TWI603302B - Transcutaneous nerve stimulation system with wireless remote control function and wireless control method thereof - Google Patents

Description

具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統及其無線控制方法

本發明係關於一種經皮神經刺激系統，尤指一種具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統及其無線控制方法。

傳統用於緩解疼痛之醫療器材體積較龐大，例如：低週波電療電位儀、中週波電療電位儀、具遠紅外線放射之照射儀、電神經刺激系統或其他之物理刺激系統。因此，需要透過專業醫療人員操作才能使用。但是科技日新月異，現有技術中利用市售的電極貼片配合電刺激神經（電療）的技術已相當普遍，其可透過不同頻率之微弱交流電流刺激淺層表皮神經與刺激大腦，使大腦釋放出具有止痛效果之腦內啡（Endor phine），以達到紓緩疼痛的目地。

舉例而言，當以電極貼片進行電療，電刺激頻率2Hz~10Hz具有長效止痛效果，而10Hz~30Hz對肌肉組織有消腫及促進血液循環作用，並具有按摩消除肌肉疲勞的功能。但是，人體皮膚有很大的阻力，低頻電刺激的穿透力並不好，止痛效果只能達到比較表淺的地方，雖然中頻的電刺激頻率（一般定義在1kHz~10kHz）就可穿越到深層肌肉層（即頻率越高越容易穿透物質），但中頻電刺激又沒有止痛的效果，所以現有技術中，又有一種低頻調制中頻的技術(mdulated medium frequency electrotherap)，此調制中頻的電刺激技術應用在臨床醫學上對於人體的止痛有效果。

為了方便使用者可以自行使用，不受環境的限制，現有技術中有一種經皮電刺激儀，其絕大部分都是利用一條以上的電極導線將一主機與一電極貼片透過有線的方式連接，並透過皮膚為介質形成電子迴路進行電療。而且，為使電極貼片能夠均勻且服貼地接觸皮膚，通常會在皮膚與電極貼片的接觸面之間，使用含導電物質的凝膠進行固定，使得電療的電流能夠均勻的分佈在皮膚面，進而達到局部舒緩之電刺激效果。當使用者將該經皮電刺激儀放在身體的皮膚上，使用者透過一手握持該主機、另一手的手指操作該主機，以令電極貼片發出電刺激紓緩使用者的疼痛。

由上述現有技術可知，該經皮電刺激儀的主機與電極貼片是透過該電極導線連接，使用者在使用時必須雙手配合、該經皮電刺激儀也必須設置在方便操作的部位，使得電極貼片可使用的位置受到限制，例如：使用者背部疼痛需要舒緩，或者使用者的腹部需要舒緩但同時上半身也需要伸展活動。再者，現有的電極貼片的刺激功能只有單純的導電刺激而已，對於皮膚與肌肉深層的紓緩效果並不明顯，因此，現有技術中的經皮電刺激儀能供使用者操作的部位有限，且其電極貼片紓緩效果欠佳，針對前述問題，確實有待提出更佳解決方案的必要性。

有鑑於上述現有技術之不足，本發明的主要目的係提供一種具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統及其無線控制方法，其利用無線傳輸技術達到使用者對無線操控的特殊需求，並提供具有電刺激、遠紅外線發熱的電極貼片，而且透過無線遙控的方式令使用者方便對遠紅外線發熱、電刺激進行調整，以提升使用方便性並提升皮膚下不同層度之神經刺激效果。

為達成上述目的所採取的技術手段係令前述具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統的無線控制方法，係由一行動裝置透過一無線通訊協定與一經皮神經刺激裝置連結，該經皮神經刺激裝置具有一組遠紅外線電極片，且該組遠紅外線電極片係可導電、導熱，並由該經皮神經刺激裝置執行以下步驟： 判斷是否收到一無線控制訊號； 若是，則根據該無線控制訊號產生一發熱驅動訊號、一導電驅動訊號； 根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，自動的調整該組遠紅外線電極片之放射發熱、導電的程度。

藉由上述方法，使用者將該經皮神經刺激裝置貼附於疼痛處的皮膚上（如背部、腹部），並由一手握持該行動裝置進行操作，使該行動裝置以該無線通訊協定與該經皮神經刺激裝置構成無線連結，當該經皮神經刺激裝置收到使用者透過該行動裝置發送的該無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置根據該無線控制訊號產生該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，以使該組遠紅外線電極片自動的調整放射發熱、導電的程度，以無線遙控的方式達到提升使用方便性、提升皮膚下不同層度之神經刺激效果的目的。

