本實用新型涉及醫療器械領域，具體涉及一種可穿戴式低頻脈沖治療設備。

背景技術：

低頻脈沖可以用于肌肉疲勞和疼痛的治療，采用TENS(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulatior)療法(經皮神經電刺激療法)能夠有效緩解人體肌肉的疲勞和疼痛。

現有的低頻脈沖治療儀大都采用傳統的手提式或手持式，使用時并不方便，并且沒有無線通信接口，不支持外部設備的直接控制。另外，現有的低頻脈沖治療儀也沒有考慮到對治療結果的評價，無法得知治療前后的肌肉緩解程度以及治療方案的合理性。

技術實現要素：

針對現有低頻脈沖治療儀中的不足，本實用新型的目的在于提供一種可穿戴式低頻脈沖治療設備，其支持外部設備的直接控制，能夠有效評價治療結果，并且攜帶和使用方便。

為實現上述目的，本實用新型提供以下技術方案：

一種可穿戴式低頻脈沖治療設備，所述可穿戴式低頻脈沖治療設備包括控制模塊以及與所述控制模塊連接的電極片，其中，所述控制模塊包括：控制器；脈沖電路，其通過所述電極片向要治療的部位輸出脈沖；肌電信號采集電路，其通過所述電極片從要治療的部位采集肌電信號；以及六軸加速度傳感器，其測量要治療的部位的運動狀態；所述控制器對所述脈沖電路輸出的脈沖進行控制，并對所述肌電信號采集電路采集的肌電信號以及所述六軸加速度傳感器測量的測量值進行處理。

進一步地，所述控制模塊還包括無線通信模塊，所述無線通信模塊與外部設備進行通信。

進一步地，所述控制模塊中的控制器與所述無線通信模塊一體化，所述無線通信模塊是藍牙通信模塊。

進一步地，所述電極片的正面布置有用于采集肌電信號的觸點和用于發射脈沖的觸點，并且所述電極片的背面包括用于采集肌電信號的區域和用于發射脈沖的區域，所述用于采集肌電信號的觸點對應于所述用于采集肌電信號的區域，所述用于發射脈沖的觸點對應于所述用于發射脈沖的區域，其中，所述脈沖電路通過所述用于發射脈沖的觸點以及所述用于發射脈沖的區域向要治療的部位輸出脈沖，并且其中，所述肌電信號采集電路通過所述用于采集肌電信號的觸點以及所述用于采集肌電信號的區域從要治療的部位采集肌電信號。

進一步地，所述電極片覆蓋有電極片保護膜，并且所述電極片為PET電極片，所述用于采集肌電信號的觸點和所述用于發射脈沖的觸點為紐扣式連接器觸點，所述用于采集肌電信號的區域和所述用于發射脈沖的區域上布置有醫學導電凝膠。

進一步地，所述脈沖電路發射頻率在2-160Hz范圍內，脈沖寬度在9-350us之間的雙向方波電波。

進一步地，所述肌電信號采集電路包括肌電信號采集傳感器、模數轉換器以及放大電路，其中，所述肌電信號采集傳感器收集肌電信號；所述模數轉換器將收集到的肌電信號轉換為數字信號；所述放大電路對轉換后的數字信號進行調整、放大以及濾波處理。

進一步地，所述控制模塊的側邊設有第一按鍵和第二按鍵，通過第一按鍵和第二按鍵分別控制開機和關機，并且調節脈沖強度。

進一步地，所述控制模塊配設有指示所述可穿戴式低頻脈沖治療設備的狀態的指示燈。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型采用了可穿戴式結構，攜帶和使用時非常方便；并且具有藍牙等無線傳輸通道，可以通過手機等外部設備進行操控；此外，本實用新型還引入了肌電信號傳感器和六軸加速度傳感器，可以通過采集多維數據來評價低頻脈沖的治療結果，進而給使用者提供更好的治療方案。

附圖說明

圖1A為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的整體示意圖；

圖1B為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的正視圖；

圖1C為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的側視圖；

圖2為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的結構框圖；

圖3為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的整體示意圖；

圖4為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的正視圖；

圖5為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的側視圖；

圖6為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的俯視圖；

圖7為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的后視圖；

圖8為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的電極片的正面示意圖；

圖9為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的電極片的背面示意圖。

其中，附圖標記如下：

1 控制模塊；

2 電極片；

3 電極片保護膜；

4 第一按鍵；

5 第二按鍵。

具體實施方式

下面，參照附圖，通過具體實施例對本實用新型做進一步地詳細說明。以下實施例僅是示例性的，并且決不旨在限制本實用新型。

圖1A至圖1C為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的整體示意圖、正視圖及側視圖。本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備可以用作智能緩痛貼。

