TWI397406B - 充氣式自動頸椎活動裝置 - Google Patents

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TWI397406B
TWI397406B TW099100339A TW99100339A TWI397406B TW I397406 B TWI397406 B TW I397406B TW 099100339 A TW099100339 A TW 099100339A TW 99100339 A TW99100339 A TW 99100339A TW I397406 B TWI397406 B TW I397406B
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Ching Hua Chiu
Li Wei Chou
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    • A61N5/00—Radiation therapy
    • A61N5/06—Radiation therapy using light
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    • A61N2005/0659—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used infrared
    • A61N2005/066—Radiation therapy using light characterised by the wavelength of light used infrared far infrared

Description

充氣式自動頸椎活動裝置
本發明係有關一種頸椎活動裝置，尤指一種充氣式自動頸椎活動裝置，其兼具頸椎氣囊具有活動與支撐頸椎功能、具有頭部氣囊可輔助支撐頭部、便於攜帶、具有無線搖控功能、具有遠紅外線熱敷功能、具有姿勢平衡功能等優點及功效。
過去若是頸椎受傷，通常要在頸椎上套置護頸，護頸結構雖然在鋼架外覆軟質結構，但使用上仍相當不適；另外，頸椎受傷必需作復健，而市面上已有可依需要攜帶使用的頸椎復健設備(如中華民國新型專利第M340041號之可攜式頸椎牽引器)，參閱第十六圖，其包括一可固定於預定位置(例如牆上)的框架92，該框架92導引一拉繩93垂吊於牆的兩面，一面吊掛一重物94，另一面則設一牽引件95，如此，讓使用者91可以將下巴913置放於牽引件95上，配合拉繩93另端之重物94的重力作頸椎復健。
傳統裝置產生以下缺失：
[1]護頸無法進行復健，而頸椎復健設備則無法套在頸部作護頸裝置。
[2]無法進行間歇式之自動充氣復健。
[3]無可支撐頭部之頭部氣囊。
[4]無法搖控。
因此，有必要研發新技術以解決上述缺點及問題。
本發明之目的，在於提供一種充氣式自動頸椎活動裝置，其兼具頸椎氣囊具有活動與支撐頸椎功能、具有頭部氣囊可輔助支撐頭部、便於攜帶、具有無線搖控功能、具有遠紅外線熱敷功能、具有姿勢平衡功能等功效。特別是，本發明所欲解決之問題包括：護頸無法進行活動而頸椎活動設備則無法套在頸 部作護頸裝置、無法進行間歇式之自動充氣活動、無可支撐頭部之頭部氣囊與無法搖控等問題。
解決上述問題之技術手段係提供一種充氣式自動頸椎活動裝置，其裝置部份包括：至少一頸椎氣囊，係具有一頸部接觸區並用以環繞於一使用者之頸部上，且至少可在一支撐位置與一活動位置間變換，而分別對頸部進行支撐與活動；一頭部氣囊，係具有一頭部接觸面並連結於該頸椎氣囊，當至少在一輔助支撐位置與一輔助調整位置間變換，該頭部接觸面係用以輔助支撐使用者之頭部，並可配合躺下之使用者的頭部作高低調整；一電動充氣部，係用以分別對該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊進行充氣與放氣其中之一種作業；一控制部，係用以控制該電動充氣部分別對該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊進行充氣與放氣其中一種作業。