為達成上述目的所採取的又一技術手段係令前述具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統包括： 一行動裝置，其安裝有一專屬應用程式，供使用者輸入指令，該行動裝置具有一第一無線通訊模組； 一經皮神經刺激裝置，其具有一第二無線通訊模組、一組遠紅外線電極片，且該組遠紅外線電極片係可導電、導熱，並由該第二無線通訊模組透過一無線通訊協定與該第一無線通訊模組連結； 其中，當該經皮神經刺激裝置透過該第二無線通訊模組收到一無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置根據該無線控制訊號產生一發熱驅動訊號、一導電驅動訊號，並根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，自動的調整該組遠紅外線電極片之放射發熱、導電的程度。

藉由上述構造，使用者將該經皮神經刺激裝置貼附於疼痛處的皮膚上（如背部、腹部），並由一手握持該行動裝置進行操作，使用者透過該行動裝置的專屬應用程式輸入指令，使該行動裝置的第一無線通訊模組透過該無線通訊協定與該經皮神經刺激裝置的第二無線通訊模組建立連結，當該經皮神經刺激裝置收到使用者透過該行動裝置發送的該無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置根據該無線控制訊號產生該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，以使該組遠紅外線電極片自動的調整放射發熱、導電的程度，本發明透過該行動裝置提供無線遙控功能，達到提升使用方便性、提升皮膚下不同層度之神經刺激效果的目的。

關於本發明具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統之較佳實施例，請參考圖1、2所示，其包括一行動裝置10、一經皮神經刺激裝置20及一資料伺服器30，該行動裝置10具有一第一無線通訊模組11，並透過網路與該資料伺服器30交換資料，於本實施例中，業者將一專屬應用程式（APP）存放於該資料伺服器30，並由使用者的行動裝置10下載、安裝該專屬應用程式，透過該專屬應用程式供使用者輸入指令並發送一無線控制訊號。

於本實施例中，該經皮神經刺激裝置20包括一第二無線通訊模組21、一處理器22、一電源模組23、一驅動模組24、一加熱驅動器25、一組遠紅外線電極片26、一輸入模組27以及一發光元件28，且該組遠紅外線電極片26係可導電、導熱，並由該第二無線通訊模組21透過一無線通訊協定與該第一無線通訊模組11連結，當該經皮神經刺激裝置20透過該第二無線通訊模組21，收到使用者透過該行動裝置10的專屬應用程式發送的無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置20根據該無線控制訊號產生一發熱驅動訊號、一導電驅動訊號，並根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號驅動該組遠紅外線電極片放射發熱、導電以及發熱、導電的程度；

如圖2所示，該處理器22連接該電源模組23、該驅動模組24、該加熱驅動器25、該輸入模組27、該發光元件28以及前述第二無線通訊模組21，該電源模組23與該驅動模組24連接，前述的該組遠紅外線電極片26分別與該驅動模組24的一訊號輸出端、該加熱驅動器25的一訊號輸出端連接。該電源模組23將取得的外接電源進行充電、供電，該加熱驅動器25係取得前述的發熱驅動訊號，使該組遠紅外線電極片26產生熱，令溫度升高，該驅動模組24透過該處理器22控制產生高壓並輸出該導電驅動訊號，使該組遠紅外線電極片26導電，當該處理器22判斷該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號有異常時，則驅動該發光元件28發光，以當作警示燈，並切斷供電，該輸入模組27可供使用者直接以手動的方式於該經皮神經刺激裝置20輸入控制訊號。

進一步的，請參考圖3所示，於本實施例中該經皮神經刺激裝置20更包括一電源輸入埠29，該電源輸入埠29與該電源模組23連接，用以取得外接電源；本實施例中該驅動模組24更包括一高壓產生器241、一具有保護電路的電流變換器242，該高壓產生器241係連接該電源模組23、該處理器22，該電流變換器242係連接高壓產生器241、該處理器22以及該組遠紅外線電極片26，其中該高壓產生器241經由微處理器22控制以產生高壓，並準備電極輸出用，並使該電流變換器242取得前述的導電驅動訊號。

