智能超声止痛装置的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，尤其是涉及一种超声止痛装置。

背景技术：

在现代社会中，疼痛经常会伴随着各类疾病或损伤而产生，成为困扰人类健康最严重的问题之一。其发生机制多种多样且非常复杂，例如，剧烈的运动会增加乳酸产生，导致肌肉酸痛；外力作用会引起肌肉肌腱拉伤甚至骨裂骨折而引起疼痛；关节炎症会导致人体关节疼痛；病人在手术之后因创口而产生的疼痛等。疼痛已经成为了一个巨大的社会问题，作为一个未满足的社会医疗需求，疼痛不但给病人带来痛苦，而且每年会造成全球数十亿美元的社会成本损失。

针对上述问题，目前常用的方法为药物治疗，包括口服的镇痛药以及外用的贴剂膏药等。但是一方面用药时间过长容易导致人体产生耐药性，甚至药物成瘾的问题；另一方面止痛药物的研发成本较高，研发周期较长，研究过程复杂。在研发人员做药物的模型试验时，动物模型与人体模型的效果有时差异较大，因此研发难度较高。这些问题都导致了现在并没有较为权威的止痛方法。

超声止痛是新型的止痛方式之一，其利用超声具有的机械效应、热效应和物理化学效应，通常用于缓解患者因积累性劳损引起的局部肿胀、疼痛，治疗病理性疼痛。但是，现有的超声止痛装置治疗效果还有待于进一步提升。

技术实现要素：

本发明提供了智能超声止痛装置，解决相关技术中超声止痛所带来的技术问题，可以利用不同的振动状态和振动参数对患有各种疼痛的患者进行更有针对性的物理止痛。

一种智能超声止痛装置，其特征在于，包括

止痛头，所述止痛头用于贴覆在目标部位；

振动元件组，所述振动元件组内置于所述止痛头，所述振动元件组包括至少两个振动元件；

驱动单元，所述驱动单元用于分别控制所述振动元件组中的各个所述振动元件进行超声振动。

进一步地，还包括人机交互单元，所述人机交互单元用于输入指令；所述驱动单元用于根据所述指令控制所述振动元件的振动状态和/或振动参数。

进一步地，所述驱动单元包括处理器和与所述振动元件一一对应的信号发生器，所述处理器用于通过所述信号发生器控制各个所述振动元件发生超声振动。

进一步地，所述止痛头还包括设置在所述振动元件组外部的上盖板和下固定载体，所述下固定载体设置有与所述振动元件组相对应的安装部。

进一步地，所述止痛头与目标部位之间设置有贴覆水袋。

进一步地，所述止痛头与目标部位相接触的一侧设置有反馈元件组，所述反馈元件组用于将目标部位处的振动情况反馈给所述驱动单元；所述驱动单元用于接收所述反馈元件组反馈的振动情况，判断目标部位处的振动情况是否超出预设范围，通过调节所述振动元件使目标部位处的振动情况回归至预设范围。

进一步地，所述振动元件组之上覆盖有弹性防护衬垫。

进一步地，所述驱动单元用于控制所述振动元件交替进行超声振动。

进一步地，所述振动元件组包括至少两个振动元件a，至少两个所述振动元件a的布置呈环形阵列、直线形阵列、角形阵列或以上至少两种阵列的组合。

更进一步地，所述振动元件组还包括至少一个振动元件b，所述振动元件b位于呈环形阵列布置的所述振动元件a之间；所述驱动单元用于控制所述振动元件b与至少一个所述振动元件a同时发生超声振动。

本发明提供的智能超声止痛装置，将止痛头贴覆于目标部位并启动驱动单元，驱动单元根据设定控制振动元件组进行超声振动，超声振动就可以通过止痛头传递到目标部位，达到物理止痛的目的。由于本发明的振动元件组包括至少两个振动元件，各个振动元件可由驱动单元分别控制，因此用户可以根据当前目标部位的疼痛情况，利用各个振动元件不同的振动状态(发生振动或不发生振动)和振动参数(包括振动频率、声强度、振动时间以及周期)进行多样化的选择，从而对目标部位进行更有针对性的物理止痛，进而达到更为优化的止痛效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种智能超声止痛装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的一种智能超声止痛装置的结构爆炸图；

