用于抗肘关节损伤的柔性可穿戴式光疗仪的制作方法

本发明涉及一种医疗设备，更具体地，涉及一种用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪。

背景技术：

在中国许多运动员及老年人都会具有肘关节损伤的病痛，主要原因是肘关节长期劳损，导致附着在肘关节部位的一些肌腱和软组织，发生部分性纤维撕裂或损伤。其临床主要表现为上臂伸展时会引起疼痛，甚至在拿很轻的物体如水杯时都会有明显不适的感觉，一种典型适应症就是网球肘。目前治疗肘关节损失的方法包括使用牵引的方法进行运动恢复。比如有的专利提出的一种肘关节康复器，可以解决人工康复效率低、效果不佳的问题。另一种方法是使用艾灸箱对肘关节的特定部位进行熨灸或熏灸，该方法具有温经通络，行气活血等功效，对肘关节损伤具有一定效果。第三种方法是使用通电后的碳纤维或碳膜产生的红外线，对肘关节部位进行照射，从而产生热效应，促进皮肤和皮下组织升温，促进血液循环，从而缓解肘关节损伤带来的疼痛。而针对网球肘，大部分患者都是通过非手术方法换件病痛，主要包括外敷的药物和内服的中药制剂。比如一种包含：苏木、红花、千年健、防风、麻黄等中药制备而成的外敷的药物，其具有除湿祛风、活血通络的功效。内服的中药制剂主要包含地鳖虫、乳香、没药、牛膝、续断等中药成分，其吸收效果好，生产成本低，有利于及时减轻患处的疼痛。

临床研究表明，使用中心波长在630nm附近的可见光照射网球肘，可以通过提高局部区域的新陈代谢，促进血液循环，从而减轻网球肘所带来的疼痛。但是这些方法或装置都不能很好地治疗肘部疼痛。为此，现有技术还提出一种利用光照来调理肘部疼痛的仪器，但是这种仪器不能够很好地贴合肘部，导致不同照射区域的光功率密度不均，影响效果。同时，由于这种仪器的硬式材料设计，导致病人佩戴时感觉不舒适，影响使用。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种能够使辐射光能够垂直、均匀照射在损伤区域的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪。

本发明提供一种用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪，包括：肘部柔性适形光疗体，构造成层状结构并包括匀光材料层；嵌入在肘部柔性适形光疗体中的柔性电路板；均匀分布在肘部柔性适形光疗体中并与柔性电路板电连接的光源，并且所述光源发出的光线穿过所述匀光材料层出射；以及设置在肘部柔性适形光疗体中并与柔性电路板电连接的电源。

根据本发明，肘部柔性适形光疗体构造成适合人体肘部尺寸的条带，条带的两端的宽度大于中部的宽度，条带的两端分别设置有可选择性连接的连接件。

根据本发明，肘部柔性适形光疗体包括由外向内依次设置的外部表层、匀光材料层和内部贴合层，柔性电路板设置在外部表层和匀光材料层之间，光源均匀地设置在柔性电路板上。

根据本发明，光源的照射方向垂直朝向匀光材料层。

根据本发明，匀光材料层为2层叠置的有孔状结构的化学纤维材料，有孔状结构的化学纤维材料的孔径为0.1-5mm。

根据本发明，光源包括在肘部柔性适形光疗体上以阵列形式等间隔排列的LED灯。

根据本发明，LED灯之间的间距为5-20mm。

根据本发明，其特征在于，LED灯是输出光波长为600-780nm，辐射功率密度为1-20mW/cm²的LED灯。

根据本发明，电源包括便携式电池以及为便携式电池充电的充电器。

根据本发明，肘部柔性适形光疗体由硅橡胶或有孔状结构的化学纤维材料制成。

根据本发明，柔性电路板为将电源提供的恒压源转换成恒流源、控制光源的光照参数、检测人体的理疗参数并传输理疗参数的以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的柔性电路板。

本发明的另一方面提供一种肘部光疗系统，其特征在于，包括：

如上所述的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪；

与所述用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪通信连接的患者侧终端设备；

与所述患者侧终端设备通信连接的云端数据库；以及

与所述云端数据库通信连接的医生侧终端设备。

本发明的有益技术效果在于：

本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪采用肘部柔性适形光疗体和柔性电路板，能够使得该光疗仪很好地贴合肘部，从而保证光源的辐射光能够垂直、均匀照射在损伤区域，从而保证光子吸收的效率，达到治疗肘部疼痛的效果。另一方面，肘部柔性适形光疗体和柔性电路板的使用既可以减轻该光疗仪的重量，也可以保证患者佩戴过程的舒适性。

附图说明

图1是本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的示意图。

图2是本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的平面示意图。

图3是本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的剖面示意图。

图4是本发明的头部光疗系统的示意图。

具体实施方式

参考附图公开示出的实施例。然而，应当理解，所公开的实施例仅为可以以各种和替代形式显示的实施例。附图未必按比例绘制，并且可能放大或缩小一些特征来显示特定部件的细节。所公开的具体结构和功能性细节不应解释为限制，而是作为用于教导本领域技术人员如何实践本公开的代表性基础。

