CN104784829A - 一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，属于智能理疗技术领域。该装置包括心电检测单元，用于实时监测人体心电信号；调制电路，用于将检测到的心电信号进行调制解调，将其转换成数字信号；光谱控制单元，用于根据相应的心电特征值选择光谱，并发射光谱，从而对人体进行治疗；电路保护单元，用于装置工作时的电路保护；电源单元，用来对整个装置提供正常工作用电；该装置利用心电信号的实时检测，并控制理疗光频频点和强度，其目的是使光谱疗法与心血管活动进行共振效应，增加收缩期，增加光照对被照射部位的光学效益，促进血液循环对病灶的代谢效果，从而达到治病理疗的作用。该装置能方便、简易、高效的达到治病理疗的目的，适合在医疗器械领域广泛推广应用。

Description

一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置

技术领域

本发明属于智能理疗技术领域，涉及一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置。

背景技术

心电信号的检测可以用于多种心脏疾病的检查，可以用来预防一些心脏疾病的发生。由于社会在不断的发展，经济在不断的增长，人们越来越看重自身的健康状况。据不完全统计，每年死于心脏疾病的人数有三分之一，因此心脏类疾病的防治和诊断是目前医学领域面临的主要问题。

各类心脏类疾病会引起心电波形的变化，例如心绞病人可出现暂时性心肌缺血引起的ST段移位。心内膜下心肌容易缺血，故常见ST段压低0.1mV(1mm)以上，发作缓解后恢复。有时出现T波倒置，在平时有T波持续倒置的病人，发作时可变为直立(所谓“假性正常化”)。T波改变虽然对心肌缺血的特征性不如ST段，但如与平时心电图有明显差别，也有助于诊断。变异型心绞痛发作时心电图上则常见有关导联ST段拾高。

心电图检查可见以R波为主的导联中，ST段压低，T波平坦或倒置(变异型心绞痛者则有关导联ST段抬高)。房室肥大会使得心电波形电压增高(振幅增高)，心电活动时间延长(时间延长)；心肌复极顺序改变(ST-T改变)；其中右房肥大P波时限不延长，振幅增高、P波振幅≥0.25mv(Ⅱ、Ⅲ、avF突出)多见于肺源性心脏病，故又称“肺型P波”；左房肥大是的波形P波时限延长≥0.12，P波常呈双峰，两峰距≥0.04s(Ⅰ、Ⅱ、avL)、V1导联常呈先正后负的双向波多见于二尖瓣狭窄，故又称“二尖瓣型P波”；左室肥大使得波形电压增高：胸导：RV5+SV1＞4.0mv(男)或＞3.5mv(女)肢导：RⅠ＞1.5mv；RavL＞1.2mv；RavF＞2.0mv；RⅠ+SⅢ＞2.5mv电轴左偏QRS波群时间延长：0.10-0.11s继发性ST-T改变：以R波为主的导联出现ST下移，T波低平、双向或倒置；右室肥大电压增高：胸导：RV1+SV5＞1.05mv肢导：RavR＞0.5mv；逆钟向转位：RV1/SV1≥1、RV5/SV5≤1电轴右偏QRS波群时间延长：0.10-0.11s右胸导联继发性ST-T改变：ST下移，T波倒置。心肌梗塞会使得心电波形中出现异常Q波；心肌损害可以使得波形出现Q-T间期延长、ST段下移、T波低平、双向或倒置，有时也可出现冠状T或ST段抬高。

不仅心脏类疾病发生时心电信号会出现不正常的改变，其他疾病的发生也会引起心电信号的改变。因此监测心电信号的变化可以监测人类身体变化状况。

目前随着科学技术的发展，为了方便、简易、高效达到治疗理疗的目的，发明了TDP神灯，考虑到神灯的治疗作用以及其简便、便宜、适于家庭使用等特点，可以将心电检测和神灯结合起来，利用心电信号的检测来控制神灯，利用神灯的治疗作用来治疗各种疾病。

近年来，TDP神灯技术在医疗器械领域的利用越来越广泛，它们对人体疾病有一定的治疗和理疗作用，但现有的TDP治疗装置，治疗光谱单一，作用效果有限，常伴有一定的热效应，治疗方式单一，而且不能智能控制，不能针对不同病症选择最有效方案治疗。在后来的研究中发现，设置通过不同比例的红光、黄光、蓝光联合使用，由其协同作用，并通过心电信号来控制的多光谱治疗装置则具有很大潜力，其由心电特征值选择光谱，驱动按照特定模式排布的多光源控制进行治疗，治疗方案可选，治病针对性强，治病理疗效果明显。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，该装置通过实时心电信号检测，信号调制，对光频进行控制，包括通过设计的特征值匹配控制算法设定不同特征值对应的不同光线照射方案，控制系统以设定的方法进行选择不同红光、黄光、蓝光量比例的方案，从而在智能设定的时间内实行对光线照射的部位进行治疗。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，包括心电采集单元、主控单元、光谱选择单元、光谱发射单元、电路保护单元和电源模块；