图3是根据本发明实施例的移动型振动模式止痛头的结构爆炸图；

图4是根据本发明实施例的混合型振动模式止痛头中振动元件组及其对应的下固定载体的结构示意图。

上述图中：1、止痛头；2、粘带；3、驱动单元；4、人机交互单元；5、振动元件组；6、弹性防护衬垫；7、压片(含通线孔)；8、下固定载体；9、上盖板；10、螺钉；11、贴覆水袋；12、反馈元件组。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本实施例中提供了一种智能超声止痛装置，图1是根据本发明实施例的智能超声止痛装置的结构示意图，图2是根据本发明实施例的智能超声止痛装置的结构爆炸图，如图1和图2所示，该智能超声止痛装置包括止痛头1，止痛头1内置有振动元件组5，振动元件组5包括至少两个振动元件；振动元件与驱动单元3电连接，驱动单元3用于根据接收的指令分别控制振动元件组5中的各个振动元件进行超声振动。其中，振动元件可以但不限于是压电片、电陶瓷激振器或磁致伸缩激振器，振动元件通过某种排列组合方式形成内置于止痛头1的振动元件组5。当然，止痛头1内部所设置振动元件组5的数量也可以不限于一个，还可以是包括多个振动元件组5，其中至少一个振动元件组5包括至少两个振动元件。

通过上述装置，振动元件组5中的各个振动元件可以由驱动单元3分别控制，分别在止痛头1内产生超声振动或不产生超声振动，各个振动元件也可以产生不同参数的超声振动，从而形成多样化的超声止痛过程，进而针对于不同的疼痛情况达到更优化的止痛效果。

驱动单元3对各个振动元件的状态控制和参数控制是根据用户输入的指令进行的。作为一种可选的实施方式，驱动单元3与人机交互单元4电连接，人机交互单元4根据输入的参数向驱动单元3传递指令。具体地，在人机交互单元4上输入的指令通常涉及对各个振动元件振动状态和/或振动参数的设定。其中，振动状态具体为振动元件组5中的振动元件发生振动或者不发生振动，振动参数可以包括但是不限于振动频率、声强度、振动时间以及周期。另外，根据振动元件组5中振动元件的不同排列组合可以将各个振动元件的振动状态和/或振动参数预先配置为不同的振动模式。也就是说，人机交互单元4可以同时预先配置振动状态和振动参数，也可以配置振动模式和振动参数中的一种，还可以根据振动状态和/或振动参数的不同预先配置为固定的几个振动模式。另外，人机交互单元4可包括设置在驱动单元3外壳的按键和显示屏幕，其中，按键用于输入或选择指令并将指令发出；显示屏幕用于将所选择的指令可视化。按键和显示屏幕所组成的人机交互单元4在使用上是较为简洁方便的，也可使本申请所述装置具备便携的特点。

驱动单元3用于根据人机交互单元4的输入内容来控制振动元件组5按照预期工作；这样可以实现集中控制、简化操作流程，使得智能超声止痛装置的使用更加便利。驱动单元3具体可以包括处理器和信号发生器，信号发生器与振动元件组5中的振动元件一一对应。处理器的输入端与人机交互单元4的输出端电连接，处理器的输出端与每个信号发生器的输入端电连接，每个信号发生器的输出端与对应的振动元件电连接。处理器用于接收人机交互单元4输入的指令，并依据该指令通过信号发生器控制各个振动元件是否产生超声振动以及所产生超声振动的振动频率、声强度、振动时间以及周期。

