CN213491526U - 一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪，包括：基于多种物理因子的复合理疗电极、复合理疗电极驱动控制装置、膝关节发热膜、膝关节发热膜恒温装置以及控制模块，所述基于多种物理因子的复合理疗电极设置于所述膝关节发热膜的穴位放置区，所述复合理疗电极与所述复合理疗电极驱动控制装置相连接，所述膝关节发热膜与所述膝关节发热膜恒温装置相连接；所述复合理疗电极驱动控制装置和膝关节发热膜恒温装置分别与所述控制模块相连接。本实用新型能够将多种物理因子有机集为一体，大幅度提升了膝关节的理疗效果及其人性化设计程度，进而实现了省时、低耗和疗效确切的膝关节智能康复理疗的目的。

Description

一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪

技术领域

本实用新型涉及一种膝关节理疗仪，尤其涉及一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪。

背景技术

膝关节骨性关节炎(knee osteoarthritis，简称 KOA)又称膝骨关节病，是一种常见的慢性关节疾病，其病理特点为关节软骨变性、破坏、软骨下骨硬化、关节边缘和软骨下骨反应性增生以及骨赘形成等。临床上以关节疼痛、僵硬、活动受限以及活动时可有摩擦响声为特征，膝关节骨性关节炎的发病率随年龄增高而增高，随着人口的老龄化程度的加快，发病率将愈来愈多。该疾病在现代医学常选择药物注射、理疗、功能锻炼和手术治疗，这其中运用声、光、电、磁、冷热等物理因子的干预疗法，其疗效得到中外医学界认可，特别在光疗、超声疗、电疗、石墨烯光热疗等物理因子干预膝关节关节炎的相关临床报道结论。但是现有膝关节理疗仪器只是针对单一因素，因此，需要提供更为高效和智能的膝关节理疗仪器。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供过一种能够将多种物理因子有机集为一体，进而为实现协同工作并相互促进的穿戴式膝关节智能康复理疗仪提供基础，以实现省时、低耗和疗效确切的膝关节智能康复理疗的目的。

对此，本实用新型提供一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪，包括：基于多种物理因子的复合理疗电极、复合理疗电极驱动控制装置、膝关节发热膜、膝关节发热膜恒温装置以及控制模块，所述基于多种物理因子的复合理疗电极与所述复合理疗电极驱动控制装置相连接，所述膝关节发热膜与所述膝关节发热膜恒温装置相连接；所述复合理疗电极驱动控制装置和膝关节发热膜恒温装置分别与所述控制模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述基于多种物理因子的复合理疗电极设置于所述膝关节发热膜的穴位放置区。

本实用新型的进一步改进在于，所述膝关节发热膜的穴位放置区为无发热区。

本实用新型的进一步改进在于，还包括用于实现热敷和气动按摩的腿部热敷气囊按摩装置，所述腿部热敷气囊按摩装置与所述控制模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述膝关节发热膜上贴装有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述膝关节发热膜恒温装置相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括语音提示电路，所述语音提示电路与所述控制模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，还包括相连接的锂电池和锂电池充电管理单元，所述锂电池和锂电池充电管理单元分别与所述控制模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于，所述基于多种物理因子的复合理疗电极包括：多波长理疗光源、电脉冲刺激电极、发热膜、超声波换能器、基板、信号连接器和壳体，所述多波长理疗光源通过所述基板设置于所述壳体内，所述多波长理疗光源与所述信号连接器相连接，所述发热膜设置于所述基板上，所述发热膜的中间设置有中空腔体，所述超声波换能器和多波长理疗光源设置于所述发热膜的中空腔体内，所述电脉冲刺激电极设置于所述发热膜的上方；其中，所述多波长理疗光源在所述基板一面的X轴和Y轴中心点放置单个激光管或LED管，并以轴心旋转360度，在离轴心为预设的相同或不同距离位置上分别放置不同波长的激光管或LED管。

本实用新型的进一步改进在于，所述多波长理疗光源还包括光传感器和透光镜聚焦镜片，所述光传感器设置于所述基板上，所述透光镜聚焦镜片固定设置于所述基板远离所述信号连接器的一侧中心上方。

