CN208877715U - 神经肌肉刺激器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种神经肌肉刺激器，其技术方案要点包括弹性基底、正电电极、负电电极以及控制装置，所述弹性基底包括供控制装置安装放置的模制凹槽、连接于模制凹槽一端的正极翼片以及连接于模制凹槽相背于正极翼片一端的负极翼片；所述正电电极和负电电极均呈片状且分别安装于正极翼片和负极翼片上；所述控制装置分别与所述正电电极、负电电极之间电连接，本实用新型具有广泛适用人体各部位的效果。

Description

神经肌肉刺激器

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，更具体地说它涉及神经肌肉刺激器。

背景技术

内科病人的卧床不起和旅客高风险的长距离航空飞行，均有可能由于肢体长时间不活动，从而引发静脉血液滞留。这两种因素是除手术时间过长和下肢创伤外，最有风险形成静脉血栓的重要因素。此时，设法促进血液循环，是减少静脉血栓较安全和便捷的方法。在病人卧床康复期间，在旅客高风险的长距离航空飞行中，用神经肌肉刺激器促进血液循环，以减少静脉血栓的发生。

现有比较典型的神经肌肉刺激器有英国斯凯医疗技术有限公司推出的GEKO神经肌肉刺激器（参考公告号为CN102325564B的中国专利），是运用电子脉冲技术，通过神经肌肉电刺激使腓总神经肌肉持续性有节律的收缩，以此来增强血液循环。GEKO所述的装置包括用于将电刺激施加至患者的受神经支配的反向腿部肌肉以导致肌肉等比例收缩的正电极和负电极；可连接至电极的电源；以及用于激活电极的控制装置，其中该装置包括弹性基底，电极、电源和控制装置安装于该弹性基底上。

然而，上述的神经肌肉刺激器仅能够使用于腿部的坐骨神经、胫神经、腓总神经和腘窝神经，其设计使用部位有所限定，适用人体部位不够广泛。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供神经肌肉刺激器，其优点在于广泛适用人体各部位。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种神经肌肉刺激器，包括弹性基底、正电电极、负电电极以及控制装置，所述弹性基底包括供控制装置安装放置的模制凹槽、连接于模制凹槽一端的正极翼片以及连接于模制凹槽相背于正极翼片一端的负极翼片；所述正电电极和负电电极均呈片状且分别安装于正极翼片和负极翼片上；所述控制装置分别与所述正电电极、负电电极之间电连接。

通过采用上述技术方案，在安装神经肌肉刺激器时，模制凹槽上相对的两端的正负极翼片可以分别贴合在人体皮肤上。因此增加了神经肌肉刺激器与皮肤接触面积，并使模制凹槽的两端受力均衡，提升了神经肌肉刺激器与人体之间的贴合度，不易从人体滑落。另外正电电极和负电电极分别设置在正负极翼片上，之间能够通过模制凹槽直接实现绝缘；且正负电极之间间距可以根据正负极翼片位置进行微调，因此相比于现有的肌肉刺激器，此肌肉刺激器除了能够作用在腿部外，还可以使用在手臂和背部肌肉，以刺激不同位置的神经；最后片状的正电电极和负电电极具有较大的面积，对神经的作用面积较大，因此对神经刺激的效果也较好。综上，本方案通过稳定贴合人体、正负电极位置可以微调以及正负电极作用范围广的特点，实现广泛适用于人体各部位的效果。

本实用新型进一步设置为：所述正极翼片和负极翼片上分别设有覆盖正电电极或负电电极的导电胶，所述正极翼片和负极翼片的边沿上覆盖有连接导电胶边沿的绝缘胶。

通过采用上述技术方案，导电胶除了能够提升正负极翼片的粘性，提升对人体的贴合度外；导电胶还通过覆盖正负极翼片的方式对正负电极进行了保护。另外由于在导电胶的边沿连接绝缘胶，有效的避免脉冲的泄漏。

本实用新型进一步设置为：所述模制凹槽内卡接有贴合于模制凹槽内壁的硬质支撑壳。

通过采用上述技术方案，由于弹性基体一般为如硅胶的弹性材料，本身硬度较弱；因此通过在硬质支撑壳贴合模制凹槽，提升模制凹槽的对外的硬度，便于实现对模制凹槽内控制装置的保护和固定。