止痛头1贴覆于目标部位并通过振动元件组5的超声振动进行物理止痛，因此智能超声止痛装置可选地还包括粘带2，粘带2用于将止痛头1固定在目标部位。粘带2一般为一次性用品，可以但不限于是医用绷带。粘带2可与止痛头1非贴合于目标部位的一侧相固定，并且通过直接与目标部位的皮肤相粘接以固定止痛头1。

实际设计时，止痛头1还包括用于安装振动元件组5的固定部分，具体包括分别设置于振动元件组5下方和上方的下固定载体8和上盖板9，以将振动元件组5中的振动元件按照某种排列组合方式固定在止痛头1内部；下固定载体8和上盖板9通过螺钉10连接，以保证该装置结构的稳定性。一方面，上盖板9可设置有连接部，用于与前述的粘带2相连接。另一方面，下固定载体8可设置有与振动元件组5相对应的安装部，该安装部可以是凹槽结构、插槽结构、卡爪结构等，只要是能够与振动元件组5中振动元件的数量和排列方式相对应，且实现将这些振动元件以限位方式安装于下固定载体8的结构形式均可。下固定载体8的安装部可以防止各个振动元件的位置发生改变；同时使各个振动元件之间互不接触，防止电信号的错乱。

作为一种可选的实施方式，振动元件组5之上还覆盖有弹性防护衬垫6，弹性防护衬垫6可以设置在振动元件组5与上盖板9之间。弹性防护衬垫6不仅进一步将振动元件组5进行固定，还能够在下固定载体8和上盖板9之间的腔体中起到调节空间的作用，为振动元件组5提供了有效的软保护，同时使振动元件组5在工作状态下保持良好的稳定性。另外，在弹性防护衬垫6的上方覆盖有压片7，压片7设置有通线孔，通线孔用于将振动元件组5的电线引出并与驱动单元3连接。

作为一种可选的实施方式，止痛头1与目标部位之间设置有贴覆水袋11。例如，在下固定载体8外部设置贴覆水袋11，使贴覆水袋11位于止痛头1与目标部位之间。贴覆水袋11采用柔性材料制作，可分为内外两层，其中内层存放接近人体软组织的乳剂，例如由水、蓖麻油、甘油组成的乳剂。由此，贴覆水袋11可与目标部位形成更加紧密的贴覆，并且将由振动元件组5的超声振动更好的传递到人体目标部位。

智能超声止痛装置是可以被患者带在身上随时进行止痛的，属于便携式装置，所以在本装置工作的过程中，其振动方式有可能会因为外界的某种因素而发生不可预知的改变，从而影响止痛的效果和效率，特殊情况下甚至可能会对用户目标部位造成一定的伤害。因此，为了进一步提高系统稳定性，该装置还包括反馈元件组12，反馈元件组12设置在止痛头1与目标部位相接触的一侧，反馈元件组12可以包括至少一个反馈元件。其中，反馈元件组12用于将目标部位处的振动情况反馈给驱动单元3，驱动单元3用于接收反馈元件组12反馈的振动情况，判断目标部位处的振动情况是否超出预设范围，通过调节振动元件使目标部位处的振动情况回归至预设范围。具体地，驱动单元3包括处理器和信号发生器；反馈元件组12与处理器的反馈端电连接，反馈元件组12用于将工作状态下目标部位处的振动状态和/或振动参数反馈给处理器，实现对目标部位处振动状态和/或振动参数的时时监测。处理器接收反馈元件组12的反馈信号后自动与预设的振动状态和/或振动参数范围进行对比，若反馈的振动情况超出预设范围，处理器则会自动调节输出端的振动参数，通过信号发生器调节振动元件组5中的各个振动元件，使目标部位处的振动情况回归预设范围。优选地，反馈元件组12位于贴覆水袋11与目标部位相接触的一侧，具体可分布在贴覆水袋11内层与外层的夹层中，并通过下固定载体8两侧的通线孔与驱动单元3进行电连接。