心电采集单元分别与电路保护单元、主控单元进行连接，主控单元再通过光谱选择单元与光谱发射单元进行连接；

所述心电采集单元用于对人体心电信号进行实时检测并将检测数据发送至主控单元，同时接收主控单元的控制指令；所述光谱选择单元根据已知心电特征值进行光谱选择、光谱发射，从而达到治疗的目的；所述光谱发射单元根据得到的参数值，发射对应的光谱；所述电路保护单元用于实现整个装置工作时的电路保护；所述电源模块用于为整个装置进行供电，可以采用外部供电和电池供电两种相结合的方式。

进一步，所述主控单元包括A/D转换部分、MCU、定时单元；所述A/D转换部分对采集到的人体心电信号进行转换，转换成能够识别的数字信号；所述MCU将转换后的信号发送给到光谱选择单元；所述定时单元用于在进行治疗的同时对治疗进行定时。

进一步，所述心电采集单元包括心电信号采集装置、信号放大模块和信号滤波模块，心电信号采集装置用于对人体的心电信号进行采集，信号放大模块用于对采集到的信号进行放大处理，信号滤波模块接收信号放大模块输出的信号并对信号进行滤波处理。

进一步，所述理疗装置还包括心电显示及监测单元，用于对人体的心电数据进行显示和存储。

进一步，在本装置中，通过实时心电信号检测，信号调制，并依据该心电信号对光频进行控制；其中光谱发射单元产生的光谱由红光、黄光、蓝光三种光波协同作用，通过它们的热效应，活化组织细胞，增强细胞新陈代谢能力；同时，通过设计的特征值匹配控制方法设定不同特征值对应的光线照射方案，控制系统以设定的方法进行选择不同红光、黄光、蓝光量比例的方案，从而在智能设定的时间内实行对光线照射的部位进行治疗。

本发明的有益效果在于：本装置利用心电信号的实时检测，控制理疗光频频点和强度，其目的是使光谱疗法与心血管活动进行共振效应，增加收缩期，光谱作用强度，增加光照对被照射部位的光学效益，促进血液循环对病灶的代谢效果，从而达到治病理疗的作用。该装置能方便、简易、高效达到治病理疗的目的，适合在医疗器械领域广泛推广应用。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明所述装置的结构示意图；

图2为心电采集时导联贴片位置示意图；

图3为本装置正常工作时的原理框图；

图4为本装置利用心电信号进行反馈控制的优选实施例的流程图；

图5为本发明的一种光谱照射时的选择方法；

图6为本发明的总体实施原理图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明提供一种心电反馈控制智能多光谱理疗装置，如图1所示，主要包括：

人体心电信号采集单元，用于实时检测人体心电信号，观察波形，提取参数，主要包括，观察并提取波形中P波、T波、ST-T波形，根据各个波形所对应的参数值来判定人体的健康状况，并对这些参数值进行调制，将其转换成控制光谱的信号，不同的参数值对应不同的光谱。

主控部分，包括A/D转换部分，对采集到的人体心电信号进行转换，转换成能够识别的数字信号；MCU，控制采集以及处理，可将转换后的信号发送给到光谱选择单元；同时包括定时单元，能够在进行治疗的同时对治疗进行定时，在设定的时间内进行神灯照射治疗。

电路保护单元，用于心电采集时的电路保护，以及主控部分内部电路的隔离、漏电保护。

光谱选择单元，根据前端得到的心电信号的参数值，选择光谱。

光谱发射单元，根据选择单元传出的数据，进行发射，对人体相关部位进行照射。定时照射后，再反馈回初始单元，再进行心电检测，观察变化，根据变化在此调整光谱的照射。

在进行心电采集时，导联贴片如图2所示。正极置于左腋前线、平第5肋间处(即V5位置)，负极置于右锁骨下窝中1/3处。该导联对检出缺血性ST段下移最为敏感，且记录到的QRS波振幅最高，是常规使用的导联。根据许多心脏类疾病在心电波形图上的体现，多数疾病都会反映在V5导联所对应的波形上，因此在此我们选择CM导联进行心电采集。

图3为本发明系统心电反馈控制智能多光谱理疗的装置正常工作时的原理框图，当心电信号采集，调制好后，通过主控控制信号去触发光谱发射。实现光照射的化学效应与人体心血管系统共振，使光剌激与人体的生理节律相一致，并结合光照后的心电反馈情况再次分析治疗，增加了多光谱的治疗效益。

图4为本装置利用心电信号进行反馈控制的优选实施例的流程图，图6为本发明的总体实施原理图，本装置的具体工作过程如下：

首先，进行心电信号采集，放大信号，并进行信号滤波，得到有用心电信号。

在本实施例中，心电采集方法使用的是CM5导联，前端采集心电信号，之后进行放大、滤波，得出能够识别可供使用的有用信号，之后显示出波形，再将信进行A/D转换。

进一步，将信号传输至主控部分，首先将信号进行A/D转换，转换为机器可识别的数字信号，再由MCU控制处理，可将转换后的信号发送给到光谱选择单元；一种患病后的心电波形特征是ST段压低，T波平坦或倒置，应优先选择红光比例高的光谱方案，因为红光波长范围为640—780nm，红光可通过增加红细胞的变形性和流动性，改善血小板的聚集性，调节脂蛋白谱，降低血脂，降低血液粘绸度，改善血液流变性障碍，从而改善人体微循环系统。

