基于低频交变电磁的理疗背心 摘要： 随着社会的发展，人们工作学习的压力越来越大，伏案工作学习的人越来越多，时间也很长，因此而导致有肩周炎、颈椎病及颈肩部肌肉酸痛的人越来越多。而现有的电疗产品大多比较笨重，不能随身携带，医院使用的电疗产品适合于治疗已经严重的病痛，不能用于日常保健；家用产品治疗时的安全性让人担忧且治疗部位不精准、不方便等问题。针对目前市场上这些电疗产品的缺陷，我们提出了使用方便、安全，集治疗与保健于一体的基于低频交变电磁的理疗背心。关键词： 低频交变电磁 低频电疗 可导电纺织材料 人体穴位 一 电疗与磁脉冲理疗发展现状1 电磁疗产品介绍： 利金治疗仪顶级版“中药王”该产品融合远红外疗、电磁疗、磁场疗、脉冲助力疗、电热敷疗、穴位炙疗等八大治疗系统到中药气离子导入、中药渗透，使中药24小时循环透肤。主治范围：用于关节炎、肩周炎、颈椎病、坐骨神经痛、风湿类风湿、肌纤维组织炎、软组织挫伤、腿鞘炎、腰肌劳损、骨质增生、腰腿痛、腰间盘突出、网球肘炎、臂丛神经痛、手足麻木、肌肉酸痛、腰膝酸软、失眠、便秘、妇科病等治疗。 “TDP（特定电磁波谱）”的保健治疗器该产品和传统的红外理疗器及微波理疗器的不同之处在于，TDP选取了三十多种人体内不可缺少的元素，以无序聚合体，晶体，氧化物和单质元素等物质形态，用特殊的工艺制成。TDP通电后受电转换之热能激化到一定温度，产生一种具有不同波长和不同能量的综合电磁波，其波长范围（2-25）微米和强度范围（28-35毫瓦/平方厘米）恰与人体自身释放的综合电磁波谱相吻合，从而易为人体内的核苷酸信息高分子所吸收储存，并在一定条件下由人体纵深器官选择性的吸收。这种被吸收的电磁波可促进人体内不稳定结构（如死亡细胞，病变二聚体）的解体，增强人体的自身调节机制及免疫力，使病患者能迅速康复，非病患者能提高对各种疾病的抵抗能力，这就是为什么TDP对人体能产生治疗和保健功效的奥秘所在。 市场上的电磁波治疗仪一 现有低频电磁疗仪器和磁疗服装所存在的问题和解决方案（一）低频电疗及磁电疗仪器现有问题或缺陷1. 携带不便及安全性市场上现有电疗产品重量至少达3kg（便携电疗仪的重量），不能随身携带；由220v交流供电，当接触不良或使用不当时易出现触电事故，影响人的安全使用。2. 治疗的局限性现有电疗产品一般使用两个电极，需要患者自己用电极对准治疗部位，一次治疗部位有限。3. 治疗的不便性治疗肩周炎，颈椎病及颈肩部肌肉酸痛时，需要他人帮忙拿着电极治疗，使得使用这些产品时独立性减弱4. 治疗定位不准治疗时，需要人为的找到治疗穴位，易造成定位不准。（二）磁疗服装的缺陷现有磁疗服装是将磁性物质制成母珠，并将其融入纺织材料中，进而利用这些磁性物质产生磁场对人体产生治疗作用。这种服装的磁疗强度不可控制，且不能改变其磁疗强度去适应不同的人群，针对性差，治疗效果差；且制成的服装多必须为贴身衣物，以便磁场能渗透进人体，这样使得磁性物质直接与人体皮肤接触，甚至通过人体皮肤进入体内，扰乱人体内正常磁场，产生不可预知的副作用（三）融合低频电磁疗与智能服装与一体的理疗背心 基于以上提出的缺陷，我们提出了基于低频电磁脉冲的理疗背心。* 采用导电纤维制成的智能服装 可将电路纺织在衣服中，实现导电功能。* 具有柔曲性，可洗涤性，耐用性好。* 采用静电耦合型电极，可不与皮肤直接接触 。* 与人体穴位结合刺激治疗部位，达到治疗效果。二 结合导电纤维的智能服介绍我们提出的基于电磁脉冲的理疗背心，它使人们不必专门花时间来做治疗，在工作学习的时候，穿上理疗背心就能进行治疗保健。