CN102274579B - 多功能高血压治疗仪及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明多功能高血压治疗仪，用于高血压患者日常自行高血压治疗，属于医疗仪器。为小型便携式，用户日常生活中佩戴。本发明包括高血压治疗模式部分、计步模式部分、呼吸传感器、电极。高血压治疗模式下利用从新型呼吸传感器检测出的高血压患者的呼吸节律信号作为生物反馈信号，由核心控制模块控制刺激信号产生模块生成引导患者呼吸的低频电刺激信号，通过电极给予患者，引导其进行慢呼吸。计步模式下记录用户日常步行数据进行存储、统计。本发明具有便携、成本低、使用简单，可有效降低高血压的优点和功能。
Description
技术领域：
本发明涉及一种医疗仪器及其控制制方法，属治疗仪器，可作为中老年高血压患者日常治疗仪器，基于生物反馈原理通过慢呼吸治疗高血压，并能自动切换功能达到日常治疗、检测患者行为数据的作用。
背景技术：
高血压是引起心血管疾病的重要因素，目前，国内外主要的高血压治疗方法为药物治疗。但是由于长期昂贵的用药费用，再加上复杂的治疗方案，患者常难以坚持服用抗压药。同时服用抗压药也存在着很多副作用，如抑郁，血管神经性水肿、睡眠功能障碍等。因此，陆续出现了一些非药物的高血压治疗方法，一般的治疗原理是通过电场、磁场、生物场作用于人体特定部位特别是指中医所述的穴位，达到治疗高血压的作用，但是这种方法仅是在使用后的一小段时间内有降低血压的效果，过后血压又会恢复到原先的水平。
目前市场上治疗机理明确、疗效显著得高血压治疗仪器非常缺乏。国内外近年来的研究表明，人体生命节律及生命活动量和人体血压之间具有紧密的联系，大量基础研究表明，人体的呼吸节律和人体血压之间具有调控关系，通过呼吸节律的训练，可以有效的调控患者血压水平。现代医学研究证明，人体受内外环境的不良刺激，会引起反复的精神紧张和创伤，导致大脑皮层和抑制过程失调，皮层下血管舒缩中枢形成以血管收缩神经冲动占优势的兴奋灶，引起全身小动脉痉挛，周围阻力增高，因而导致高血压。同时不良的刺激还导致内分泌失调，使儿茶酚胺和肾上腺素分泌增多，从而影响了血管的反应性，引起血压升高。因此，利用药物以外的身心放松治疗方法，可使血压稳步下降，并长期稳定在理想水平。慢呼吸是各种与调息相关的养生训练如中医气功、瑜珈等中所采用的一种训练方法，通过慢呼吸使人的身体和心理放松，可以降低血压。但是中医气功、瑜珈等类似的养生训练方法一般需要专人的指导，患者需要通过较长的学习时间，才得于掌握正确的训练方法，因此，该方法使用并不方便，使用方便的呼吸训练仪器来对治疗高血压就成为一种需要。
目前需要进行慢呼吸训练的高血压患者大多为中老年，而计步相关功能是一些中老年人常用的，以此来统计日常行为活动的数据。用于评估日常活动量、配合调理、养生和主动疗法。
发明内容：
本发明针对当前问题，拟根据生物反馈原理，研制一种使用方便、便于携带的多功能高血压治疗仪，以用户自身的呼吸作为反馈控制信号，引导患者调节呼吸率，从而达到方便的治疗高血压的目的。且具有计步功能，可以进行用户日常行为活动的数据监测。仪器自动检测人体的状态，选择开启的功能模式，两种功能可实现自动切换，不需用户进行操作。
本发明解决计步功能的基本思路是将计步模块整合在主板上，至于主机内部。计步器目前国内技术已相对成熟，加速度传感器等以及工作原理可直接移植。计步模块受控于核心控制模块，核心控制模块根据计步模块检测到参数来判定用户是处于静止状态还是运动状态，从而选择开启高血压治疗训练功能或者计步功能。
本发明解决高血压治疗训练功能的技术问题所采用的技术方案是：新型高血压治疗仪包括包括低频电刺激模块、电极、呼吸传感器、USB接口、数据采集模块、核心控制模块、存储模块、显示模块、键盘、电源模块、呼吸信号传输接口、引导信号传输接口、计步功能模块。
所述呼吸传感器所检测到呼吸节律信号包括呼气及吸气变化过程信息。呼吸传感器给出的是频率信号。
所述刺激信号为低频电刺激信号，也是呼吸引导信号。引导方法为：当人体感受到低频电刺激的时候，进行吸气；低频电刺激间隔的时段中，进行呼气，严格按照信号的时间跨度进行呼吸和吸气训练。所述吸气信号和呼气信号的持续时间是一个可以调节的动态变化参数。对该参数调节的方法是：核心控制模块根据所采集的呼吸节律信号进行分析处理，并计算吸气时间、呼气时间及吸呼比，对低频引导信号的持续时间进行控制修改，每次低频电刺激的时间和间隔时间分别为包括本次所得到的吸气时间、呼气时间在内的前2～5次呼吸节律信号的吸气时间平均值和呼气时间平均值的基础上延长0.2s～2s，其中，两者分别延长的时间由本次吸呼时间比所决定。
所述存储模块存储通过呼吸传感器检测的呼吸节律信号数据及计步相关数据，通过所述键盘可以选择所存储的具体呼吸数据或者计步数据，由所述显示模块显示。存储在存储模块中的数据可以通过USB接口传送至计算机保存和处理，因为使用的是锂电池，故电源模块也可以通过USB接口进行可重复充电。
