采用了相控阵列式换能器组，增大了超声波治疗区域窗口，骨质疏松治疗区域覆盖更广，能治疗更多的需要治疗的骨质疏松骨骼区域。
Claims (3)
1.一种用于治疗骨质疏松的治疗头装置，其特征在于，包括换能器柔性封装（1）、位于换能器柔性封装（1）内且包含若干个整体换能器的超声波换能器阵列、与超声波换能器阵列连接的电刺激电极（12）以及位于超声波换能器阵列下方且能释放带负电药物离子（9）的导电聚合物耦合剂层（13）；各整体换能器发出的超声波（10）与带负电药物离子（9）在空间位置上不重叠，所述电刺激电极（12）与各整体换能器之间形成的微电流（11）与带负电药物离子（9）和超声波（10）在空间位置上不重叠，且所述超声波（10）与微电流（11）均位于治疗头装置的下表面。
2.根据权利要求1所述的用于治疗骨质疏松的治疗头装置，其特征在于，各所述整体换能器的结构均相同，均包括位于导电聚合物耦合剂层（13）上方的换能器下电极（4）、位于换能器下电极（4）上方的换能器压电层（3）以及位于换能器压电层（3）上方的换能器上电极（2）；所述换能器上电极（2）与所述电刺激电极（12）电连接；各换能器下电极（4）均为独立的，其在电连接上不导通；所述换能器下电极（4）与电刺激电极（12）之间形成的微电流（11）与带负电药物离子（9）和超声波（10）在空间位置上不重叠。
3.根据权利要求2所述的用于治疗骨质疏松的治疗头装置，其特征在于，所述换能器柔性封装（1）采用的材料为绝缘柔性材料，所述电刺激电极（12）采用的材料为导电材料，所述导电聚合物耦合剂层（13）采用的材料为带正电骨架的聚合物。
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