美国，瑞士等国的相关技术已可将传感器、导电纤维等电子元件，像纤维一样纺织到普通布料当中，使布料不仅具有电子元件的特性，可柔曲，还可直接水洗。此外，由于其技术的核心是将电子元件小型化、纤维化，因此无需更换现有纺织设备，就可以大规模商业化生产。目前有机导电纤维的价格很高， 但由于有机导电纤维的细度很细，单位织物面积所添加的导电纤维的长度并不长，重量特别轻，故添加导电纤维所需的成本折合每米面料只有几角钱，而具有永久性抗静电功能的毛织物却可大幅度提高市场售价，其经济效益非常显著。我国相关科技人员已熟练掌握了有机导电纤维在纺织工程中的应用技术，将有机导电纤维的应用水平发展到了超过纤维原产国的水平。（一）关于理疗背心的结构：1.导电纤维：材料的选择：包括金属纤维（不锈钢纤、铜纤维、铝纤维等）、碳纤维和有机导电纤维。有机导电纤维又包括普通纺织纤维镀金属，普通纺织纤维镀碳，石墨、金属或金属氧化物等导电性物质与普通高聚物共混或复合纺丝制成的导电纤维，导电高分子直接纺丝制成的有机导电纤维。我们通过比较决定采用有机导电纤维，选择适当的细度、长度即可，它具有一定的强度和柔曲性，且能与其它普通纤维良好抱合，易于混纺或交织；具有良好的耐摩擦、耐屈曲、耐氧化及耐腐蚀能力， 能承受纺织加工和使用中的物理机械作用，不影响织物的手感和外观；导电性能优良，且耐久性好。纱线混比的比例确定：使用纯棉和长度为38 mm的锦纶导电纤维混和,并制成混比分别为0. 5% 、1%、1. 50%、2%、2. 50%、3%的6种试样,并且每种试样分别纺制40 tex、50 tex、60 tex共3种特数的纱线,采用YG321型纤维比电阻仪在标准大气条件下测试其导电性能. 所用棉纤维与导电纤维的性能如表1.表1棉和导电纤维的性能品种 断裂强度 断裂伸长率 回潮率 细度比 电阻棉纤维 3. 5 5. 5 7. 2 1. 5 109导电纤维 5. 3 45 4. 5 2. 5 5. 88 103图1纱线混纺比及号数对比电阻的影响 导电性能：由上图可得，在纯棉纱线中混入不同比例的导电纤维,并对同特数与不同特数纱线的导电性能进行测试和对比,得出导电纤维含量在1. 5% 2%时,纱线的导电性能较好.现阶段，已经研究出由塑料光纤和导电纤维编织而成的“智能T恤”，可以协助医务人员监测病人心跳、体温、血压、呼吸等生理指标。2 内部电极的选择： 电极主要用来拾取人体中各种电信号，电极有很多种分类方法，所以电极有很多种。从所用材料分，有金属电极，半导体电极，生物电极等;从结构分，有针状电极，夹钳电极，微型电极，吸附电极等；从装入体内部位分，有体表电极，皮下电极，体内电极等。经过研究，我们采用表皮电极中的静电耦合型电极，它利用绝缘膜层的电容作交流经典耦合，拾取生物信息。该电极可不必与人体皮肤直接接触，避免长时间接触会对皮肤造成损伤等，使理疗背心可穿在衣服外面，也不会影响治疗效果。 （a） (b)静电耦合型电极(a) 图中，左侧电阻为绝缘电极，与电路为电阻性接触。电容为4.7uf,电阻为4.7k,三个端口分别为E，信号输出，接地。(b) 图为绝缘电极的放大电路，右侧三端口与（a）相同。电极的放置位置：理疗背心与人体学位学结合，电极可放置在人体穴位点处，通过电极给予此处的肌肉与血管神经等适宜的电磁刺激，达到治疗的目的。常见疾病涉及的穴位：颈椎病：风池，风府，天柱，远端取穴合谷。肩周炎：肩井，巨骨，肩髃，肩贞，远端取穴曲池。腰椎：肾俞，三焦俞，命门，悬枢，阳关，气海俞，远端取穴委中。 