本实用新型进一步设置为：所述控制装置包括：

占空比调节模块，内置有占空比调节件，基于占空比调节件输出不同占空比的调节电平信号；

电源模块，内置有微型电池和开关调节件，基于开关调节件输出开启或关闭的电源电压；

脉冲发射模块，内置有接收调节电平信号的使能端、接收电源电压的电源端、输出脉冲信号的震荡输出端；

所述正电电极连接震荡输出端，所述负电电极连接所述控制装置的接地端。

通过采用上述技术方案，占空比调节件对输出的调节电平信号的占空比进行调节。占空比调节模块通过向脉冲发射模块的使能端发送调节电平信号的方式，对脉冲发射模块中整段脉冲之间间隔时长时间进行调节；起到了对脉冲调节的效果。而通过开关调节件控制微型电池的开和闭，方便使用者控制开关。

本实用新型进一步设置为：所述占空比调节模块包括：

锯齿波发生电路，内置有用于输出锯齿波信号的锯齿输出端；

比较电路，内置有比较锯齿波信号和受占空比调节件调节电压的平波信号以输出调节电平信号的比较输出端。

通过采用上述技术方案，锯齿波发生电路能够发出电压持续在变化的锯齿波，而比较电路将锯齿波信号和平波信号进行比较，只要平波信号的电压大小改变，则锯齿波信号中大于平波信号的时长就会改变，从而实现了对占空比的调节。

本实用新型进一步设置为：所述脉冲发射模块包括SP4403芯片以及连接于SP4403芯片的外围电路。

通过采用上述技术方案，SP4403芯片为冷光灯驱动芯片，包括振荡器、线圈、开关型H-桥型电路。其中SP4403芯片内置的振荡器能够产生计时时钟，实现合适的充放电产生脉冲。

本实用新型进一步设置为：所述电源模块包括电源座，所述微型电池为1.5至3.7V的纽扣锂电池。

通过采用上述技术方案，通过纽扣锂电池输入1.5至3.7V的直流电压，产生的功耗低，且整体电路运行在低电压下较为稳定。

本实用新型进一步设置为：所述开关调节件和占空比调节件均包括控制旋钮，且开关调节件和占空比调节件均从模制凹槽的底壁中穿出且同心转动连接于模制凹槽上。

通过采用上述技术方案，开关调节件和占空比调节件是同心调节的旋钮，首先同心设置使得开关调节件和占空比调节件能够设置于模制凹槽上同一处，便于操作者调节；其次旋钮的设计适用于多级调节，使得脉冲调控的效果更加的多样化。

本实用新型进一步设置为：所述控制装置还包括连接于震荡输出端的指示模块。

通过采用上述技术方案，指示模块能够向外发出指示信号，使得外界人员能够通过指示信号了解到神经肌肉刺激器是否在运行。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、基于无需处理器的控制装置，产生电子脉冲，使得控制装置结构简单，生产价格便宜；

2、使用双翼片的结构，使得神经肌肉刺激器不易滑落、贴合度和治疗效果较好；

3、在双翼片结构内分别设置片状的正负电极，使得神经肌肉刺激器不仅限于腿部使用，还可使用于手臂和背部肌肉，不同的使用部位，刺激不同的神经。

附图说明

图1是本实施例的结构示意图；

图2是本实施例的俯视示意图；

图3是本实施例的剖视示意图；

图4是本实施例控制装置的电路连接示意图。

附图标记说明：1、弹性基底；11、模制凹槽；12、正极翼片；13、负极翼片；21、正电电极；22、负电电极；23、导电部；24、刺激部；3、硬质支撑壳；31、长条块；4、控制装置；41、电源模块；42、占空比调节模块；421、锯齿波发生电路；422、比较电路；43、脉冲发射模块；44、微型电池；45、电路板；46、控制旋钮；461、内旋钮；462、外旋钮；5、硅胶密封圈；6、盖板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例，一种神经肌肉刺激器，如图1所示，包括由硅胶一体成型的弹性基底1。弹性基底1包括模制凹槽11以及分别连接于模制凹槽11相对两端的正极翼片12和负极翼片13。