参照图1，本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1，包括：肘部柔性适形光疗体10，构造成层状结构并包括匀光材料层；嵌入在肘部柔性适形光疗体10中的柔性电路板20；均匀分布在肘部柔性适形光疗体10中并与柔性电路板20电连接的光源30，并且光源30发出的光线穿过匀光材料层出射；以及设置在肘部柔性适形光疗体10中并与柔性电路板20电连接的电源40。本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪采用肘部柔性适形光疗体10和柔性电路板20，能够使得该光疗仪很好地贴合肘部，从而保证光源的辐射光能够垂直、均匀照射在损伤区域，从而保证光子吸收的效率，达到治疗肘部疼痛的效果。另一方面，肘部柔性适形光疗体和柔性电路板的使用既可以减轻该光疗仪的重量，也可以保证患者佩戴过程的舒适性。概括而言，柔性电路板20、光源30、电源40集成在肘部柔性适形光疗体10的内部，构成用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1，其中光源30为损伤部位提供辐射光照，柔性电路板20用于设定光源30及治疗过程的参数，光源40为柔性电路板20供电，从而间接为光源30供电。

在优选的实施例中，肘部柔性适形光疗体10由硅橡胶或有孔状结构的化学纤维材料制成。柔性电路板20为将电源30提供的恒压源转换成恒流源、控制光源30的光照参数、检测人体的理疗参数并传输理疗参数的以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的柔性电路板，该柔性电路板是可剪裁的，可使光疗仪更容易弯曲并适应人体表面，同时也能够减轻重量。具体而言，柔性电路板20一方面将电源40提供的恒压源转换成恒流源，驱动光源30发光，实时控制光源30的发光强度、光照时间，检测人体皮肤表面的温度等理疗参数，并将理疗参数通过蓝牙无线传输给移动设备；柔性电路板20另一方面还具有高温保护功能，当人体皮肤表面温度超过一定值时，柔性电路板20能自动断开电源与光源之间的连接。从该角度来看，柔性电路板20也是一种控制电路。当然可以理解，在其他实施例中，柔性电路板20也可以替换为由硬质电路加工而成的多块电路板拼接在一起的适合人体肘部的电路。

在图1示出的实施例中，电源40包括便携式电池以及为便携式电池充电的充电器或者直接为设备供电的220V交流电，充电器通过用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1表面的USB接口或者充电接口为便携式电池充电。便携式电池为用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪提供电力，以便该设备正常工作。便携式电池一次充电结束，需满足用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪正常工作2～3疗程，便携式电池需集成在肘部柔性适形体10内部，便于病人随时开展理疗。充电器可以为用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪内部的便携式电池充电，可以是移动电源(充电宝)或220V交流电。便携式电池为12V锂电池，供电电压低于人体安全电压36V，并且本光疗仪无可碰触电器连接点，该锂电池技术成熟。试用期内可保证工作稳定并且无泄漏事故。

患者在办公室，家中或者外出时都可以佩戴使用，舒适方便。该产品安全可靠，价格便宜，便于携带，特别适合家庭理疗。适应症人群包括具有肘部损伤症状的人群。

应当理解，在其他可选的实施例中，柔性适形光疗体10不限于由硅橡胶或有孔状结构的化学纤维材料制成，也可以由其他能够很好贴合人体肘部的纤维、布料等柔性材料制成；柔性电路板30可以为其他现有技术中使用的柔性电路板；电源40可以为生活用交流电。本发明不局限于此。

参照图2，肘部柔性适形光疗体10构造成适合人体肘部尺寸的条带，条带的两端的宽度大于中部的宽度，条带的两端分别设置有可选择性连接的连接件50。具体而言，在使用时宽度较大的两端分别佩戴在人体的上臂和小臂，而宽度较小的中部佩戴在人体的肘部，然后通过连接件50将肘部柔性适形光疗体10固定在人体的上臂和小臂上。连接件50可以为魔术贴、卡扣或者其他能够方便拆卸并可调节条带长度的装置。肘部柔性适形光疗体10能够随着肘部尺寸变化而弯曲。在光疗仪正常工作过程中，肘部柔性适形光疗体10贴合在人体肘部皮肤表面，其作用包括为光源30提供支撑，保护其内部柔性电路板20和光源30免受外界的破坏。根据人体肘部形状，可以将LED灯31按照特定布局(如图2所示)固定在肘部柔性适形光疗体10中，保证光源照射区域内不同位置的皮肤都能垂直接受光照射，照射区内光功率密度分布均匀，从而进行快捷舒适的光理疗。

光源30用于照射人体肘部皮肤表面，光源30发出的为某一特定的波长或者几种波长的组合，例如在优选的实施例中，光源30输出光的波长为600-780nm，辐射功率密度为1-20mW/cm²。在图2示出的实施例中，光源30包括在肘部柔性适形光疗体10上以阵列形式等间隔排列的LED灯31。应当理解，LED灯31的布局可以随着肘部柔性适形光疗体10的外轮廓来调整，例如，在图2的实施例中，两端的LED灯31的个数要大于中部的LED灯31的个数。优选地，LED灯31之间的间距为，LED间距在5-20mm，优选实施例中为10mm。从而在肘部柔性适形光疗体10包覆人体肘部时，LED灯31发出的光能够均匀且垂直地照射损伤区域，以促进疗效。应当理解，在其他可选实施例中，LED灯31之间的间距可以为其他合适距离，LED灯31组成的阵列的有效发光面积也可以为其他合适的尺寸。本发明不局限于此。应当理解，图2旨在示意性地示出这种布局，并非严格按照等尺寸绘制。

在优选的实施例中，LED灯31是输出光波长为600-780nm，辐射功率密度为1-20mW/cm²的LED灯。更优选地，LED灯31可以为有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，简称OLED)，以在促进光疗效果的同时减轻本光疗仪的重量并节省能源。

在其他可选的实施例中，可以在设计时优化光源的选型、光源的排布及对光源的发光进行光学整形，保证光源均匀照射到人体肘部病变区域，以达到最佳的理疗效果。

参照图3，肘部柔性适形光疗体10包括由外向内依次设置的外部表层11、匀光材料层12和内部贴合层13，柔性电路板20设置在外部表层11和匀光材料层12之间，光源30均匀地设置在柔性电路板20上。换言之，本发明的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的结构为：第一层：外部表层11，选择材质高档以达到美观并起一定的支撑作用。第二层：柔性电路板20，可自由弯曲，打破传统的直硬电路板，符合柔性体设计要求，从而实现对不同的部位进行贴合。第三层：LED灯31，预先设计好LED之间的间距和个数，依次镶嵌在柔性电路板20上，作为垂直照射光源。第四层：匀光材料层12，采用光扩散剂或者有孔状结构的化学纤维材料回弹性高，光的输出经过匀光材料层发生漫反射，使得光均匀在另一面输出，从而保证治疗的效果。第五层：内部贴合层13，其贴近皮肤，采用纯棉、麻或者是更合适人体皮肤接触的布料，以保证患者佩戴过程中的舒适度。

根据本发明，作为光源30的LED灯31的照射方向垂直朝向匀光材料层12，使光线在匀光材料层12中发生漫反射，从而均匀且垂直地照射到损伤区域。

此外，本光疗仪具有通风散热设计，能够保证人体可触碰区域温度低于41℃；与人体接触一侧装有温度传感器，当电路故障或者温度高于41℃时，有效治疗区域自动断电，保证人体不会被灼伤。本光疗仪中人体可触碰区域均使用柔软布料，含金属部件的有效治疗区域全部至于布料中间夹层，保证使用过程中人体皮肤不会被划伤。有效治疗区域设计有特殊的应力释放结构，保证其在受力弯折时不受损伤。在优选的实施例中，可以为本光疗仪专门设计手机App软件，光疗仪与手机通过蓝牙无线传输数据。通过手机App软件能够精确调节光照剂量，同时有光照剂量阈值保护，当局部电路出现故障，光照剂量超过阈值，有效治疗区域自动断电，保护人体不会受到超强光照剂量的损害；本光疗仪可设定治疗时间，在治疗完成后有效治疗区域自动断电，避免长时间照射对人体的副作用；实时收集产品表面温度值，具有高温保护功能。

本光疗仪与人体接触层采用纯棉材质，佩戴舒适，无刺激感；同时本光疗仪结构设计易拆卸，便于清洗，避免了长期使用细菌滋生对人体的危害。

参照图4，本发明的另一方面提供一种肘部光疗系统，包括：如上所述的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1；与用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1通信连接的患者侧终端设备2；与患者侧终端设备2通信连接的云端数据库3；以及与云端数据库3通信连接的医生侧终端设备4。其中，患者侧终端设备2和医生侧终端设备4可以为例如手机等的移动设备，也可以为例如电脑等的固定设备；患者侧终端设备2与用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪1之间的通信连接和云端数据库3与患者侧终端设备2之间的通信连接实际上是一种信息交互。本发明所描述的用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪具有例如温度传感器和计时器等的测量装置和例如蓝牙、红外线等的无线数据传输装置，可以测量患者在使用过程的相关参数，包括温升，照射时间等。所有数据可以通过患者侧终端设备2实时收集用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的理疗参数，并通过无线传输的方式将理疗参数汇聚到云端数据库3当中。医生可以通过医生侧终端设备4查询系统内每一位患者的理疗参数，并通过大数据系统对众多患者的治疗效果进行分析，从而改进用于抗肘关节损伤的可穿戴式光疗仪的参数与性能，并为每一个病人提供包括给出指导建议的个性化的服务。以上提及的各种测量装置、数据传输装置、云端数据库和大数据系统等均为现有技术中常见的硬件或软件，本发明旨在将这些现有的硬件或软件进行具有创造性的有机结合，以实现更便捷的用户体验和更优良的光疗效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。