人体穴位图如下： 我们主要选取肩部，腰部，背部等几个人体血管及神经部位密集处安装电极，对人体进行全面治疗。3理疗背心外部接口 理疗背心与外部电路通过接口导通，通过接口传导电磁信号。二 理疗背心的电磁信号的干扰问题： 由于采用电磁进行治疗，尽管信号衰减比较快，还是有可能对外界信号产生干扰，所以我们在背心外层采用导电纤维来屏蔽电磁信号以防干扰。导电纤维纺织产品具有的防辐射功能：随着科技的进步，越来越多的电子产品进入人们的生活，空调机、计算机、电视机、电冰箱、微波炉、卡拉OK 机、电热毯、移动电话等电子产品在正常工作时会产生各种不同波长和频率的电磁波，它虽然无色、无味、无形，却又无处不在。电磁辐射能引起人体神经、生殖、心血管、免疫功能及眼睛等方面的病变，对长期处于较强电磁辐射环境下工作的人危害很大。其症状主要表现在：头晕、记忆力减退、注意力不集中、抑郁、皮肤老化、腰背酸痛等。所以对于长期在较强电磁辐射环境工作的人员来说，穿着防辐射服是很有必要的。防辐射织物主要功能是屏蔽辐射。屏蔽辐射的材料有很多，其中一种是使用了导电纤维的屏蔽织物，这种屏蔽织物是通过特定的工艺在普通纤维中按一定比例纺入导电纤维而制成。导电纤维具有良好的导电性，内部有许多自由电荷，因而当电磁波照射到纤维表面上时，织物中均匀分布的导电纤维作为导电介质能将电磁波转化或传递出去，从而实现屏蔽的作用。三 理疗背心的其他性能： 理疗背心具有可柔曲性，可洗涤性，耐久性良好。四 智能服装的发展现状：智能衬衣智能衬衣作为智能服装的一种,是由Sundaresan Jayaraman教授带领Georgia Tech小组开发的。现在由Senatex公司负责出售,用来探测子弹。在无缝衬衣中织入塑料光学纤维,这些光学纤维一端与光电二极管相连,另一端与激光放大器相连,用于探测。光的脉冲由真空管辅以其它电路系统连续探测,光脉冲的任何中断都会终止真空管,以此来显示子弹射入的确切位置。这种衬衣还带有测量体温、心跳和呼吸系统的传感器,以及扩音器和有毒气体监测器。军用保护服这种服装可以调节自身的颜色,以适应周围环境、抵制化学品,通过改变形状可以变得坚挺或者通过一个电子转换器而变为防弹。它还可以保护穿着者不受热传感器或电磁探测器的干扰。这种保护服能够将太阳能转变成电能,为置于服装中的电子元件,如计算机、无线接收器或软件等提供电源。卫生保健服卫生保健服像第二层皮肤,具有与内外环境的接触面。在服装的外接触面,可以监控温度,并记录环境特征;其内接触面,可以检测穿着者的生理状态。通过测量这些特征,可分析穿着者运动后的状况,给出运动持续时间和运动量的强烈程度的建议。同时,其智能卡中还包括个人锻炼计划,所以,当服装感觉到运动的人逐渐疲劳的时候,它能够鼓励他/她坚持下去,或者调整明天的锻炼计划。它所制订的计划,对运动的人来说绝对是最佳的,不会超过个体运动极限,而带来危险。但是,假如有异常情况发生,智能服装会立即与医生联系。三 低频电磁脉冲作用原理低频电磁场对人体的作用：电场和磁场强度与方向随时间而发生变化，振动频率为低频。当作用于人体时，能明显改善血液循环、提高免疫力、调节神经与内分泌功能，产生良好的保健、治疗、康复作用。 超长电磁波具有三大物理特性，即振动性、电磁感应性和透射性。作用于人体时，可产生如下作用： 1、振动性 超长电磁波作用于人体时，由于其磁场强度与方向随时间发生变化，可引起体内顺磁性元素的共振，如铁、氧、钴等。这样，一方面可磁化铁质，促进血液循环，提高有氧代谢；另一方面可清除血管壁上的沉积物，疏通经络、软化血管，成为血管内的“清道