其方法部份包括：一．準備步驟；二．設定充氣方式步驟；三．進行自動充氣步驟；與四．結束步驟。
其次，本發明又包括一溫熱部、一語音裝置、至少一定向感測部及一無線裝置；藉前述裝置係本發增添遠紅外線熱敷功能、語音告示功能、身體姿勢保持功能及無線搖控等便利性及功效。
本發明之上述目的與優點，不難從下述所選用實施例之詳細說明與附圖中，獲得深入瞭解。
茲以下列實施例並配合圖式詳細說明本發明於後：
參閱第一A、第二、第三及第五圖，本發明係為一種充氣式自動頸椎活動裝置，其裝置部份包括： 至少一頸椎氣囊10，係具有一頸部接觸區11而用以環繞於一使用者91之頸部911上，且至少可在一支撐位置P1與一活動位置P2間變換，而分別對頸部911進行支撐與活動；一頭部氣囊20，係具有一頭部接觸面21並連結於該頸椎氣囊10，當至少在一輔助支撐位置P3與一輔助調整位置P4間變換，該頭部接觸面21係用以輔助支撐使用者91之頭部912，並可配合躺下之使用者91的頭部912作高低調整(參閱第六圖)；一電動充氣部30，係用以分別對該至少一個頸椎氣囊10與該頭部氣囊20進行充氣(參閱第一A圖)與放氣(參閱第二圖)其中之一種作業；一控制部40，係用以控制該電動充氣部30分別對該至少一個頸椎氣囊10與該頭部氣囊20進行充氣與放氣其中一種作業。
實務上，本發明係設三個概呈C字型之頸椎氣囊10，且於開口處設有一固定件12，該固定件12係由一公固定件121及一母固定件122組合的魔鬼氈，而可用以將該頸椎氣囊10牢固環繞於該使用者91之頸部911。
該電動充氣部30(參閱第十圖)，係包括：一充氣裝置31，係為充氣馬達；並用以分別對該至少一個頸椎氣囊10與該頭部氣囊20進行充氣與放氣(例如加壓與減壓)其中一種作業；一充氣馬達控制模組32，係用以控制該充氣裝置31的充、放氣動作；一氣體壓力感測模組33，係用以感測該至少一個頸椎氣囊10與該頭部氣囊20之氣囊壓力值，並傳至該控制部40，用以作為該控制部40控制該至少一個頸椎氣囊10與該頭部氣囊20充、放氣之依據。
該控制部40至少包括：一動力部41，係為電池，並以充電電池為較佳，該動 力部41用以提供該控制部40所需之電力；一控制電路42，係至少設一處理單元42A、一隨機存取記憶體(Random Access Memory，簡稱RAM)42B及一唯讀記憶體(Read Only Memory，簡稱ROM)42C，該控制電路42用以操縱該控制部40依設定控制該充氣部30動作；一輸入部43，係用以對該控制電路42輸入至少一個控制訊息431，該輸入部43係為人機介面；一顯示部44，係用以顯示該輸入部43輸入之控制訊息431。
本發明之充氣式自動頸椎活動裝置又包括：至少一定向感測部13，係設於該頸椎氣囊10上，其為水銀開關(參閱第九圖)，並用以感測該使用者91之身體角度是否達到臨界角，並傳至該控制部40，用以作為發出警告訊號之依據。
一溫熱部50，係包括：複數個溫熱元件51，係為遠紅外線產生元件；一溫度感測模組52，係用以感測該溫熱元件51傳送至該頸椎氣囊10之溫度是否到臨界值；並傳至該控制部40，用以作為啟閉該溫熱元件51之依據。
一語音裝置60，係設一語音控制模組61及一喇叭62，而用以發出語音告知目前相關裝置之動作狀態。
一無線裝置70，係至少包括一無線發射器71及一無線接收器72，該無線裝置70係用以提供便利的無線設定(遙控)。
實際上，本發明至少具有下列之變化模式：
[1]頸椎支撐模式。如第三及第十一圖所示，將該頸椎氣囊10套置於使用者91之頸部911，透過該控制部40之輸入部43輸入(可為第一A圖所示的無線搖控，亦可為第一B圖所示的有線控制)頸椎氣囊控制程序，控制該電動充氣部30以預定之氣囊壓力值對該頸椎氣囊10進行充氣，並於該氣體壓力感測模組33感測並判斷氣囊壓力值(可配合語音裝置60發 出語音告示)達到臨界值時停止充氣，使該頸部接觸區11對使用者91之頸部911產生支撐作用(此時位於支撐位置P1)；當不用時則是放氣取下。