如图2所示，其中，正极翼片12上安装有正电电极21，负极翼片13上安装有负电电极22；模制凹槽11中安装有控制装置4，正电电极21以及负电电极22分别从正极翼片12和负极翼片13上伸入至模制凹槽11内与控制装置4电连接；控制装置4分别为正电电极21和负电电极22提供电能，以及控制正电电极21和负电电极22的输出脉冲及启动。该控制装置4由微型电池44（见图3）供电，控制装置4产生的脉冲通过正电电极21和负电电极22刺激患者受神经支配的肌肉以使肌肉有规律地收缩，达到促进血液循环预防血栓的目的。

具体的，如图2所示，正电电极21和负电电极22分别沿正极翼片12和负极翼片13的宽度方向居中；且正电电极21和负电电极22结构相似呈片状，均包括靠近模制凹槽11一侧电连接控制装置4的导电部23以及远离模制凹槽11一侧用于输出脉冲的刺激部24。其中，导电部23的宽度窄于刺激部24，刺激部24的长度大致为正极翼片12或负极翼片13长度的3/4至4/5。

进一步的，如图2所示，正电电极21和负电电极22安装于正极翼片12和负极翼片13的方式可以为粘接或者直接印刷。正极翼片12和负极翼片13上分别设有覆盖正电电极21和负电电极22的导电胶，正极翼片12和负极翼片13的边沿上覆盖有连接导电胶边沿的绝缘胶。导电胶提升正极翼片12和负极翼片13对人体的贴合度外；还对正电电极21和负电电极22进行了保护。另外绝缘胶连接于导电胶的边沿，能够有效的避免脉冲的泄漏。

如图3所示，模制凹槽11大致截面呈腰形的圆台状，模制凹槽11的侧壁呈外凸的弧形；并且模制凹槽11的开口设置于面积大的一侧端面，且模制凹槽11的开口一侧分别与正极翼片12和负极翼片13连接。进一步的，为了提升模制凹槽11对外的硬度，模制凹槽11内卡接有贴合于模制凹槽11内壁的硬质支撑壳3，硬质支撑壳3为塑料材质如PC。模制凹槽11的两侧直线边的侧壁上均水平开设有长条孔，模制凹槽11的外壁上设置有卡接于长条孔内的长条块31。通过长条孔和长条块31的配合实现了模制凹槽11和硬质支撑壳3之间的稳定连接。另外在模制凹槽11的开口处盖接有盖板6，盖板6通过螺钉连接在硬质壳体上，与模制凹槽11之间为可拆卸连接。值得一体的是，由于正电电极21和负电电极22呈片状，当盖板6盖接在硬质壳体上时， 正电电极21和负电电极22也能够从盖板6和硬质壳体之间的间隙中穿出。

如图2、3所示，在安装神经肌肉刺激器时，模制凹槽11上相对的两端的正负极翼片13可以分别贴合在人体皮肤上。因此增加了神经肌肉刺激器与皮肤接触面积，并使模制凹槽11的两端受力均衡，提升了神经肌肉刺激器与人体之间的贴合度，不易从人体滑落。另外正电电极21和负电电极22分别设置在正负极翼片13上，之间能够通过模制凹槽11直接实现绝缘；且正负电极之间间距可以根据正负极翼片13位置进行微调，因此相比于现有的肌肉刺激器，此肌肉刺激器除了能够作用在腿部外，还可以使用在手臂和背部肌肉，以刺激不同位置的神经；最后片状的正电电极21和负电电极22具有较大的面积，对神经的作用面积较大，因此对神经刺激的效果也较好。综上，本方案通过稳定贴合人体、正负电极位置可以微调以及正负电极作用范围广的特点，实现广泛适用于人体各部位的效果。

如图4所示，控制装置4从电路结构上看，包括用于提供电能的电源模块41、用于输出不同占空比的调节电平信号的占空比调节模块42、接收调节电平信号并基于调节电平信号输出不同脉宽频率的脉冲发射模块43。