本实用新型的进一步改进在于，所述电脉冲刺激电极的外侧形状为凹环形曲面，所述凹环形曲面包括二次曲面、圆弧曲面和椭圆曲面中的任意一种金属导电片曲面，所述金属导电片曲面的中间包括环形中心空腔；所述多波长理疗光源设置于所述环形中心空腔中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：通过合理的设计，进而能够将多种物理因子有机集为一体，多种物理因子包括电脉冲刺激电极、多波长理疗光源、超声波换能器、热疗以及腿部气囊物理按摩等五种物理因子，进而为实现多种物理因子协同工作并相互促进的穿戴式膝关节智能康复理疗仪提供了很好的基础，加之，本实用新型还通过控制驱动装置的驱动控制指令，可以根据不同类型的病症实现五种不同物理因子进入单独理疗模式、组合理疗模式或协同配合理疗模式，以便产生不同组合实现相互协同配合的理疗生物化学效应，进而能够大幅度提升了理疗效果，并显著提高了产品的人性化设计程度。

在此基础上，在理疗过程中还通过智能语音引导进行腿部康复锻炼运动，对ＫＯＡ急性期能够很好的缓解症状，不良反应少，并且可以有效减少治疗ＫＯＡ的药物用量，减轻药物对身体的危害，有效的改善和提升患者的生活质量。

除此之外，还进一步设置了实现环境光检测的光传感器，当基于多种物理因子的复合理疗电极贴合到人体穴位或皮肤时，接收到环境光强度信号减弱到预设低阈值，则向外部控制驱动装置发出启用信号；当基于多种物理因子的复合理疗电极离开穴位或人体部位时，接收到环境光强度增强到预设高阈值，则发出禁用信号，使多波长理疗光源驱动装置、电脉冲刺激电极驱动装置以及超声波换能器驱动装置处于关闭状态，防止产生光对视网膜的伤害及其他安全隐患，确保使用者的安全，在临床使用上具有非常重要的意义，还可以通过启用和禁用的信号进行判断控制，进而使得产品的安全性能、人性化设计性能和智能程度再一次得以有效提升。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施例的基于多种物理因子的复合理疗电极的结构示意图；

图3是本实用新型一种实施例的基于多种物理因子的复合理疗电极的爆炸结构示意图；

图4是本实用新型一种实施例的多波长理疗光源的部分结构示意图；

图5是本发明一种实施例的运行时序控制示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图4所示，本例提供一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪，包括：基于多种物理因子的复合理疗电极9、复合理疗电极驱动控制装置、膝关节发热膜12、膝关节发热膜恒温装置以及控制模块，所述基于多种物理因子的复合理疗电极9设置于所述膝关节发热膜12的穴位放置区，所述基于多种物理因子的复合理疗电极9与所述复合理疗电极驱动控制装置相连接，所述膝关节发热膜12与所述膝关节发热膜12恒温装置相连接；所述复合理疗电极驱动控制装置和膝关节发热膜12恒温装置分别与所述控制模块相连接；其中，所述基于多种物理因子的复合理疗电极9通过控制驱动指令实现多种不同物理因子进入单独理疗模式、组合理疗模式或协同配合理疗模式。

本例所述基于多种物理因子的复合理疗电极9设置于所述穿戴式膝关节智能康复理疗仪的壳体内侧，优选在所述膝关节发热膜12的膝关节部位的鹤顶穴位、内膝眼穴位和外膝眼穴位上所对应的穴位放置区分别放置所述基于多种物理因子的复合理疗电极9，也就是说，本例优选包括三个所述基于多种物理因子的复合理疗电极9，这是针对膝关节理疗之一特殊使用环境而设计的。

本例所述复合理疗电极驱动控制装置优选包括电脉冲刺激电极双极性驱动电路单元、电脉冲刺激电极高压发生器单元、多波长光源恒流驱动电路单元、光传感器信号放大电路单元、超声波驱动电路单元和发热膜温度恒温驱动电路单元，电脉冲刺激电极双极性驱动电路单元、电脉冲刺激电极高压发生器单元、多波长光源恒流驱动电路单元、光传感器信号放大电路单元、超声波驱动电路单元和发热膜温度恒温驱动电路单元的信号分别通过连接端子或信号连接器与基于多种物理因子的复合理疗电极9的信号连接器6相连接。