所述主机为小型便携式，可夹在腹带上，可将电极贴片束在腹带内，用户随身携带，不会影响正常的工作和生活。
本发明的技术效果是：有三种模式可进行选择，模式1为高血压治疗模式，在此模式下计步功能处于关闭状态，模式2为计步模式，这个情况下高血压治疗功能处于关闭状态，模式3下两种模式可自动切换。在模式3下，当仪器检测到用户处于静止状态时，切换到高血压治疗训练模式，此时通过呼吸传感器实时采集患者的呼吸节律信息，根据呼吸节律产生特定的低频刺激引导信号，引导高血压患者进行呼吸训练，从而达到降低血压的目的；当仪器检测到用户处于运动状态时，切换到计步模式，对用户每天行走步数和距离进行统计。该仪器便于携带、使用方便。
以用户的呼吸节律信号作为反馈控制信号引导用户进行慢呼吸的控制方法包括以下步骤：由呼吸传感器检测患者呼吸节律信号，通过数据采集模块采集用户的呼吸节律信号，所获得的呼吸节律信号经核心控制模块处理分析，得到呼吸节律信号的特征参数，包括呼吸率、吸气时间、呼气时间、吸呼比，将这些特征参数进行存储和显示，并据此修改低频电刺激模块所产生的低频电刺激信号的持续时间。用户感受到通过电极贴片传达的刺激信号，并按照此呼吸指导信号的节律进行呼气和吸气。在整个引导过程中，仪器以上述的方法，循环地引导用户进行呼吸，最终使呼吸率降低到6～10次/分或更低。
本发明仪器对用户日常的呼吸节律信号进行监测的控制方法是：利用呼吸传感器采集用户的日常呼吸节律信号，并将这些信号及采集日期和采集时间段，存储在主机的存储模块。通过键盘，用户选择所存储的任意一个数据，由核心控制模块进行分析，得出该日该时间段内用户的呼吸率，并由显示模块进行显示。用户由此能了解自己日常的呼吸率，使其在不使用仪器的时候可以有意识地调整自己的呼吸。存储模块内日常呼吸节律信号通过USB接口传送至计算机作进一步的统计和分析。
附图说明：
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1.本发明功能结构图
图2.本发明实施例多功能高血压治疗仪的结构框图。
图3.本发明实施例多功能高血压治疗仪使用说明。
图4.本发明实施例多功能高血压治疗仪工作方法流程。
在图1、图2和图3中：
1.高血压治疗功能结构，2.计步功能结构，3.呼吸传感器，4.电极，5.键盘，6.USB接口，7.计步功能模块，8.数据采集模块，9.呼吸信号传输接口，10.存储模块，11.低频电刺激模块，12.引导信号传输接口，13.核心控制模块，14.PC机，15.显示模块，16.电源模块，17.人体，18.便携式主机，19.腹带。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施案例作进一步的说明：如图1所示，本实施例多功能高血压治疗仪，主机功能结构为高血压治疗功能结构1，计步功能结构2，便携式主机18包括呼吸传感器3，电极4，键盘5，USB接口6，计步功能模块7，数据采集模块8，呼吸信号传输接口9，存储模块10，低频电刺激模块11，引导信号传输接口12，核心控制模块13，显示模块15，电源模块16。本实施例中呼吸传感器通过呼吸信号传输接口9与便携式主机18相连；电极贴片4和便携式主机18的引导信号传输接口12相连接。
实施例中，低频电刺激模块11产生低频电刺激信号，分别用于引导吸气和呼气节律，所述吸气和呼气引导节律是一个可以调节的动态变化参数，核心控制模块13根据所采集的呼吸节律信号进行分析处理，计算吸气时间、呼气时间及吸呼比，从而对引导刺激信号持续时间进行控制修改，低频引导信号产生和间隔时间分别为包括本次所得到的吸气时间、呼气时间在内的前2～5次呼吸节律信号的吸气时间平均值和呼气时间平均值的基础上延长0.2s～2s，其中，两者分别延长的时间由本次吸呼时间比所决定。
实施例中，通过呼吸传感器3检测的呼吸节律信号数据及计步功能模块7产生的数据存储在存储模块10内，通过所述键盘5可以选择所存储的数据，由所述核心控制模块13进行分析，结果由所述显示模块15显示。存储在存储模块10中的呼吸节律信号数据和计步数据可以通过USB接口6传送至PC机14保存和处理，因为使用的是锂电池，故电源模块16也可以通过USB接口6进行可重复充电。
