治療型關節炎護膝的製作方法
2023-07-23 22:20:31 2
專利名稱：治療型關節炎護膝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種護膝，特別是一種治療型關節炎護膝。
背景技術：
骨性關節炎(Osteoarthritis，OA)是一種嚴重危害病人生活質量和社會生產力的疾病，多見於老年人，其中以膝關節發病率最高。隨著社會人口的老齡化，國內關於膝OA患病率的報導已高達8.3％。統計數字表明，50歲以上人群中50％患有骨關節炎，65歲以上人群中患有此病的女性和男性更高達90％和80％，全國大約有一億人罹患此病，是一個龐大的病源群體。另外在現代競爭激烈的環境裡，許許多多的病也開始向年輕人靠攏，關節炎就是其中較嚴重的一種。因為骨性關節炎的發病與關節損傷、過度使用和畸形等諸多因素有關。如果關節受過傷，或者長期從事某種固定姿勢的職業，骨性關節炎發病年齡就會提早到三、四十歲，甚至更早。這些都說明骨性關節炎正在嚴重威脅著我國廣大人民的身體健康。因此及早預防和治療骨性關節炎是提高人民生活質量的重大問題。
現在並沒有治療骨性關節炎的特效藥，治療主要以控制症狀為主，其治療目標為(1)解除疼痛症狀；(2)維持或改善關節功能；(3)保護關節結構。中醫是治療骨性關節炎的傳統方法，中醫推拿針灸能改善骨性關節炎的症狀，它以經絡、穴位為主，具有無損傷、無副作用的特點。它可以有效地延緩骨性關節炎的病理過程和疾病進展，同時還可改善骨性關節炎的症狀。研究認為，很多骨性關節炎病是因為淤毒積壓體內，導致腫脹疼痛，這需要改善血液循環使積壓的淤毒儘快散去，恰巧針灸治療在改善血液循環方面的效果非常好。
傳統的中醫治療方法雖然效果不錯，但是讓患有關節炎的病人每天去醫院接受治療，無疑是增加患者的痛苦，特別是下雨天就更是不方便病人外出了。因此研製一種不影響患者行動自由的可攜式治療型關節炎護膝是解決此問題的良好途徑。
發明內容
本發明的目的在於提供一種治療型關節炎護膝，它不僅可產生類似於針灸作用的輸出電流，從而達到疏通經絡、緩解或治療關節炎的目的，而且攜帶使用方便，有利於用戶隨時隨地使用。
本發明的技術方案是這樣構成的，它包括護膝，其特徵在於護膝中部設有電熱軟膜以及用以產生正負脈衝電壓的脈衝發生電路，所述脈衝發生電路的輸出端設於與皮膚接觸的護膝內側面的一對電極貼片上，脈衝發生電路的控制按鈕設於護膝外部。
本發明的使用原理說明如下一方面，由於人體中含有水分，同時體內又存在正負兩種類型的電荷，所以絕大多數組織都是可以導電的，尤其是經絡，所以當將本發明的脈衝發生電路通過一對電極貼片連接到人體膝關節上時，會通過膝關節形成正負脈衝電流循環迴路，從而對膝關節的各個穴位進行電刺激，給人體以針和電相結合的治療，達到通經活絡、疏導淤滯、行氣活血的效果；此外，高壓脈衝可改變細胞的通透性和離子分布狀態，可以有效改善局部血液循環，緩解肌肉痙攣，同時負極電可以使空氣電離，產生空氣負離子可有效降低大腦皮層和交感神經興奮性，能提高痛閾，有顯著的鎮痛效果，因此對於治療骨性關節炎有明顯的作用，慢性期可改善關節功能，急性期則有利於止痛和消腫。另一方面，結合中醫「熱療」理論，在本發明的護膝內部還採用低電壓(3V以上即能發熱)就能發熱的醫療保健新材料電熱軟膜隨時對關節部位進行保暖，不僅可起到保護關節的作用，而且還具有熱療的作用。
較之已有技術而言，本發明具有以下優點一是運用電子儀器結合針灸原理，採用電極對膝關節的各個穴位產生類似於針灸作用的電刺激，從而達到通經活絡、疏導淤滯、行氣活血、緩解或治療關節炎的目的；二是利用電熱軟膜對關節保暖，從而起到保護和熱療的作用；三是由於脈衝發生電路和電熱軟膜直接嵌於護膝中部，體積小，外形與正常的護膝基本上一樣，因此用戶可將其綁在關節上，隨時進行使用。
圖1是本發明構造示意圖。
圖2是本發明脈衝發生電路的原理框圖。
圖3是本發明脈衝發生電路的示意圖。
標號說明1護膝，2電熱軟膜，3脈衝發生電路，31電阻調檔電路，32高壓發生電路，33正負脈衝輸出電路，34輸出電極，4電極貼片，5控制按鈕。