[2]頸椎活動模式。如第五及第十二圖所示，將該頸椎氣囊10套置於使用者91之頸部911，透過該控制部40之輸入部43啟動間斷充氣控制程序，啟動電動充氣部30(即充氣馬達)對該頸椎氣囊10進行充氣，並於該氣體壓力感測模組33感測並判斷氣囊壓力值(可配合語音裝置60發出語音告示)達到臨界值時停止充氣，並在停留預定時間後，進行排氣，然後再重覆前述充氣程序，如此反覆使頸椎氣囊10在支撐位置P1與活動位置P2間變換，讓使用者91之下巴913在一第一點X1(放鬆)與一第二點X2(頂推)間升降一活動高度L，如此使用者91頭部912在身體不動的情況下反覆產生一活動角度θ 1的擺動，達到頸椎活動的功效。
[3]睡枕調整模式。如第六圖所示，將該頸椎氣囊10套置於使用者91之頸部911，透過該控制部40之輸入部43啟動電動充氣部30(即充氣馬達)對該頭部氣囊20進行充氣，並控制該頭部氣囊20至少在輔助支撐位置P3與輔助調整位置P4間變換，而讓使用者91之頭部912能在舒適的支撐之餘，再進一步調整到使頸部(椎)911最無壓力的狀態，而能有一個健康又舒適的睡眠。
[4]遠紅外線熱敷模式。如第三、第四及第十三圖所示，當該頸椎氣囊10充氣至其頸部接觸區11接觸使用者91之頸部911，透過該控制部40之輸入部43啟動該溫熱部50之溫熱元件51，即可以該溫熱元件51對頸部911產生熱敷物理治理，在寒冷季節及老年人皆相當適用。
[5]姿勢平衡模式。參閱第七及第十四圖，當透過該控制部40之輸入部43啟動身體姿勢控制程序後；若因使用者91頭部912突然改變姿勢(參閱第八圖，例如過度的彎腰使頭部偏斜)，造成該定向感測部13突然由一平衡位置P5變換到一 偏斜位置P6(如第九圖所示)，使該定向感測部13因一偏斜角度θ 2而產生X(也可能是Y或Z)軸旋轉角度值，並傳回該控制部40以供計算三軸角速度，且在判斷三軸角速度超過臨界值(亦即彎身角度過大)時以語音告知，提醒使用者91注意姿勢，以免因行動遲緩(頸椎受傷易造成行動遲緩)而在身體彎曲角度過大時來不及起身而造成摔倒。
參閱第十五圖，關於本發明之方法部份係包括下列步驟：
一．準備步驟81：如第一A圖所示，準備至少一頸椎氣囊10、一連結於該頸椎氣囊10的頭部氣囊20、一電動充氣部30及一控制部40；其中：該頸椎氣囊10，係具有一用以環繞於一使用者91之頸部911上的頸部接觸區11；該頭部氣囊20，係具有一頭部接觸面21並連結於該頸椎氣囊10；該電動充氣部30係受該控制部40控制，而用以分別對該頸椎氣囊10與該頭部氣囊20進行充放氣作業；
二．設定充氣方式步驟82：該控制部40係設一輸入部43而用以選擇該電動充氣部30對該頸椎氣囊10與該頭部氣囊20的至少其中之一進行充氣；
三．進行自動充氣步驟83：此步驟係包括：
[a]頸椎氣囊間斷充氣步驟831：透過該控制部40之輸入部43啟動間斷充氣控制程序，控制該電動充氣部30對該頸椎氣囊10進行間斷充氣，使該頸椎氣囊10在支撐位置P1與活動位置P2間變換，讓使用者91之下巴913在一第一點X1(放鬆)與一第二點X2(頂推)間升降一活動高度L(參閱第五圖)，如此使用者91頭部912在身體不動的情況下反覆產生一活動角度θ 1的擺動，達到頸椎活動的功效。
[b]頭部氣囊充氣步驟832：透過該控制部40之輸入部43控制該電動充氣部30對該頭部氣囊20進行充氣，使該頭部氣囊20至少在一輔助支撐位置P3與一輔助調整位置P4間 變換，藉該頭部接觸面21輔助支撐使用者91之頭部912，並可配合躺下之使用者91的頭部912作高低調整(參閱第六圖)；
四．結束步驟：當不使用時，從使用者91身上取下該頸椎氣囊10即可。
關於該頸椎氣囊10、該頭部氣囊20、該電動充氣部30及該控制部40等裝置之實際應用例，以及本發明可再包括之相關裝置及其所具備之功效，皆詳述於前述裝置部份，在此恕不贅述。
且由該頸椎氣囊10、該頭部氣囊20、該電動充氣部30及該控制部40等裝置之實際應用例，以及本發明再包括之相關裝置及其所具備之功效，而可於該進行自動充氣步驟83中再又包括：