如图4所示，电源模块41包括用于提供电能的微型电池44和用于控制电源模块41开关的电源开关件。本实例中电源开关件在电路中表现为第一电位器RP1。具体的，微型电池44的负电端接地，正电端连接有第一电阻R1的一端；第一电阻R1的另一端连接第一电位器RP1的滑动端，第一电位器RP1的两个固定端均连接于脉冲发射模块43上，具体的结合脉冲发射模块43一同叙述。另外为了避免微型电源44的电压突变，第一电阻R1和第一电位器RP1之间的节点还串联有接地的第一电容C1。

具体的，第一电位器RP1包括滑动端连通于两固定端之间的打开状态和滑动端从两固定端之间脱离的关闭状态；当电源开关件处于打开状态时，滑动端连通于两固定端之间，微型电池44为脉冲发射模块43和占空比调节模块42供电，而当电源开关件处于关闭状态时，滑动端从两固定端之间脱离，脉冲发射模块43和占空比调节模块42失去微型电池44的供电。

如图4所示，占空比调节模块42包括用于输出锯齿波信号的锯齿波发生电路421以及输出不同占空比的调节电平信号的比较电路422。

如图4所示，本实施例中，锯齿波发生电路421包括运算放大器U2A、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第九电阻R9、第十电阻R10、第五电容C5和第七电容C7。运算放大器U2A的输出端分别连接第五电阻R5、第六电阻R6和第九电阻R9的一端；第五电阻R5的另一端连接电源电压VCC，第六电阻R6的另一端分别连接运算放大器U2A的反相输入端和第五电容C5的一端，第五电容C5的另一端接地；第九电阻R9的另一端分别连接运算放大器U2A的同相输入端以及第四电阻R4和第十电阻R10的一端，第四电阻R4的另一端连接电源电压VCC，第十电阻R10的另一端接地，第七电容C7的一端连接电源电压VCC另一端接地。

如图4所示，本实施例中，运算放大器U2A的反相输入端为此锯齿波发生电路421的输出端，当电路接通时，第五电容C5等于大电阻，运算放大器U2A反相输入端此刻的电压等于电源电压VCC，而后在运算放大器U2A负反馈的作用下运算放大器U2A反相输入端逐步减小，并通过第五电容C5逐步放电；直至运算放大器U2A进入稳态，而在稳态下，由于运算放大器U2A反相输入端的电压不会再发生改变，第五电容C5瞬间转化为大电阻；由此使得运算放大器U2A的反相输入端输出锯齿波。

如图4所示，比较电路422包括比较器U2B、第七电阻R7、第八电阻R8、第六电容C6、第八电容C8以及占空比调节件，占空比调节件在电路中表现为第二电位器RP2。具体的，比较器U2B的反相输入端接收锯齿波信号，比较器U2B的同相输入端分别连接第六电容C6的一端和第二电位器RP2的滑动端，第六电容C6的另一端接地，第二电位器RP2的一固定端接地，另一固定端连接第七电阻R7的一端，第七电阻R7的另一端连接电源电压VCC。比较器U2B的输出端分别连接第八电阻R8和第八电容C8的一端且输出调节电平信号ELEN，第八电阻R8的另一端连接电源电压VCC，第八电容C8的另一端接地。

因此通过调节第二电位器RP2滑动端，使得输入比较器U2B同相输入端的平波信号改变，从而锯齿波信号中小于平波信号的时长就会改变，从而实现了对占空比的调节。

如图4所示，脉冲发射模块43包括SP4403芯片U1以及连接于SP4403芯片U1的外围电路。SP4403芯片U1包括8根引脚，其中1脚为ELEN脚，当1脚接收高电平时SP4403芯片U1启动，否则关闭；2脚为VSS脚，用于电源接地；3脚为COIL脚，用于连接电感；4脚为EL1脚，用于输出脉冲信号的第一脚；5脚为EL2脚，用于输出脉冲信号的第二脚；6脚为VDD脚，用于连接电源；7脚为CINT脚，用于连接电容的第一脚；8脚为ROSC脚，用于连接电容的第二脚。SP4403芯片U1是由三个电路部分组成：振荡器、线圈、开关型H-桥型电路。振荡器用于产生IC的计时时钟，以控制线圈的充放电时间，输出脉冲。