為說明本發明較佳實施例的具體應用方式，請參考圖4所示，使用者將該經皮神經刺激裝置20貼附於疼痛處的皮膚上（如背部、腹部或其之間），並由一手握持該行動裝置10進行操作，使用者以手指於該行動裝置10的專屬應用程式（APP）之介面上輸入指令，使該行動裝置10的第一無線通訊模組11透過該無線通訊協定與該經皮神經刺激裝置20的第二無線通訊模組21建立連結，當該經皮神經刺激裝置20收到使用者透過該行動裝置10發送的該無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置20根據該無線控制訊號產生該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，以使該組遠紅外線電極片26自動的調整放射發熱、導電的程度，透過該行動裝置10提供無線遙控功能，當然使用者也可以由該輸入模組27直接控制該經皮神經刺激裝置20，確實能提升使用方便性、提升皮膚下不同層度之神經刺激效果。

如圖4所示，於本實施例中該組遠紅外線電極片26係呈片狀，並可貼附於使用者疼痛處，該組遠紅外線電極片26主要係依序由一電極保護層、一遠紅外線發熱層、一電極絕緣層、一電極導電層以及一導電凝膠層所組成；其中，該遠紅外線發熱層係以一高溫碳化技術，將一聚丙烯腈系碳纖維（PANCF）經一高溫處理（約1100度）後作為一多孔性的碳纖維發熱材料，該碳纖維發熱材料能在產生高溫時同時放射出4-16微米的一遠紅外線波段，該碳纖維發熱材料有別於一般金屬發熱體，其不會產生電磁波。本實施例中，該電極導電層可由一導電油墨印刷技術所形成，或者該電極導電層可為一具導電特性之摻雜物，且該電極導電層能印刷或貼附於前述的電極絕緣層。本實施例中，該導電凝膠層是透過一導電凝膠內的導電離子而達成導電的特性，且使用者可依照電刺激舒適程度與否選擇性地進行凝膠層更換。

必須強調的是，一般遠紅外線被稱為生命光線，係最能深入皮膚與皮下組織的光線，雖然人類無法用肉眼看見遠紅外線，但它的性質與光相似，不但可於光軸方向直線前進，而且還可以進行反射、放射等光的性質。因此，遠紅外線能夠迅速的被人體皮膚吸收，且深入人體的遠紅外線會引起物質中的原子和分子的振動，再透過共振吸收形成反應促使皮膚下深層的溫度上升，將該組遠紅外線電極片26用於人體皮膚時，更能達到使微血管擴張、促使血液循環等效果。

根據本發明具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統之上述較佳實施例可歸納出一無線控制方法，請參考圖5所示，其主要係由該行動裝置10透過該無線通訊協定與該經皮神經刺激裝置20連結，該經皮神經刺激裝置20具有該組遠紅外線電極片26，且該組遠紅外線電極片26係可導電、導熱，並由該經皮神經刺激裝置20的處理器22執行以下步驟： 判斷是否收到該行動裝置10發送的無線控制訊號（S51）； 若是，則根據該無線控制訊號產生前述的發熱驅動訊號、導電驅動訊號（S52）；並且 根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號的數值變化，驅動該驅動模組24、該加熱驅動器25以適應性並自動化的方式，調整該組遠紅外線電極片26之放射發熱、導電的程度（S53）。

於本實施例中，上述方法更包括以下步驟：當該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號超出一預設的正常範圍值時，則執行一保護模式，以驅動該發光元件28發出光線，當作警示燈，並切斷供電。

10 行動裝置 11 第一無線通訊模組 20 經皮神經刺激裝置 21 第二無線通訊模組                      22 處理器 23 電源模組                                     24 驅動模組 241 高壓產生器                               242 電流變換器 25 加熱驅動器                                 26 遠紅外線電極片 27 輸入模組                                     28 發光元件 29 電源輸入埠 30 資料伺服器

圖1 係本發明一較佳實施例的系統架構圖。 圖2 係本發明一較佳實施例的裝置方塊圖。 圖3 係本發明一較實施例的另一裝置方塊圖。 圖4 係本發明一較佳實施例的應用狀態圖。 圖5 係本發明一較佳實施例的無線控制方法流程圖。

10 行動裝置                                       11 第一無線通訊模組 20 經皮神經刺激裝置                        21 第二無線通訊模組 30 資料伺服器