[c]輔助步驟833。其至少產生下列輔助模式：頸椎支撐模式：當該電動充氣部30以預定之氣囊壓力值對該頸椎氣囊10進行充氣，且該氣體壓力感測模組33感測並判斷氣囊壓力值(可配合語音裝置60發出語音告示)達到臨界值時停止充氣，即使該頸部接觸區11對使用者91之頸部911產生支撐作用(此時位於支撐位置P1)。
遠紅外線熱敷模式：如第三、第四及第十三圖所示，當該頸椎氣囊10充氣至其頸部接觸區11接觸使用者91之頸部911，透過該控制部40之輸入部43啟動該溫熱部50之溫熱元件51，即可以該溫熱元件51對頸部911產生熱敷物理治理，在寒冷季節及老年人皆相當適用。
姿勢平衡模式：參閱第七及第十四圖，當透過該控制部40之輸入部43啟動身體姿勢控制程序後；若因使用者91頭部912突然改變姿勢(參閱第八圖，例如過度的彎腰使頭部偏斜)，造成該定向感測部13突然由一平衡位置P5變換到一偏斜位置P6(如第九圖所示)，使該定向感測部13因一偏斜角度θ 2而產生X(也可能是Y或Z)軸旋轉角度值，並傳回該控制部40以供計算三軸角速度，且在判斷三軸角速度超過臨界 值(亦即彎身角度過大)時以語音告知，提醒使用者91注意姿勢，以免因行動遲緩(頸椎受傷易造成行動遲緩)而在身體彎曲角度過大時來不及起身而造成摔倒。
本發明之優點及功效可歸納如下：
[1]頸椎氣囊具有活動與支撐頸椎功能。當頸椎氣囊設定為間斷充氣，則使環繞於使用者頸部之頸椎氣囊可在支撐位置與活動位置間變換，並對頸部產生撐起(活動過程)與放下的活動功能，當頸椎氣囊僅設定為充氣時，仍對頸部產生護頸功能。
[2]具有頭部氣囊可輔助支撐頭部。本發明設有頭部氣囊，其可依需要與頸椎氣囊分別進行充氣，當使用者為立姿時，頭部氣囊可輔助支撐頭部(頸椎受傷者的頸椎支撐頭部可能為吃力)，當使用者躺下時，頭部氣囊可進一步調整頭部高低(將頭部枕高或枕低)，讓使用者躺得舒適又健康。
[3]便於攜帶。本發明之頸椎氣囊與頭部氣囊皆為充氣式設計，在將氣體釋放掉後，體積變小，相當便於攜帶。
[4]具有無線搖控功能。本發明具有無線裝置，若手部不方便接觸(頸椎受傷者，可能造成手部無法抬高)控制部之輸入部，則可以透過無線裝置搖控使用，相當方便。
[5]具有遠紅外線熱敷功能。本發明於頸椎氣囊設有遠紅外線產生元件，可對頸部產生熱敷功能，對於老年人或在寒冷天氣尤其適用。
[6]具有姿勢平衡功能。本發明設有定向感測部(例如水銀開關)，當使用者的頭部偏斜超過預定角度，即透過語音裝置發出告示，避免頸椎受傷者在行動不便的情況下，因身體過度彎曲而來不及起身以致於摔倒。
以上僅是藉由較佳實施例詳細說明本發明，對於該實施例所做的任何簡單修改與變化，皆不脫離本發明之精神與範圍。
由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明瞭本發明的確可達成前述目的，實已符合專利法之規定，爰提出發明專利之申請。
10‧‧‧頸椎氣囊
11‧‧‧頸部接觸區
12‧‧‧固定件
121‧‧‧公固定件
122‧‧‧母固定件
13‧‧‧定向感測部
20‧‧‧頭部氣囊
21‧‧‧頭部接觸面
30‧‧‧電動充氣部
31‧‧‧充氣裝置
32‧‧‧充氣馬達控制模組
33‧‧‧氣體壓力感測模組
40‧‧‧控制部
41‧‧‧動力部
42‧‧‧控制電路
42A‧‧‧處理單元
42B‧‧‧隨機存取記憶體
42C‧‧‧唯讀記憶體
43‧‧‧輸入部
431‧‧‧控制訊息
44‧‧‧顯示部
50‧‧‧溫熱部
51‧‧‧溫熱元件
52‧‧‧溫度感測模組
60‧‧‧語音裝置
61‧‧‧語音控制模組
62‧‧‧喇叭
70‧‧‧無線裝置
71‧‧‧無線發射器
72‧‧‧無線接收器
81‧‧‧準備步驟
82‧‧‧設定充氣方式步驟
83‧‧‧進行自動充氣步驟
831‧‧‧頸椎氣囊間斷充氣步驟
832‧‧‧頭部氣囊充氣步驟
833‧‧‧輔助步驟
84‧‧‧結束步驟
91‧‧‧使用者
911‧‧‧頸部
912‧‧‧頭部
913‧‧‧下巴
92‧‧‧框架
93‧‧‧拉繩
94‧‧‧重物
95‧‧‧牽引件