具体的，如图4所示，外围电路包括第一电感L1、第一二极管D1、第二发光二极管D2、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第二电阻R2、第三电阻R3、第十一电阻R11、第十二电阻R12。SP4403芯片U1的1脚接收调节电平信号ELEN；2脚接地；3脚分别连接第一电感L1的一端和第一二极管D1的阳极，第一电感L1的另一端串联第二电容C2后接地，第一二极管D1的阴极串联第四电容C4后接地；4脚为本实施例中的震荡输出端，串联第十一电阻R11后输出脉冲信号；5脚依次串联第十二电阻R12、第三电阻R3、第二发光二极管D2后接地；6脚连接于第一电感L1和第二电容C2之间的节点；7脚连接第一二极管D1和第四电容C4之间的节点；8脚分别连接第三电容C3和第二电阻R2的一端，第三电容C3的另一端接地，第二电阻R2的另一端连接第一电位器RP1的一固定端，第一电位器RP1的另一固定端连接第一电感L1和第二电容C2之间的节点；使得第一电感L1和第二电容C2之间的节点构成电源电压VCC。具体的第一电感L1为贴片电感，占用空间较小。第二发光二极管D2构成指示模块，能够指示脉冲信号的频率。

由现有技术可知，SP4403芯片U1通过调节8脚上的电阻阻值，能够实现对SP4403芯片U1上4脚和5脚输出的脉冲频率进行调节。因此第一电位器RP1除了能够控制电源的开关外，还能对输出的脉冲频率进行调节。

如图4所示，正电电极21连接震荡输出端，接收脉冲信号负电电极22接地。因此本方案通过将一个频率一定的锯齿波信号与一个直流电压平波信号在比较器U2B进行比较，当直流控制电压改变时，输出占空比就跟随改变。调节电路中第二电位器RP2的阻值即可以调节脉冲电路的输出占空比（即输出脉宽），直流控制电压越高，输出脉宽越宽，占空比越大；反之，脉宽变窄、占空比变小，而输出频率由锯齿波的频率由第五电容C5决定。将这个脉冲接到SP4403芯片U1的脚1从而可以控制U1改变输出电刺激的脉宽频率。因此控制装置4无需处理器，就可产生电子脉冲；且控制装置4整体结构简单，生产价格便宜。

从结构上看，如图3所示，控制装置4包括微型电池44、电路板45和控制旋钮46。其中电路板45的形状呈腰形，并通过螺栓固定连接于模制凹槽11内的中部；电路板45面向模制凹槽11开口的一侧端面上固定有电源座；微型电池44为1.5至3.7V的纽扣锂电池，安装于电源座内；当需要更换电源时，可通过打开盖板6从电源座上拆卸纽扣锂电池进行更换。控制旋钮46的数量为两个，分别为占空比调节件和开关调节件的一部分；当然在别的实施中，控制旋钮46也可以为一个，其同时为占空比调节件和开关调节件的一部分，同时对第一电位器RP1的电位和第二电位器RP2的电位进行调节。两个控制旋钮46同心转动连接电路板45远离开口一侧端面，其中内部的内旋钮461，内旋钮461为开关调节件的一部分用于调节第一电位器RP1的电位；外侧的控制旋钮46为外旋钮462，外旋钮462占空比调节件的一部分用于调节第二电位器RP2的电位。模制凹槽11和硬质支撑壳3底端中部上开设有供控制旋钮46穿出的通孔。便于操作者直接在外界操作。

如图3所示，另外为了提升外旋钮462与通孔之间的密封性，外旋钮462轴向中部的外壁上开设有环形槽，环形槽上套接有硅胶密封圈5，硅胶密封圈5的外壁与通孔的内壁相抵接，实现密封。