Claims (9)

1. 一種具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統的無線控制方法，係由一行動裝置透過一無線通訊協定與一經皮神經刺激裝置連結，該經皮神經刺激裝置具有一組遠紅外線電極片，且該組遠紅外線電極片係可導電、導熱，並由該經皮神經刺激裝置執行以下步驟：判斷是否收到一無線控制訊號；若是，則根據該無線控制訊號產生一發熱驅動訊號、一導電驅動訊號；根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，自動的調整該組遠紅外線電極片之放射發熱、導電的程度；其中，該經皮神經刺激裝置進一步包括一處理器、一電源模組、一驅動模組、一加熱驅動器，該處理器連接該電源模組、該驅動模組以及該加熱驅動器，該電源模組與該驅動模組連接，該組遠紅外線電極片分別與該驅動模組的一訊號輸出端、該加熱驅動器的一訊號輸出端連接；該加熱驅動器係取得該發熱驅動訊號，使該組遠紅外線電極片產生熱，令溫度升高，該驅動模組透過該處理器控制產生高壓並輸出該導電驅動訊號，使該組遠紅外線電極片導電。
2. 如請求項1所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統的無線控制方法，該方法更包括以下步驟：判斷該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號是否超出一範圍值；若是，則執行一保護模式，以發出警示。
3. 一種具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，其包括：一行動裝置，其安裝有一專屬應用程式，供使用者輸入指令，該行動裝置具有一第一無線通訊模組； 一經皮神經刺激裝置，其具有一第二無線通訊模組、一組遠紅外線電極片，且該組遠紅外線電極片係可導電、導熱，並由該第二無線通訊模組透過一無線通訊協定與該第一無線通訊模組連結；其中，當該經皮神經刺激裝置透過該第二無線通訊模組收到一無線控制訊號時，該經皮神經刺激裝置根據該無線控制訊號產生一發熱驅動訊號、一導電驅動訊號，並根據該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號，自動的調整該組遠紅外線電極片之放射發熱、導電的程度；其中，該經皮神經刺激裝置進一步包括一處理器、一電源模組、一驅動模組、一加熱驅動器，該處理器連接該電源模組、該驅動模組、該加熱驅動器以及該第二無線通訊模組，該電源模組與該驅動模組連接，該組遠紅外線電極片分別與該驅動模組的一訊號輸出端、該加熱驅動器的一訊號輸出端連接；該加熱驅動器係取得該發熱驅動訊號，使該組遠紅外線電極片產生熱，令溫度升高，該驅動模組透過該處理器控制產生高壓並輸出該導電驅動訊號，使該組遠紅外線電極片導電。
4. 如請求項3所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，其進一步包括一資料伺服器，該行動裝置的第一無線通訊模組透過網路與該資料伺服器交換資料，並供下載該專屬應用程式。
5. 如請求項3所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，該驅動模組更包括一高壓產生器、一具有保護電路的電流變換器，該高壓產生器係連接該電源模組、該處理器，該電流變換器係連接高壓產生器、該處理器以及該組遠紅外線電極片，並由該電流變換器係取得前述的導電驅動訊號。
6. 如請求項5所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，該經皮神經刺激裝置更包括一電源輸入埠、一輸入模組以及一發光元件，該處理器連接該輸入模組、該發光元件連接，該電源輸入埠與該電源模組連接；當該處 理器判斷該發熱驅動訊號、該導電驅動訊號有異常時，則驅動該發光元件發光警示並斷電，該輸入模組供使用者輸入控制訊號。
7. 如請求項3至6中任一項所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，該組遠紅外線電極片係呈片狀，貼附於皮膚上，該組遠紅外線電極片係依序由一電極保護層、一遠紅外線發熱層、一電極絕緣層、一電極導電層以及一導電凝膠層所組成。
8. 如請求項7所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，該遠紅外線發熱層係將一聚丙烯腈系碳纖維經一高溫處理後作為一多孔性的碳纖維發熱材料，該碳纖維發熱材料在產生高溫時放射出一遠紅外線波段。
9. 如請求項7所述之具有無線遙控功能的經皮神經刺激系統，該電極導電層由一導電油墨印刷技術所形成，或者該電極導電層為一具導電特性之摻雜物；該導電凝膠層是透過一導電凝膠內的導電離子而達成導電的特性。