具體實施例方式
本發明實施例它包括護膝1，其特徵在於護膝中部設有電熱軟膜2以及用以產生正負脈衝電壓的脈衝發生電路3，所述脈衝發生電路的輸出端設於與皮膚接觸的護膝內側面的一對電極貼片4上，脈衝發生電路的控制按鈕5設於護膝外部。電熱軟膜是一種以半導體材料為主體，經燒結後形成的導電薄膜。電熱軟膜加熱是一項新興的加熱技術，與傳統的幅射式加熱和傳導方式加熱相比，具有熱效率高，安全穩定、衛生、壽命長、成本低等優點。在本發明的護膝中，電熱軟膜是單獨控制的，這樣使用者可針對個人情況，在不進行脈衝治療的情況下也可用本護膝保暖，起到保護關節和熱療的作用。
上述脈衝發生電路包括依次串接的電阻調檔電路31、高壓發生電路32、正負脈衝輸出電路33、以及設於正負脈衝輸出電路輸出端上的一對輸出電極34，所述電阻調檔電路的輸入端與電源連接，所述脈衝發生電路上還設有用以分別控制電阻調檔電路、高壓發生電路和正負脈衝輸出電路的單片機控制電路。
上述電阻調檔電路包括相併聯的電阻R1、R2、R3，R1、R2、R3的並聯支路上分別串接有NPN三極體Q1、Q2、Q3，Q1、Q2、Q3的集電極均與電源連接，發射極分別與R1、R2、R3連接，基極分別與單片機控制電路的信號輸出端連接，R1、R2、R3的並聯輸出端與高壓發生電路的輸入端連接。
上述高壓發生電路為並聯開關型穩壓電路，它包括依次串聯的電感L1和二極體D1，L1的輸入端與電阻調檔電路的輸出端連接，D1的輸出端與正負脈衝輸出電路的輸入端連接；D1與相串聯的NPN三極體Q4和電容C1支路相併聯，Q4的集電極與D1的輸入端連接，發射極與C1的一端連接且同時接地，基極經一電阻R4與單片機控制電路的信號輸出端連接，C1的另一端與二極體D1的輸出端連接。
上述正負脈衝輸出電路包括兩個PNP三極體Q5、Q6和兩個NPN三極體Q7、Q8；Q5和Q6的發射極均與高壓發生電路的輸出端連接，Q5的集電極與Q7的集電極連接且同時與其中一個輸出電極連接，Q5的基極與其發射極之間連接有電阻R9，Q5的基極與Q8的集電極之間連接有電阻R12，Q7的發射極與Q8的發射極連接且同時接地，Q7的基極經一電阻R7與單片機控制電路的信號輸出端連接；Q6的集電極與Q8的集電極連接且同時與另一個輸出電極連接，Q6的基極與其發射極之間連接有電阻R10，Q6的基極與Q7的集電極之間連接有電阻R11，Q8的基極經一電阻R8與單片機控制電路的信號輸出端連接。
上述的單片機控制電路中採用低成本、低功耗的PIC16F630單片機作為控制核心。在設計時，還可加入定時功能，定時時間到即自動切斷脈衝輸出，從而確保該產品的安全使用。
所述電路的供電電源為充電電池。
為了便於配合中藥治療關節炎，所述的電熱軟膜(2)內加入治療關節炎的中藥製劑。
本發明的脈衝發生電路的工作原理說明如下(1)通過單片機控制電路控制三極體Q1、Q2、Q3來實現對各調檔電阻R1、R2、R3選通與否的控制，從而實現對脈衝輸出強度的控制，以適合不同使用人群。
(2)採用並聯開關型穩壓電路作為其高壓發生電路，利用電感L1的儲能作用，將感生電動勢與輸入電壓VCC相疊加後產生高壓。由單片機控制電路控制Q4的飽和導通還是截止導通時，電感L1充電儲能，二極體D1因承受反壓而截止；截止時，電感L1則產生感生電動勢。C1為充電電容，只有C1足夠大時，輸出電壓的脈動才可能足夠小。
(3)輸出部分，由單片機控制電路協調控制Q4、Q7、Q8的導通，可實現等效於針灸的輸出波形。通過控制Q7、Q8的選通情況，可產生兩種不同的輸出迴路，從而實現正負脈衝的電刺激當Q7選通時，電流從Q6→人體(通過一對電極)→Q7；當Q8選通時，電流從Q5→人體(通過一對電極)→Q8。
本發明在設計時完全從實用型角度考慮，面向各種使用群體，以儘量低的成本設計儘可能完善的治療型關節炎護膝，該產品不僅可實現熱療、脈衝電療的功能，而且成本低廉、使用方便安全、脈衝輸出強度可調等優點，其推廣應用必將深受廣大關節炎患者的青睞。