本例所述膝关节发热膜12优选包括相连接的膝关节石墨烯发热膜和膝关节温度传感器，所述的膝关节发热膜12优选将对应用户的膝关节部位的鹤顶穴位、内膝眼穴位和外膝眼穴位的位置设置为穴位放置区，该穴位放置区为无发热区，用于设置所述基于多种物理因子的复合理疗电极9；所述膝关节发热膜12的一面贴装有第二温度传感器，所述膝关节发热膜恒温装置、所述膝关节发热膜12的膝关节石墨烯发热膜和膝关节温度传感器接受所述控制模块的控制指令而工作，所述膝关节发热膜恒温装置用于实现所述膝关节发热膜12的恒温控制。所述控制模块指的是所述穿戴式膝关节智能康复理疗仪的主控模块/主控板，优选通过单片机及其外围电路来实现。

优选的，本例还包括用于实现热敷和气动按摩的腿部热敷气囊按摩装置11，所述腿部热敷气囊按摩装置11与所述控制模块相连接。所述腿部热敷气囊按摩装置11优选包括腿部束缚带、腿部气囊、腿部发热膜和腿部气囊温度控制单元，所述腿部气囊和腿部发热膜设置于所述腿部束缚带上，所述腿部气囊温度控制单元分别于所述腿部气囊和腿部发热膜相连接；所述腿部气囊温度控制单元受控于所述控制模块的控制指令而工作，实现气囊收缩与膨胀，进而反复挤压病人的腿部肌肉，形成热疗和气动物理按摩的双重效果。

优选的，本例还包括语音提示电路，所述语音提示电路与所述控制模块相连接。本例所述语音提示电路预先储存膝关节康复运动指令，受控于所述控制模块的控制指令而工作，比如通过智能语音引导进行腿部康复锻炼运动，进而辅助实现对膝关节的康复治疗，不良反应少，简化使用者的操作，改善产品的使用感受。

本例还优选包括相连接的锂电池和锂电池充电管理单元，所述锂电池和锂电池充电管理单元分别与所述控制模块相连接，进而实现了多路供电和充电管理的功能，为所述穿戴式膝关节智能康复理疗仪的稳定工作提供了很好的供电基础。

如图2至图4所示，本例所述基于多种物理因子的复合理疗电极9包括：多波长理疗光源1、电脉冲刺激电极2、发热膜3、超声波换能器4、基板5、信号连接器6和壳体7，所述多波长理疗光源1通过所述基板5设置于所述壳体7内，所述多波长理疗光源1与所述信号连接器6相连接，所述发热膜3设置于所述基板5上，所述发热膜3的中间设置有中空腔体301，所述超声波换能器4和多波长理疗光源1设置于所述发热膜3的中空腔体301内，所述电脉冲刺激电极2设置于所述发热膜3的上方；其中，所述多波长理疗光源1在所述基板5一面的X轴和Y轴中心点放置单个激光管101或LED管102，并以轴心旋转360度，在离轴心为预设的相同或不同距离位置上分别放置不同波长的激光管101或LED管102。

本例所述基于多种物理因子的复合理疗电极9与所述复合理疗电极驱动控制装置相连接，所述基于多种物理因子的复合理疗电极9通过控制驱动指令实现多种不同物理因子进入单独理疗模式、组合理疗模式或协同配合理疗模式。也就是说，多波长理疗光源1、电脉冲刺激电极2、发热膜3、超声波换能器4、膝关节发热膜12和腿部气囊物理按摩可以根据需要进行单独启用；也可以全部组合启用实现组合理疗模式，且该组合理疗模式的理疗光源波长是不同的，还可以部分启用实现协同配合理疗模式，所述多波长理疗光源1由不同波长的激光管101或LED管102进行组合,通过控制指令就能实现单个或多个相同波长激光管101或LED管102工作，或两种以上不同波长激光管101/LED管102工作，进而得以实现单光谱和多光谱光疗在作用。

这样的设计，并不是说单纯地把所述多波长理疗光源1、电脉冲刺激电极2、发热膜3、超声波换能器4、膝关节发热膜12和腿部气囊物理按摩以一加一的方式组合在一起而已，从结构设计到控制过程，都是相互配合和相互促进的，通过临床测试可以得知，这样的复合理疗效果超过了任意一种理疗效果，也超过了分别通过单独的多波长理疗、电脉冲刺激、热疗、超声波疗法和腿部气囊物理按摩进行理疗后所能够达到的技术效果，这多种物理因子的组合也不是简单参考得出的，而是这样的设计和组合所能够达到的理疗效果最佳且超出理论预计效果；也就是说，本例的理疗效果是在协同配合的过程中相互促进的，并不是简单叠加；经测试，本例能够达到超过本领域技术人员所预料的技术效果。