本实用新型主要可以用于促进肢体血液循环，预防静脉血栓，加速伤口愈合和消除水肿；也可以用来加速代谢废物的清除，高强度运动后短时间内加快腿部肌肉恢复，降低延迟性肌肉酸痛等。经过验证可以用于刺激的神经包括胫神经、腓总神经、腘窝神经、臂丛神经、尺神经、桡神经、正中神经、坐骨神经、腰神经、颈丛神经、股神经等。神经纤维在未受到刺激时，处于静息状态。神经细胞没有受刺激的时候，神经细胞的电位分布是外面正电位，内部负电位，这种电位分布叫做静息电位，此种状态的维持靠的是K+的外流（也就是细胞膜对K+的通透性增强），受刺激后由于细胞膜对Na+的通透性增强，变成内部正电位，外面负电位，神经纤维进入兴奋状态，从而加速血液流动。因此，采用电子脉冲对神经和肌肉软组织进行电刺激，具有缓解疼痛、改善肌肉健康状态、提高局部机能、促进软组织损伤和刺激细胞恢复功能，可用于术后恢复及康复治疗。

神经肌肉刺激器同时也是利用了“肌肉泵”原理，通过刺激肢体的神经系统，带动肌肉收缩，将血液泵回心脏。向神经传输无痛的电子脉冲，来激活肌肉泵，增加血液回流。这些肌肉的收缩促使向前和向外移动：因为刺激水平的原因，这种运动量很小，但是很明显。肌肉的收缩激活肌肉泵，这是对肌肉收缩的生理反应，有助于将血液泵送回心脏。肌肉泵通常在步行过程中被激活，刺激器通过刺激肌肉泵来模拟步行，因此与静止时相比增加了患者的血流。刺激器的运行带来的血流量提升相当于步行带来的60%，并且病人无需活动。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种神经肌肉刺激器，包括弹性基底(1)、正电电极(21)、负电电极(22)以及控制装置(4)，其特征在于：所述弹性基底(1)包括供控制装置(4)安装放置的模制凹槽(11)、连接于模制凹槽(11)一端的正极翼片 (12)以及连接于模制凹槽(11)相背于正极翼片 (12)一端的负极翼片(13)；所述正电电极(21)和负电电极(22)均呈片状且分别安装于正极翼片(12)和负极翼片(13)上；所述控制装置(4)分别与所述正电电极(21)、负电电极(22)之间电连接。

2.根据权利要求1所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述正极翼片 (12)和负极翼片(13)上分别设有覆盖正电电极(21)或负电电极(22)的导电胶，所述正极翼片 (12)和负极翼片(13)的边沿上覆盖有连接导电胶边沿的绝缘胶。

3.根据权利要求1所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述模制凹槽(11)内卡接有贴合于模制凹槽(11)内壁的硬质支撑壳(3)。

4.根据权利要求1所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述控制装置(4)包括：

占空比调节模块(42)，内置有占空比调节件，基于占空比调节件输出不同占空比的调节电平信号；

电源模块(41)，内置有微型电池(44)和开关调节件，基于开关调节件输出开启或关闭的电源电压；

脉冲发射模块(43)，内置有接收调节电平信号的使能端、接收电源电压的电源端、输出脉冲信号的震荡输出端；

所述正电电极(21)连接震荡输出端，所述负电电极(22)连接所述控制装置(4)的接地端。

5.根据权利要求4所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述占空比调节模块(42)包括：

锯齿波发生电路(421)，内置有用于输出锯齿波信号的锯齿输出端；

比较电路(422)，内置有比较锯齿波信号和受占空比调节件调节电压的平波信号以输出调节电平信号的比较输出端。

6.根据权利要求4所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述脉冲发射模块(43)包括SP4403芯片以及连接于SP4403芯片的外围电路。

7.根据权利要求4所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述电源模块(41)包括电源座，所述微型电池(44)为1.5至3.7V的纽扣锂电池。

8.根据权利要求4所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述开关调节件和占空比调节件均包括控制旋钮(46)，且开关调节件和占空比调节件均从模制凹槽(11)的底壁中穿出且同心转动连接于模制凹槽(11)上。

9.根据权利要求4所述的神经肌肉刺激器，其特征在于：所述控制装置(4)还包括连接于震荡输出端的指示模块。