采用本实施例提供的技术方案，振动元件组5中的各个振动元件由驱动单元3分别控制振动状态和/或振动参数，因而能够产生多样化的超声止痛过程。在这其中，驱动单元3可以控制振动元件组5中的各个振动元件交替进行超声振动，是一种效果和安全兼优的方式。振动元件组5中的各个振动元件交替进行超声振动，是指驱动单元3控制至少一个振动元件发生超声振动时，其他至少一个振动元件不发生超声振动；如此，既可以使目标位置的各个部分均接受到超声振动，又可以保证各个部分不会一直处于超声振动作用的中心。这样，振动元件组5中的每个振动元件的超声参数可以适当增大，止痛头1贴覆在目标部位的时间也可以相对延长；不仅止痛效果更好，而且也能够避免对定点部位持续施加超声振动时局部温度升高，甚至由于参数设置不当造成损害的问题。另外，振动元件组5所包含的多个振动元件的形状和排布方式可以有很多种，根据振动元件不同的排布方式以及形状设计可以产生多种振动模式的止痛头1，在本实施例中提供了两种典型的止痛头1可选形式。

第一种可选形式：

结合图3所示，止痛头1内置的振动元件组5具有四个相同的振动元件a，每个振动元件a均为扇形；四片扇形的振动元件a组成一个圆形的振动元件组5。多个振动元件呈环形阵列布置可以实现较为均匀的在目标部位施加超声振动，并且止痛范围相对较大。采用这样的排列布置方式，并且利用驱动单元3控制四个振动元件a交替工作，可以叠加环形阵列布置和交替超声振动的优势，实现对范围较广病灶的移动式超声止痛模式，其使用病症主要针对区域性病痛，如积累性劳损引起的局部肿胀、疼痛。

在振动元件组5的多个振动元件a如图3示出的呈环形阵列布置的情况下，驱动单元3可进一步控制振动元件组5中的各个振动元件a周向循环的依次交替进行声振动，以及限制某时刻进行超声振动的振动元件a至少为一个且至多为两个。例如：将四个呈环形阵列布置的振动元件a按照顺时针方向编号为a1、a2、a3、a4，驱动单元3启动，振动元件a1和振动元件a2开始工作；设定时间后振动元件a1停止工作，同时振动元件a3开始工作；设定时间后振动元件a2停止工作，同时振动元件a4开始工作；设定时间后振动元件a3停止工作，同时振动元件a1开始工作；以此类推进行周向循环。这样，驱动单元3控制振动元件a周向循环的依次交替进行超声振动，可使多个振动元件a产生模拟移动式的圆周运动，保证目标部位的各个部分均接受周期性的超声治疗，从而能够更加均匀的将超声振动施加在目标部位的整体范围；而限制某时刻进行超声振动的振动元件a至少为一个且至多为两个，能够消除振动元件a在工作时有可能产生的空档时间。

第二种可选形式：

结合图4所示，止痛头1其内置的振动元件组5具有五个振动元件，除四个呈环形阵列布置的振动元件a外，在四个振动元件a之间还设置有一个圆形的振动元件b。采用这样的排列布置方式，在利用驱动单元3控制四个环形阵列的振动元件a交替工作的同时，结合驱动单元3控制中间的振动元件b进行超声振动，以形成混合式超声止痛模式；一方面用于直击痛点病灶，另一方面还可改善因病灶的存在而导致关节周围组织的疼痛状况，适用病症主要针对小范围痛点型病理。

在振动元件组5的多个振动元件如图4示出的，振动元件b位于呈环形阵列布置的振动元件a之间的情况下，驱动单元3的处理器可以通过信号发生器控制振动元件a交替进行超声振动；同时驱动单元3的处理器可以通过信号发生器控制振动元件b与至少一个振动元件a同时发生超声振动。类似地，在此种止痛头1中，驱动单元3也可以控制振动元件a周向循环的依次交替进行声振动，也可以限制同时进行超声振动的振动元件a至少为一个且至多为两个，此处不再赘述，请参见“第一种可选形式”止痛头1的相关描述。