在实际工作中，如图5所示，本例可以先启动所述多波长理疗光源1和发热膜3并维持运行达到第一预设时间；然后关闭所述多波长理疗光源1和发热膜3的工作，单独启动所述电脉冲刺激电极2并维持运行达到第二预设时间；接着启动所述多波长理疗光源1和发热膜3并维持运行达到第三预设时间，使得所述多波长理疗光源1、电脉冲刺激电极2和发热膜3同时工作，同时工作的时间长度为第三预设时间；同时工作的时间长度达到第三预设时间后，关闭所述多波长理疗光源1、电脉冲刺激电极2和发热膜3的工作，单独启动所述超声波换能器4并维持运行达到第四预设时间；最后，启动所述多波长理疗光源1，使得所述多波长理疗光源1和超声波换能器4同时工作，同时工作的时间长度为第五预设时间，然后结束理疗治疗。以上的整个过程中，膝关节发热膜12和腿部热敷气囊按摩装置11的控制，可以是单独控制，也可以与所述基于多种物理因子的复合理疗电极9进行组合/协同控制。本例所述启动也称启用，所述关闭也称禁用。

本例所述第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间、第四预设时间和第五预设时间分别为预先设定的治疗时间，也可以根据实际需要进行自定义修改和调整，比如，如图5所示，所述第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间和第四预设时间均默认设置为5分钟，第五预设时间默认设置为10分钟，这样的设置，可以非常有效地实现关节和颈椎理疗模式，对于关节和颈椎的理疗治疗效果特别好，完全超出了现有的治疗效果，因此，本例所述的基于多种物理因子的复合理疗电极并不是进行简单叠加，所应用的复合理疗装置效果是非常显著的。

当然，本例所述的5分钟和10分钟，属于可以根据实际情况和理疗需求进行调整的预设时间，并不局限于5分钟和10分钟；各个时间段所启用的物理因子也可以根据实际情况和理疗需求进行调整，上面所述的是对关节和颈椎的理疗治疗效果特别好的一个是实施例，而本申请所要保护的也是能实现这些实施例的穿戴式膝关节智能康复理疗仪。

如图2所示，本例所述多波长理疗光源1还包括光传感器103和透光镜聚焦镜片104，所述光传感器103用于对环境光进行检测，该光传感器103设置于所述基板5上；所述透光镜聚焦镜片104用于对不同波长的激光管101或LED管102所在的LED矩阵单元的发射的光进行聚集整形，该透光镜聚焦镜片104固定设置于所述基板5远离所述信号连接器6的一侧中心上方。

本例所述基板5优选采用FR4或铝基板介质材料制成的基板；所述发热膜3优选为环形发热膜，环形中心位置空间（中空腔体301）可用于放置多波长理疗光源1和/或超声波换能器4；所述发热膜3的一面贴装在所述电脉冲刺激电极2的内侧，使得产品的尺寸更薄。

如图2所示，本例还优选包括第一温度传感器8，所述第一温度传感器8优选为柔性微型电阻式传感器，所述第一温度传感器8贴装在所述发热膜3和电脉冲刺激电极2之间，使得温度检测的可靠性更高。

本例所述电脉冲刺激电极2的外侧形状为凹环形曲面，所述凹环形曲面包括二次曲面、圆弧曲面和椭圆曲面中的任意一种金属导电片曲面，所述凹环形曲面的曲面设计优选与人体外形相适配，进而能够进一步提升电极效率；所述金属导电片曲面的中间包括环形中心空腔201；所述多波长理疗光源1设置于所述环形中心空腔201中，进而使得产品的体积和厚度都得到优化设计，结果更为紧凑且稳固。

本例所述金属导电片曲面的内侧设置所述超声波换能器4的陶瓷超声换能晶片。所述陶瓷超声换能晶片优选为环形陶瓷超声换能晶片，所述多波长理疗光源1设置于所述环形陶瓷超声换能晶片的中心位置。