P1‧‧‧支撐位置
P2‧‧‧活動位置
P3‧‧‧輔助支撐位置
P4‧‧‧輔助調整位置
P5‧‧‧平衡位置
P6‧‧‧偏斜位置
θ 1‧‧‧活動角度
θ 2‧‧‧偏斜角度
X1‧‧‧第一點
X2‧‧‧第二點
L‧‧‧活動高度
第一A圖係本發明之無線控制充放氣之示意圖
第一B圖係本發明之有線控制充放氣之示意圖
第二圖係第本發明之放氣之示意圖
第三圖係本發明之套設於使用者頸部之示意圖
第四圖係第三圖之局部放大之示意圖
第五圖係本發明之第一種應用例之示意圖
第六圖係本發明之第二種應用例之示意圖
第七、第八及第九圖係分別為本發明之第三種應用例之動作前、動作後與部分結構放大之示意圖
第十圖係本發明之裝置之方塊圖
第十一圖係本發明之第一種動作模式之流程圖
第十二圖係本發明之第二種動作模式之流程圖
第十三圖係本發明之第三種動作模式之流程圖
第十四圖係本發明之第四種動作模式之流程圖
第十五圖係本發明之方法之流程圖
第十六圖係傳統頸椎復健裝置之示意圖
10‧‧‧頸椎氣囊
11‧‧‧頸部接觸區
12‧‧‧固定件
121‧‧‧公固定件
122‧‧‧母固定件
20‧‧‧頭部氣囊
21‧‧‧頭部接觸面
30‧‧‧電動充氣部
40‧‧‧控制部
43‧‧‧輸入部
44‧‧‧顯示部
50‧‧‧溫熱部
51‧‧‧溫熱元件
52‧‧‧溫度感測模組
70‧‧‧無線裝置
71‧‧‧無線發射器
72‧‧‧無線接收器
91‧‧‧使用者
911‧‧‧頸部
912‧‧‧頭部
913‧‧‧下巴

Claims (1)

  1. 一種充氣式自動頸椎活動裝置，其包括：至少一頸椎氣囊，係具有一頸部接觸區並用以環繞於一使用者之頸部上，且至少可在一支撐位置與一活動位置間變換，而分別對頸部進行支撐與活動；其中，該頸椎氣囊係設三個概呈C字型之結構，且於開口處設有一固定件，該固定件係為魔鬼氈，並用以將該頸椎氣囊牢固環繞於該使用者之頸部；一頭部氣囊，係具有一頭部接觸面並連結於該頸椎氣囊，當至少在一輔助支撐位置與一輔助調整位置間變換，該頭部接觸面係用以輔助支撐使用者之頭部，並可配合躺下之使用者的頭部作高低調整；一電動充氣部，係用以分別對該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊進行充氣與放氣其中之一種作業；其中，該電動充氣部係包括：一充氣裝置，其為充氣馬達；並用以分別對該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊進行充氣與放氣其中一種作業；一充氣馬達控制模組，係用以控制該充氣裝置的充氣動作；一氣體壓力感測模組，係用以感測該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊之氣囊壓力值，並傳至該控制部，以作為該控制部控制該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊充放氣之依據；一控制部，係用以控制該電動充氣部分別對該至少一個頸椎氣囊與該頭部氣囊進行充氣與放氣其中一種作業；其中，該控制部至少包括：一動力部，係為電池，並用以提供該控制部所需之電力；一控制電路，係至少設一處理單元、一隨機存取記憶體及一唯讀記憶體，該控制電路用以操縱該控制部依設定 控制該充氣部動作；一輸入部，係用以對該控制電路輸入至少一個控制訊息，該輸入部係為人機介面；一顯示部，係用以顯示該輸入部輸入之控制訊息；至少一定向感測部，係設於該頸椎氣囊上，其為水銀開關，並用以感測該使用者之身體角度是否達到臨界角，並傳至該控制部，用以作為發出警告訊號之依據；一溫熱部，其包括：複數個溫熱元件，係為遠紅外線產生元件；一溫度感測模組，係用以感測該溫熱元件傳送至該頸椎氣囊之溫度是否到臨界值；並傳至該控制部，用以作為啟閉該溫熱元件之依據；一語音裝置，係設一語音控制模組及一喇叭，而用以發出語音告知目前相關裝置之動作狀態；一無線裝置，係至少包括一無線發射器及一無線接收器。
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