另外一种患病后的心电波形电压增高(振幅增高)，心电活动时间延长(时间延长)，右房肥大P波时限不延长，振幅增高、P波振幅≥0.25mv，左房肥大是的波形P波时限延长≥0.12，左室肥大使得波形电压增高：胸导：RV5+SV1＞4.0mv(男)或＞3.5mv(女)肢导：RⅠ＞1.5mv；RavL＞1.2mv；RavF＞2.0mv，右室肥大电压增高：胸导：RV1+SV5＞1.05mv肢导：RavR＞0.5mv，应当选择黄光比例高的光谱发射放案，因为黄光波长范围为610—530nm。在此光频范围内其化学效果作用比较明显。

还有一些患病后会使得心电波形中出现异常Q波，可能使得波形出现Q-T间期延长、ST段下移、T波低平、双向或倒置，有时也可出现冠状T或ST段抬高等现象。而发现是此类情况时，应优先选择蓝光比例高的光谱发射方案，蓝光波长范围为505—470nm，照射后，利于解决心电出现异常Q波的病症情况。图5为本发明的一种光谱照射时的选择方法。

进一步，光谱选择单元选择好后，将选择结果发送至光谱发射单元，发射相应的光，对人体相应部位进行照射，进行治疗。同时，会由主控部分进行定时，并可以调整光谱强度，在一定的时间内进行照射。

照射完成后，进行反馈，并由心电采集单元再次进行心电信号的采集，观察波形参数值的变化，其应当有所改善，若有必要可再次调整光谱进行照射，直到最终治疗完成。

进一步，照射完成后，采集心电信号进行反馈。采集到心电图后观察心电图。首先观察波形是否有所改变，其次根据当前制定的光谱治疗方案进行调整。根据病症，若有心电ST段压低，T波平坦或倒置，根据治疗方案进行治疗后再次采集的心电波形有明显改进波形恢复正常则继续照射治疗，若波形无变化则加大照射强度，若相比之前波形变化更加不正常则修改照射光谱的比例，具体改变为加大红光比例；针对心电波形振幅增高，活动时间延长的病症在照射后波形明显转变正常则继续照射治疗，若基本无变化则加大照射强度再次观察，若出现波形愈加不正常则改变黄光比例，若只出现心电波性振幅正常化活动时间未见明显变化则改变红光和蓝光的比例；针对Q波异常的现象，在照射后观察波形，未见明显变化则加大照射强度，若出现异常化加重的情况则改变光谱比例，其中根据实际波形图主要对蓝光的比例进行调整。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，其特征在于：包括心电采集单元、主控单元、光谱选择单元、光谱发射单元、电路保护单元和电源模块；

心电采集单元分别与电路保护单元、主控单元进行连接，主控单元再通过光谱选择单元与光谱发射单元进行连接；

所述心电采集单元用于对人体心电信号进行实时检测并将检测数据发送至主控单元，同时接收主控单元的控制指令；所述光谱选择单元根据已知心电特征值进行光谱选择、光谱发射，从而达到治疗的目的；所述光谱发射单元根据得到的参数值，发射对应的光谱；所述电路保护单元用于实现整个装置工作时的电路保护；所述电源模块用于为整个装置进行供电，可以采用外部供电和电池供电两种相结合的方式。

2.根据权利要求1所述的一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，其特征在于：所述主控单元包括A/D转换部分、MCU、定时单元；所述A/D转换部分对采集到的人体心电信号进行转换，转换成能够识别的数字信号；所述MCU将转换后的信号发送给到光谱选择单元；所述定时单元用于在进行治疗的同时对治疗进行定时。

3.根据权利要求1所述的一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，其特征在于：所述心电采集单元包括心电信号采集装置、信号放大模块和信号滤波模块，心电信号采集装置用于对人体的心电信号进行采集，信号放大模块用于对采集到的信号进行放大处理，信号滤波模块接收信号放大模块输出的信号并对信号进行滤波处理。

4.根据权利要求1所述的一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，其特征在于：所述理疗装置还包括心电显示及监测单元，用于对人体的心电数据进行显示和存储。

5.根据权利要求1所述的一种心电反馈控制的智能多光谱理疗装置，其特征在于：在本装置中，通过实时心电信号检测，信号调制，并依据该心电信号对光频进行控制；其中光谱发射单元产生的光谱由红光、黄光、蓝光三种光波协同作用，通过它们的热效应，活化组织细胞，增强细胞新陈代谢能力；同时，通过设计的特征值匹配控制方法设定不同特征值对应的光线照射方案，控制系统以设定的方法进行选择不同红光、黄光、蓝光量比例的方案，从而在智能设定的时间内实行对光线照射的部位进行治疗。