综上所述，本例通过合理的设计，进而能够将多种物理因子有机集为一体，多种物理因子包括电脉冲刺激电极2、多波长理疗光源1、超声波换能器4、热疗以及腿部气囊物理按摩等五种物理因子，进而实现了多种物理因子协同工作并相互促进的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，在此基础上，通过控制驱动装置的驱动控制指令，可以根据不同类型的病症实现五种不同物理因子进入单独理疗模式、组合理疗模式或协同配合理疗模式，以便产生不同组合实现相互协同配合的理疗生物化学效应，进而能够大幅度提升了理疗效果，并显著提高了产品的人性化设计程度。

在此基础上，在理疗过程中还通过智能语音引导进行腿部康复锻炼运动，对ＫＯＡ急性期能够很好的缓解症状，不良反应少，并且可以有效减少治疗ＫＯＡ的药物用量，减轻药物对身体的危害，有效的改善和提升患者的生活质量。

除此之外，还进一步设置了实现环境光检测的光传感器103，当基于多种物理因子的复合理疗电极9贴合到人体穴位或皮肤时，接收到环境光强度信号减弱到预设低阈值（预先设置的环境光强度最低阈值，可根据实际情况进行修改和调整），则向外部控制驱动装置发出启用信号；当基于多种物理因子的复合理疗电极9离开穴位或人体部位时，接收到环境光强度增强到预设高阈值（预先设置的环境光强度最高阈值，可根据实际情况进行修改和调整），则发出禁用信号，使多波长理疗光源1驱动装置、电脉冲刺激电极2驱动装置以及超声波换能器4驱动装置处于关闭状态，防止产生光对视网膜的伤害及其他安全隐患，确保使用者的安全，在临床使用上具有非常重要的意义，还可以通过启用和禁用的信号进行判断控制，进而使得产品的安全性能、人性化设计性能和智能程度再一次得以有效提升。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，包括：基于多种物理因子的复合理疗电极、复合理疗电极驱动控制装置、膝关节发热膜、膝关节发热膜恒温装置以及控制模块，所述基于多种物理因子的复合理疗电极与所述复合理疗电极驱动控制装置相连接，所述膝关节发热膜与所述膝关节发热膜恒温装置相连接；所述复合理疗电极驱动控制装置和膝关节发热膜恒温装置分别与所述控制模块相连接。

2.根据权利要求1所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述基于多种物理因子的复合理疗电极设置于所述膝关节发热膜的穴位放置区。

3.根据权利要求2所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述膝关节发热膜的穴位放置区为无发热区。

4.根据权利要求1所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，还包括用于实现热敷和气动按摩的腿部热敷气囊按摩装置，所述腿部热敷气囊按摩装置与所述控制模块相连接。

5.根据权利要求1所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述膝关节发热膜上贴装有第二温度传感器，所述第二温度传感器与所述膝关节发热膜恒温装置相连接。

6.根据权利要求1所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，还包括语音提示电路，所述语音提示电路与所述控制模块相连接。

7.根据权利要求1所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，还包括相连接的锂电池和锂电池充电管理单元，所述锂电池和锂电池充电管理单元分别与所述控制模块相连接。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述基于多种物理因子的复合理疗电极包括：多波长理疗光源、电脉冲刺激电极、发热膜、超声波换能器、基板、信号连接器和壳体，所述多波长理疗光源通过所述基板设置于所述壳体内，所述多波长理疗光源与所述信号连接器相连接，所述发热膜设置于所述基板上，所述发热膜的中间设置有中空腔体，所述超声波换能器和多波长理疗光源设置于所述发热膜的中空腔体内，所述电脉冲刺激电极设置于所述发热膜的上方；其中，所述多波长理疗光源在所述基板一面的X轴和Y轴中心点放置单个激光管或LED管，并以轴心旋转360度，在离轴心为预设的相同或不同距离位置上分别放置不同波长的激光管或LED管。

9.根据权利要求8所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述多波长理疗光源还包括光传感器和透光镜聚焦镜片，所述光传感器设置于所述基板上，所述透光镜聚焦镜片固定设置于所述基板远离所述信号连接器的一侧中心上方。

10.根据权利要求8所述的穿戴式膝关节智能康复理疗仪，其特征在于，所述电脉冲刺激电极的外侧形状为凹环形曲面，所述凹环形曲面包括二次曲面、圆弧曲面和椭圆曲面中的任意一种金属导电片曲面，所述金属导电片曲面的中间包括环形中心空腔；所述多波长理疗光源设置于所述环形中心空腔中。

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