如圖1A所示，本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備包括控制模塊1和電極片2，控制模塊1與電極片2例如通過紐扣式的形式連接。

圖2為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的結構框圖。如圖2所示，所述控制模塊1包括控制器101、脈沖電路102、肌電信號采集電路103、六軸加速度傳感器104，上述各部件通過總線105連接。所述電極片2覆蓋有電極片保護膜3。

此外，圖3至圖7分別示出了本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的控制模塊的整體示意圖、正視圖、側視圖、俯視圖和后視圖。

優選地，本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備中的控制模塊1還可以包括無線通信模塊，所述無線通信模塊可以是藍牙通信模塊。

所述控制器101整體地控制本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備。具體而言，所述控制器101控制脈沖電路102輸出相應的治療脈沖，并對肌電信號采集電路103和六軸加速度傳感器104采集到的信號進行處理，根據控制器101的處理結果可以對治療結果進行評價。另外，所述控制器101可以與所述無線通信模塊一體化，例如控制器101可以采用低功耗內核和藍牙一體化的CPU，通過藍牙通信來實現無線通信。由此，經由無線通信通道，可以通過外部設備來對本實用新型的設備進行操控。例如，可以在諸如手機等的便攜式終端中安裝相應的APP，通過APP來對本實用新型的設備進行控制，例如控制設備所發射的脈沖的頻率、寬度及波形等。

所述脈沖電路102發射頻率在2-160Hz范圍內，脈沖寬度在9-350us之間的雙向方波電波。一定的低頻脈沖電刺激，可以激活腦內的嗎啡多肽能神經元，引起內源性嗎啡樣多肽的釋放而產生鎮痛效果。

所述肌電信號采集電路103通過電極片1采集待治療部位的肌電信號，并將處理后的肌電信號輸出到控制器101。所述肌電信號采集電路103包括肌電信號采集傳感器、模數轉換器以及放大電路。所述肌電信號采集傳感器收集肌電信號，具體地，收集人體皮膚表面的肌電靜息電壓。由于人體皮膚表面的肌電靜息電壓十分微弱，為uV級別，此信號為模擬信號，所以需要轉換為數字信號才能作為控制器101可處理的信號和數據。所述模數轉換器將收集到的肌電信號轉換為數字信號，具體地，可采用高速模擬信號轉數字信號芯片(例如AD8221)。所述放大電路對數字信號進行調整、放大以及濾波處理。肌電信號的大小取決于所測量的肌肉的活動量。根據肌肉的活動量的大小即可評價治療前后的肌肉緩解程度。

所述六軸加速度傳感器104測量要治療的部位的運動狀態，例如可以測量肌肉在三維笛卡爾坐標系中的三個軸(即，X軸、Y軸、Z軸)上的加速度和角速度，并且將測量到的測量值輸出到控制器101。加速度和角速度一方面可以表征人體動態動作和行為隨時間變化的速度和空間運動軌跡，另一方面可以表征人體靜態行為和動作相對于參考平面的角度傾斜程度。通過用戶在同一個示范動作下測量疲勞狀態下的動作的速率和角度，以與標準無疲勞疼痛狀態下的動作的速率和角度的數值進行比較，來判斷治療前后的改善情況。