在以用户的呼吸节律信号作为反馈控制信号引导用户进行慢呼吸的控制方法为：由呼吸传感器3检测呼吸节律信号，通过数据采集模块8采集用户的呼吸节律信号，核心控制模块13对呼吸节律信号进行分析处理，并据此计算呼吸率、吸呼比(吸气时间与呼气时间的比值)，存储模块10进行数据的存储，通过显示模块15显示上述呼吸数据。同时从存储模块10中取出包括本次所得到的吸气时间、呼气时间在内的前2～5次呼吸节律信号数据，分别求这2～5个次呼吸节律信号的吸气时间、呼气时间的平均值，并根据本次吸呼比在该吸气时间平均值和呼气时间平均值的基础上延长0.2s～2s，其中，两者分别延长的时间由本次吸呼时间比所决定。将这两个延长后的时间值分别修改低频电刺激模块11产生的引导刺激信号时间及间隔。用户感受到低频刺激信号遵循此引导信号的节律进行呼气和吸气。仪器以上述的方法，循环地引导用户进行呼吸，最终使呼吸率降低到6～10次/分并保持。
图3为本发明实施例多功能高血压治疗仪使用说明。如图主机为小型便携式，可夹在腹带上，可将电极贴片束在腹带内，用户随身携带，不会影响正常的工作和生活。
图4为本发明实施例多功能高血压治疗仪工作方法流程。仪器开始通过计步功能模块7反馈的信号判定人体处于何种状态。若是处于运动状态，则开启计步功能模式，此时高血压治疗训练功能处于休眠状态。核心控制模块13检测到键盘5有操作进行设定改变时，则存储模块10存储改变的参数，然后转入计步功能。若没有键盘操作则直接转入计步功能。步数及步长数据等存储在存储模块10中。若是核心控制模块判定用户处于静止状态，即计步模块7没有给出有效步数增加数据，则判定开启高血压治疗训练模式，计步模式进入休眠状态。此时核心控制模块13判定键盘操作类型，如有设定操作则按照操作反馈，如10～45秒内未有键盘5的操作改变则开始训练，用户遵循引导信号进行呼吸，呼吸信号经过分析处理之后进行存储和显示等，之后核心控制模块利用存储的数据产生下一次的低频引导信号，此过程循环往复。
Claims (4)
1.多功能高血压治疗仪，包括电极、呼吸传感器、USB接口、数据采集模块、核心控制模块、存储模块、显示模块、键盘、电源模块、呼吸信号传输接口、引导信号传输接口，其特征在于包括低频电刺激模块；
治疗仪进行高血压治疗时，呼吸传感器检测到呼吸信号，通过数据采集模块预处理之后，得到呼吸节律电信号，进入核心控制模块进行分析，计算得到呼吸节律电信号的特征参数呼吸率、吸气时间、呼气时间及吸呼比，存储模块记录下这些特征参数，之后核心控制模块基于这些特征参数控制低频电刺激模块产生引导信号；
所述多功能高血压治疗仪包括一个计步功能模块，计步功能模块包括加速度传感器及外周电路；
治疗仪分为三种工作模式，通过键盘模块进行选择，通过键盘选择模式1后核心控制模块控制计步模块进入休眠，其他模块正常工作，此时为高血压治疗模式；通过键盘选择模式2后核心控制模块控制呼吸传感器、数据采集模块、呼吸信号传输接口进入休眠，其他模块正常工作，此时为计步模式；通过键盘选择模式3后所有模块正常工作，此时为高血压治疗模式和计步模式自动切换。
2.根据权利要求1所述的多功能高血压治疗仪，其特征在于：在模式3下，若计步功能模块检测到患者处于步行状态，则向核心控制模块发出数据，进行工作模式的选择，进入计步功能模式；若计步功能模块检测到患者处于非步行状态，则不向核心控制模块发出数据，核心控制模块控制治疗仪进行高血压治疗。
3.如权利要求1所述的多功能高血压治疗仪，高血压训练模式或计步相关功能模式下产生的呼吸参数统计数据、人体步行统计数据存储在所述存储模块内，通过所述键盘选择所要显示的数据类型，由所述核心控制模块进行分析、处理，结果由所述显示模块显示。
4.根据权利要求1所述的多功能高血压治疗仪，其特征在于：所述高血压治疗模式中刺激节律为产生低频电刺激与停止低频电刺激的节奏变化。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Liu Hongying Inventor after: Diao Ziji Inventor after: Pi Xitian Inventor after: Gao Xiaoqiang Inventor after: Zheng Xiaolin Inventor before: Diao Ziji Inventor before: Liu Hongying Inventor before: Gao Xiaoqiang Inventor before: Pi Xitian Inventor before: Zheng Xiaolin |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: DIAO ZIJI LIU HONGYING GAO XIAOQIANG PI XITIAN ZHENG XIAOLIN TO: LIU HONGYING DIAO ZIJI PI XITIAN GAO XIAOQIANG ZHENG XIAOLIN |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20131225 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |