儿童与成人双模式热疗、光疗及磁疗皮肤物理治疗仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及综合运用热疗、红外光疗和磁疗对皮肤炎症的治疗装置领域。尤其涉及痤疮和昆虫叮咬性皮炎的居家物理治疗装置。
【背景技术】
[0002]痤疮和昆虫叮咬性皮炎是最常见的两种皮炎，其原因是病菌病毒或毒素侵入皮肤，具体来讲，痤疮是由于痤疮丙酸杆菌进入皮肤并大量繁殖导致，而叮咬性皮炎是由于昆虫叮咬将病原微生物或者昆虫分泌物注入到皮肤内导致。痤疮性皮炎十分普遍，特别是男性30岁以下患有或者曾经患过痤疮性皮炎的比例高达85% ;而在昆虫活跃的季节和地区，昆虫叮咬导致的红肿、瘙痒等叮咬性皮炎更加普遍，而昆虫叮咬往往也是导致一些传染病的主要产生途径，例如，蚊虫、蜱虫以及隐翅虫而导致的疟疾、登革热、蜱虫病等，据世界卫生组织数据，虫媒传播的疾病估计在全部传染病的全球负担中占17%。致死率最高的病媒传播疾病一一疟疾，在2012年估计造成了 62.7万例死亡，全世界发展速度最快的病媒传播疾病是登革热，发病数量在过去50年间增加了 30倍。
[0003]痤疮和昆虫叮咬性皮炎有相同的产生机理:细菌及其代谢物或者昆虫毒素进入体内，作为一种过敏原刺激人体肥大细胞产生抗体(IgE)，当致敏的抗体(IgE)没有被人体免疫细胞清除，再次结合过敏原时，抗原与抗体的结合激活了肥大细胞，肥大细胞脱颗粒释放组织胺和缓激肽等慢反应物质，导致皮肤瘙痒、组织液渗出、红肿等炎性血管病变。
[0004]痤疮和昆虫叮咬性皮炎的传统治疗方式主要有三种:一种是对炎性病灶针刺清创并辅以酒精等药水消毒；第二种是直接在患处涂抹基于激素或者抗生素的药膏；第三种是采用中草药熏蒸或者口服中药汤剂调理。针刺清创这种方式属于创伤性治疗手段，非常容易留下疤痕，特别是面部炎症不太适合创伤性治疗手段，此外，基于酒精的药水刺激性大，患者耐受性差；而药膏和中草药口服或者熏蒸对于儿童和孕妇这种特殊群体有极大的局限性和弊端。
[0005]对炎性局部病灶进行50到60摄氏度之间的脉冲状短暂局部加热，持续时间4到8秒，大部分致病微生物在此温度下将被杀死或杀伤，组织胺和缓激肽等导致过敏的应激反应物在此温度下也会被破坏和分解，皮肤的炎性反应也会随着致病微生物和过敏反应物的消失而消除。
[0006]从微观上看，红外线的频率相对较低，红外线只能穿透原子和分子的间隙，而不能穿透原子、分子的内部，由于红外线只能穿透到原子和分子的间隙，会使原子和分子的振动加快，彼此间距拉大，即增加热运动能量，因此一定剂量的红外线照射局部皮肤不会对造成人体损害，但可以对局部皮肤产生一系列的生物效应。因炎性区域的色素沉着量大于正常皮肤，炎性越重，色素沉着量越大，炎性区域对红外光的吸收量明显增多，当生物学意义上的红外光，特别是近红外光(IR-A,波长760nm~1400nm)，实验证明其穿透皮肤的深度达5~10毫米，当近红外光照射炎性区域并抵达炎性病灶深部时，炎性病灶区域产生明显强于正常皮肤的一系列生物效应，这些生物效应包括组织温度升高，毛细血管扩张，血流加快，物质代谢增强，组织细胞活力及再生能力提高，免疫细胞活力增强，细胞的吞噬功能增加，肿胀及炎症消除，神经兴奋程度降低，瘙痒减少或消除。
[0007]磁性是物质的一种基本属性，根据物质在外磁场中表现出的不同磁性行为，可分为抗磁性和顺磁性等磁性行为，组成生物体的分子中大多表现出一定的磁性行为，如抗磁性的水分子和DNA等大生物分子、顺磁性的血红蛋白和代谢产生的自由基。此外，生命活动如物质输运、能量转换和信息传递过程中，电荷的传递或离子的迀移伴生相应的生物磁场，因此，当外部磁场靠近并作用于炎性病灶时，由于皮肤细胞周围磁场的改变，增强了皮肤细胞生物膜的通透量，改善了细胞组织通透性，促进了炎性皮肤的局部血液循环，加强了渗出物的消散和吸收，提高了肌体的非特异免疫力，强化了局部白细胞吞噬能力，降低了炎性病灶末稍神经的兴奋度，进而达到消肿、消炎和止痒的目的。关于磁疗的作用，在中国的传统医学《本草纲目》和现代生物磁学对此都有记载和研究。
[0008]现有的一些专利也涉及到利用物理方式对皮炎进行治疗或者美容的装置，但都存在一定的弊端:
(1)单一的利用热疗、单一的通过电极放电的电疗或者单一的红外光疗装置，其治疗方式单一，治疗方式之间没有互补性，治疗效果差；
(2)现有的一些单一使用热源作为皮炎治疗方式的装置，其热源的产生方式过于简单，热疗过程中没有微控制器的参与，无法对热疗实现精准控制，热疗停止与否依靠的是人能否忍受烫感，因此容易导致烫伤发生，特别是应用于无法用语言表达的婴幼儿时，其弊端愈加明显。如专利CN01219864.1利用的是直接喷火作为热源，CN93232984.5利用的是直接向腔体中注入发热物质作为热源；
(3)现有的一些单一使用红外光源作为治疗方式的装置，要么利用大面积光源对皮肤照射，虽然输出的红外光剂量足够高，但会对病灶周边健康皮肤会造成刺激或附带损伤，患者耐受性差；而现有的一些小功率手持装置，输出红外剂量又太低，且加之治疗方式单一，没有相互配合或者互补的治疗方式，不足以杀死和破坏侵入皮肤的微生物或者毒素，治疗效果非常有限；
(4)婴幼儿的皮肤相对于成人皮肤，甚至成人不同部位的皮肤，对热和光的耐受能力有明显差异，现有用物理方式治疗皮炎的装置没有对此进行区分，因此适应性有较大的局限。
(5)现有的一些利用物理方式治疗皮炎的装置，其人机交互方式不够友好，治疗开始、进行中和治疗结束缺乏必要的声光提示，用户使用过程中无法了解装置所处的治疗状态，非专业人士操作时往往十分困惑，不太适合家庭等非专业人士使用；
【发明内容】
[0009]本发明制造旨在克服痤疮和昆虫叮咬性皮炎的传统治疗方式的弊端，通过综合运用热疗、光疗和磁疗的生物效应，在微控制器的控制和协调下，提供一种无须药物、安全、可靠、便携，人机交互方式友好，适应包括儿童和孕妇在内的所有人群的皮炎的物理治疗装置。
[0010]为达目的，本发明是这样实现的。
[0011]儿童与成人双模式热疗、光疗及磁疗皮肤物理治疗仪从外部看包含:壳体、儿童模式按键、成人模式按键、热疗陶瓷头、红外光透射窗口、导光片。壳体内部靠近治疗头部的位置集中了热疗、红外光疗和磁疗部件；此外，壳体内部还配有两节AA电池、一块控制系统主板、一块柔性线路板、按摩振子、双色LED。
[0012]热疗模式的实现:按下儿童模式按键或者成人模式按键，轻触开关向微控制器发出触发信号，微控制器根据触发信号，选择启动儿童模式或者成人模式的治疗流程。先由微控制器打开发热体(MOSFET)的电源，发热体(MOSFET)因通电而开始加热陶瓷头，陶瓷头的温度和持续时间由微控制器控制。通过陶瓷头和皮肤的接触，对局部病灶进行加热。
[0013]红外光疗模式的实现:微控制器根据模式触发信号，选择启动儿童模式或者成人模式的治疗流程。微控制器打红外光发射器的电源开关，红外光发射器透过壳体头部的红外透射镜片向外发射红外光，对局部病灶进行照射，红外光发射的剂量和持续时间由微控制器的控制。
[0014]按摩的实现:微控制器根据模式触发信号，选择启动儿童模式或者成人模式的治疗流程。微控制器打开按摩振子的电源开关，按摩振子的马达通电后，上面的偏心轮开始高速转动，从而带动壳体头部的振动，当壳体头部接触局部病灶时，实现对局部病灶的技摩。
[0015]磁疗的实现:磁疗部件主要是由强磁铁构成，强磁铁安装在壳体头部，当壳体头部靠近炎性病灶时，高强度磁力线穿过局部皮肤，从而产生磁疗作用。
[0016]声音提示的实现:微控制器根据模式触发信号，选择启动儿童模式或者成人模式的治疗流程，与此同时，微控制器控制蜂鸣器发出短促的滴滴声，发声的持续时间、节奏由微控制器控制。
[0017]灯光提示的实现:微控制器根据模式触发信号，选择启动儿童模式或者成人模式的治疗流程，与此同时，微控制器打开双色LED灯的电源，双色LED根据治疗模式和治疗流程所处的状态，双色LED灯发出不同节奏和不同颜色的光，双色LED灯光透过壳体上的导光柱射向外部，从而向用户提示治疗状态。
[0018]控制系统主板是整个物理治疗仪的核心部件，上面配置了微控制器、两个轻触开关、蜂鸣器和一些辅助电路，微控制器通过运行软件代码，实现对热疗部件、光疗部件、声光提示部件、振动按摩振子和轻触开关的控制。具体来讲，对热疗部件的持续加热时间和温度、光疗部件的红外光剂量和持续时间、按摩的强度和持续时间，均通过微控制器的输出的脉冲宽度调制PWM信号实现。而蜂鸣器的发声则可通过微控制器的控制端口输出一定频率的方波实现，如人耳朵敏感的IKHz方波信号；微控制器对其他部件如轻触开关、双色LED等均可通过微控制器的输入和输出端口控制。控制系统主板由两节串联的电池供电。
[0019]系统供电的实现:电池安装在壳体内部的电池腔，打开壳体电池盖即可拆卸电池，两节AA电池通过弹簧串联在一起，串联后为整个治疗仪的用电部件提供3V直流电，电池电压在2.2V到3V变化时，整个系统仍正常工作。
[0020]本发明内部电子元件载体的实现:壳体内部装有一块长条状柔性线路板(FPC)和一块硬质线路板，控制系统及其辅助电路的电子元件、蜂鸣器、轻触开关安放在硬质线路板上；双色LED灯，红外光发射器，发热体(MOSFET)安放在柔性线路板上。
[0021]本发明在热疗状态时，儿童模式时热疗陶瓷头接触皮肤的温度在45到50度之间，成人模式时热疗陶瓷头接触皮肤的温度在55度到65度之间。
[0022]本发明在热疗状态时，儿童模式热疗持续时间为4秒，成人模式时热疗持续时间为8秒。
[0023]本发明的采用的红外发射器，其红外发射波长范围在750nm到1400nm之间。
[0024]本发明在红外光疗状态时，儿童模式的红外光发射剂量在400mW/cm2到800mw/cm2之间，成人模式的红外光发射剂量在600mW/cm2到1200mw/cm 2之间。
[0025]本发明在在治疗时，电池电压的变化可通过软件算法补偿，治疗强度不受电池电压变化的影响。
[0026]本发明在对皮炎部位按摩时，儿童模式按摩持续时间为6秒，成人模式按摩时间为10秒。
[0027]本发明在对皮炎部位进行治疗时，治疗流程在微控制器控制下，依次为热疗、红外光疗、按摩；磁疗贯穿治疗过程的始终，直到治疗结束移开治疗仪。
[0028]本发明的壳体所使用的材料是无毒的聚碳酸酯(PC )，可采用酒精擦拭消毒。
[0029]本发明的红外光透射镜片所使用的材料是无毒的红色透光亚克力，可采用酒精擦拭消毒。
[0030]本发明的热疗头所使用的材料是无毒的陶瓷体，可采用酒精擦拭消毒。
【附图说明】
[0031]图1:为本发明整体结构正面的示意图。
[0032]图2:为本发明整体结构背面的示意图。
[0033]图3