權利要求
1.一種治療型關節炎護膝，它包括護膝(1)，其特徵在於護膝中部設有電熱軟膜(2)以及用以產生正負脈衝電壓的脈衝發生電路(3)，所述脈衝發生電路的輸出端設於與皮膚接觸的護膝內側面的一對電極貼片(4)上，脈衝發生電路的控制按鈕(5)設於護膝外部。
2.根據權利要求1所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述脈衝發生電路(3)包括依次串接的電阻調檔電路(31)、高壓發生電路(32)、正負脈衝輸出電路(33)、以及設於正負脈衝輸出電路輸出端上的一對輸出電極(34)，所述電阻調檔電路的輸入端與電源連接，所述脈衝發生電路上還設有用以分別控制電阻調檔電路、高壓發生電路和正負脈衝輸出電路的單片機控制電路。
3.根據權利要求2所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述電阻調檔電路包括相併聯的電阻R1、R2、R3，R1、R2、R3的並聯支路上分別串接有NPN三極體Q1、Q2、Q3，Q1、Q2、Q3的集電極均與電源連接，發射極分別與R1、R2、R3連接，基極分別與單片機控制電路的信號輸出端連接，R1、R2、R3的並聯輸出端與高壓發生電路的輸入端連接。
4.根據權利要求2或3所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述高壓發生電路為並聯開關型穩壓電路，它包括依次串聯的電感L1和二極體D1，L1的輸入端與電阻調檔電路的輸出端連接，D1的輸出端與正負脈衝輸出電路的輸入端連接；D1與相串聯的NPN三極體Q4和電容C1支路相併聯，Q4的集電極與D1的輸入端連接，發射極與C1的一端連接且同時接地，基極經一電阻R4與單片機控制電路的信號輸出端連接，C1的另一端與二極體D1的輸出端連接。
5.根據權利要求4所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述正負脈衝輸出電路包括兩個PNP三極體Q5和Q6、兩個NPN三極體Q7和Q8、以及電阻R7～R12；Q5和Q6的發射極均與高壓發生電路的輸出端連接，Q5的集電極與Q7的集電極連接且同時與其中一個輸出電極連接，Q5的基極與其發射極之間連接有電阻R9，Q5的基極與Q8的集電極之間連接有電阻R12，Q7的發射極與Q8的發射極連接且同時接地，Q7的基極經一電阻R7與單片機控制電路的信號輸出端連接；Q6的集電極與Q8的集電極連接且同時與另一個輸出電極連接，Q6的基極與其發射極之間連接有電阻R10，Q6的基極與Q7的集電極之間連接有電阻R11，Q8的基極經一電阻R8與單片機控制電路的信號輸出端連接。
6.根據權利要求5所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述的單片機控制電路中採用PIC16F630單片機作為控制核心。
7.根據權利要求6所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述電路的供電電源為充電電池。
8.根據權利要求7所述的治療型關節炎護膝，其特徵在於所述的電熱軟膜(2)內加入治療關節炎的中藥製劑。
全文摘要
本發明涉及一種治療型關節炎護膝，它包括護膝，其特徵在於護膝中部設有電熱軟膜以及用以產生正負脈衝電壓的脈衝發生電路，所述脈衝發生電路的輸出端設於與皮膚接觸的護膝內側面的一對電極貼片上，脈衝發生電路的控制按鈕設於護膝外部。該產品不僅可產生類似於針灸作用的輸出電流，從而達到疏通經絡、緩解或治療關節炎的目的，而且攜帶使用方便，有利於用戶隨時隨地使用。
文檔編號A41D13/06GK1792396SQ20051002007
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月16日 優先權日2005年12月16日
發明者杜民, 劉獻祥, 王宇琳, 宋明清, 林木南 申請人:福州大學