如圖8和圖9所示，分別為本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備的電極片2的正面示意圖和背面示意圖。電極片2的正面(與控制模塊1連接的面)布置有采集肌電信號的觸點和發射脈沖的觸點，并且電極片2的背面(與要治療部位接觸的面)包括采集肌電信號的區域和發射脈沖的區域，采集肌電信號的觸點對應于采集肌電信號的區域，發射脈沖的觸點對應于發射脈沖的區域，采集肌電信號的區域和發射脈沖的區域上布置有醫學導電凝膠。在本實施例中，所述電極片2為長方形的4觸點PET電極片，具體如圖8所示，在電極片2中，電極片2的正面布置有2個采集肌電信號的觸點A和B，為紐扣式連接器觸點，這兩個觸點對應于圖9中的兩塊圓形的醫學導電凝膠，使用時醫學導電凝膠與人體皮膚貼合，此區域用于采集肌電信號；電極片2的正面還布置有2個發射脈沖的觸點C和D，為紐扣式連接器觸點，這兩個觸點對應于圖9中的兩塊帶圓角的方形的醫學導電凝膠，使用時醫學導電凝膠與人體皮膚貼合，此區域為用于發射脈沖的區域并且所覆蓋的肌肉面積為有效治療面積。其中，采集肌電信號的觸點和發射脈沖的觸點，以及采集肌電信號的區域和發射脈沖的區域不限于上面具體描述的數量，并且可以是其他數量。電極片2具有極小的導電電阻，導電性能良好，并且能夠更好地貼合人體皮膚和肌肉紋理，確保本實用新型的設備與人體的貼合性，進而更有效的進行治療和采集信號。

具體來說，其中，所述脈沖電路102通過發射脈沖的觸點以及發射脈沖的區域向要治療的部位輸出脈沖，并且其中，所述肌電信號采集電路103通過采集肌電信號的觸點以及采集肌電信號的區域從要治療的部位采集肌電信號。

另外，如圖1A和圖5所示，所述控制模塊1的側邊還可以設有第一按鍵4和第二按鍵5，通過第一按鍵4和第二按鍵5分別控制開機和關機，并且調節脈沖強度。

另外，如圖6所示，所述控制模塊1還可配設有指示燈，以指示可穿戴式低頻脈沖治療設備的各個狀態。例如，當開機時，指示燈可以點亮；當緩減肌肉疼痛時，指示燈可以頻閃；當關機時，指示燈可以關閉。

綜上可知，本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備體積超小和功耗超低，便攜性和可操作性優越，可廣泛用于緩減肌肉疲勞和肌肉疼痛。

本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備在使用時：

第一，撕下電極片保護膜3，將可穿戴式低頻脈沖治療設備貼于要治療的部位；

第二，長按第一按鍵4開機，當本實用新型的設備處于開機狀態時，打開外部設備(如手機等便攜式終端)中安裝的APP，設備會自動通過無線通信模塊與外部設備建立連接，處于通過外部設備來進行控制的狀態；

第三，通過APP自動或手動控制脈沖發射的強度，持續20～30分鐘；在此期間，控制器101控制脈沖電路102輸出相應的脈沖；肌電信號采集電路103采集肌電信號，并將處理后的肌電信號輸出到控制器101；六軸加速度傳感器104測量肌肉在三維笛卡爾坐標系中的三個軸上的加速度和角速度，并且將測量到的測量值輸出到控制器101；控制器101對接收到的信號進行處理，用于后續評價；

第四，使用完畢，將可穿戴式低頻脈沖治療設備關機。

另外，本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備也可以不連接外部設備，而直接通過第一按鍵4和第二按鍵5對脈沖強度進行增大和減弱的調節。

在使用過程中，通過采集到的數據可以有效評價治療前后的肌肉緩解程度以及治療方案的合理性。

本實用新型的可穿戴式低頻脈沖治療設備在對治療結果進行評價時：當肌肉收縮產生長度的縮短和張力的增加時，神經肌肉通過運動單元的募集以及運動單元的發放率調制這兩種機制進行控制。肌細胞在靜息環境時保持相對穩定狀態，其靜息電位約為10-100uV，此時稱為極化狀態。當肌細胞受刺激產生興奮時，該細胞膜靜息電位受到附近鈉鉀離子的跨膜運動影響造成離子變化，產生終板電位。通過肌電信號采集電路103采集肌電信號，其表現肌肉興奮的強度，也就是終板電位的幅度，進而來判別肌肉在疲勞疼痛狀態和治療后放松兩種狀態下的發力程度，作為評價治療結果的依據之一。又根據六軸加速度傳感器104通過動作識別，即運動狀態的測量，計算使用者在疲勞疼痛和放松兩種狀態下做同一示范動作下的動作速率和動作幅度，來輔助肌電信號一起判斷治療結果。

雖然參照示例性實施例對本實用新型進行了描述，但是應當理解，本實用新型不限于所公開的示例性實施例。應當對所附權利要求的范圍給予最寬的解釋，以使其涵蓋所有這些變型例以及等同的結構和功能。