需要说明的是，前述使用“a”、“b”、“a1”、“a2”、“a3”、“a4”等字符来区分振动元件，仅仅是为了便于对振动元件所在位置进行区别，除此以外，“振动元件a(a1、a2、a3、a4)”、“振动元件b”并没有其他特殊含义，都属于本申请所述的振动元件。

上述两个可选方式的振动元件组5都包括呈环形阵列布置的振动元件，可以针对区域性疼痛进行止痛操作，产生较为集中的止痛效果；但是振动元件的排列分布方式并不局限于此，而可以是多种多样的。例如，还可以是振动元件组5中的若干振动元件呈直线形阵列或者呈角形阵列，这种方式适合实现止痛头1沿筋络方向进行止痛。直线形阵列或者角形阵列的振动元件均可进行交替振动以形成移动式超声止痛模式，还可以在此基础上结合选择某位置的振动元件持续振动以形成混合式超声止痛模式，例如，选择直线形阵列中间的振动元件或者角形阵列交点处的振动元件。另外，还可以将环形阵列、直线形阵列、角形阵列等布置形式中的两种或者两种以上进行组合，形成其他阵列形式的振动元件组5。

另外，振动元件组5中振动元件的形状也可以是多种多样的，除扇形外还可以是圆形、菱形、三角形、方形、梅花形等；而多个均分的扇形振动元件可以组成圆形的振动元件组5，形成较大的超声振动面积，避免浪费空间，是一种较佳的设计。

需要说明的是，不同排列分布方式和形状设计的振动元件组5对应不同的下固定载体8，并且所对应的振动状态和振动参数也可以各不相同。一套智能超声止痛装置可以配置多组的振动元件组5和下固定载体8，以形成不同振动模式的止痛头1。

根据上述的实施例可以知道，本发明的智能超声止痛装置在使用时：医务人员需要根据患者表现出来的症状以及疼痛程度分析确定患者致痛的直接原因；根据分析的病因，能够准确的选择止痛治疗所需要的振动模式以及在振动模式下选择相应地振动参数。例如，若患者常年患有膝骨性关节炎，导致关节处疼痛程度较高，医务人员可根据膝骨性关节炎的病因判断病灶较小，适合采用痛点型治疗，然后根据装置说明选用混合型振动模式的止痛头1，并在人机交互单元4进行振动参数的预设置。具体的，首先取出一次性粘带2，然后将选好振动模式的止痛头1与粘带2进行粘接。在不影响患者进行必要活动的前提下，止痛头1被放置在患者需要止痛的目标部位上。之后将粘带2两侧与目标部位周围的皮肤进行粘连，从而实现止痛头1在目标部位上的贴覆固定。最后启动驱动单元3，驱动单元3根据设定控制振动元件组5进行超声振动，超声振动就可以通过止痛头1的下固定载体8传递给与目标部位紧密贴覆的贴覆水袋11，再由贴覆水袋11将超声振动传递到患者需止痛的目标部位。另外，止痛操作之前还可以在目标部位的皮肤上涂抹超声耦合剂，可以但不限于是医用导声膏、凡士林或液态石蜡，从而有效减少超声反射现象，增加振动的传导效率。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：结构简单、操作便捷，使用时，用户根据具体情况选择合适振动模式下的止痛头1，然后贴覆在目标部位上之后，就可以通过驱动单元3启动振动元件组5中的各个振动元件，利用各个振动元件不同的振动状态(发生振动或不发生振动)和振动参数(包括振动频率、声强度、振动时间以及周期)进行多样化的选择，从而对目标部位进行更有针对性的物理止痛，进而达到更为优化的止痛效果。本发明区别于药物治疗的优势不仅在于避免了患者因长期用药而产生抗药性或药物成瘾问题，还在于大大降低了止痛成本和止痛方向研究的难度，推动了社会医疗对于止痛治疗需求的满足。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述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。