CN106039578A - 一种穿戴式治疗设备以及设备控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴式治疗设备及设备控制方法，该穿戴式治疗设备包括：光输出单元与处理器连接，光输出单元输出指定波长的光；电输出单元与处理器连接，电输出单元输出指定范围内的电流值；输出电极与电输出单元连接，用于对相应的部位进行脑电信号输出；脑电检测单元用于检测脑波信号，并将脑波信号传输至处理器；体表检测电极与脑电检测单元相连接，用于检测人体指定部位的脑电信号。在本发明实施例中，该穿戴式治疗设备可以光刺激以及电刺激干预人体机能，通过调节神经元细胞的电活动，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑过度疲劳的恢复，改善睡眠质量。本发明光电刺激的同时运用和/或交替序贯的不同组合方式运用，能够更为有效地改善神经系统障碍。

Description

一种穿戴式治疗设备以及设备控制方法

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种穿戴式治疗设备以及设备控制方法。

背景技术

当今社会随着竞争的加剧，工作、生活、学习节律的加快，人们面临的压力越来越大，使得失眠现象普遍发生。据中华医学会精神病学分会公布的最近一期全球睡眠中国区调查结果显示：中国存在失眠人群高达42.5％。研究显示，长期严重失眠可导致身体免疫机能下降、新陈代谢紊乱，可引发将近90种病症。传统治疗失眠方法主要靠服用安眠药物，安眠药物虽然可在短期内快速诱导人体入睡并能提高睡眠质量，但长期服用安眠药容易形成依赖性或成瘾性。

现有的一些睡眠治疗的专利仅通过有效隔绝环境光线的影响营造睡眠环境(如中国专利97205238.0)，不能主动诱导和外部干预睡眠。光刺激可以选择性的调整昼夜节律系统的时相，用于矫正睡眠时相延迟综合征和睡眠时相前移综合征的治疗。现有的睡眠引导设备(如中国专利201420128147.4，中国专利201420610495.5)采用一到两种辐射源在眼部进行定时光照，干预手段单一，效果不明显。中国专利201120043642.1采用体外监测睡眠并反馈，利用神经电刺激系统调节睡眠，但仍是只利用单一的电刺激的手段干预睡眠，效果欠佳，并且神经电刺激系统需要植入人体，对人体有创伤，且又需要避免或克服人体产生的排异反应，另外所使用的材料昂贵。

发明内容

本发明技术方案提供了一种穿戴式治疗设备以及设备控制方法，用以解决现有技术中睡眠治疗设备的干预手段单一以及成本较高的问题。

本发明具体的技术方案如下：

一种穿戴式治疗设备，所述设备包括：穿戴式眼罩本体、光输出单元、电输出单元、处理器、脑电检测单元、体表检测电极、输出电极，其中，

所述光输出单元，设置于所述穿戴式眼罩本体上，所述光输出单元与所述处理器连接，所述光输出单元输出指定波长的光；

所述电输出单元，设置于所述穿戴式眼罩本体上，所述电输出单元与所述处理器连接，所述电输出单元输出指定范围内的电流值；

所述脑电检测单元，与所述处理器连接，用于检测脑波信号，并将所述脑波信号传输至所述处理器；

所述体表检测电极，与所述脑电检测单元连接，用于检测人体指定部位的脑电信号；

所述输出电极，与所述电输出单元连接，用于向人体指定部位输出脑电信号。

可选的，所述光输出单元由一个或者多个光源组成，每个光源输出指定波长范围内的光。

可选的，所述处理器，具体用于控制所述光输出单元输出第一指定时间范围的光线，以及控制所述电输出单元输出第二指定时间范围的电信号。

可选的，所述处理器，具体用于获取脑电检测单元的脑波信号，并根据所述脑波信号，控制所述电输出单元输出相应电流值。

可选的，所述处理器，具体用于按照时间先后顺序关闭所述光输出单元以及所述电输出单元。

可选的，所述体表检测电极以及输出电极由多个电极贴片组成。

一种设备控制方法，所述方法包括：

在接收到开启指令时，控制光输出单元输出指定波长的光信号；

检测输出光信号的时长是否达到预设时长；

若是，则控制电输出单元输出指定电流值的电信号；

若否，则继续光输出单元输出所述光信号。

可选的，控制电输出单元输出指定电流值的电信号，包括：

获取脑电检测单元检测到脑电信号；

根据所述脑电信号，确定出所述脑电信号对应的修正电流值；

控制所述电输出单元输出具有所述修正电流值的电信号。

可选的，在控制电输出单元输出指定电流值的电信号之后，所述方法还包括：

关闭所述光输出单元。

可选的，控制所述电输出单元输出指定电流值的电信号之后，所述方法还包括：

调取循环控制模式；

按照所述循环控制模式循环开启以及关闭光输出单元以及电输出单元。

本发明提供了一种穿戴式治疗设备，该穿戴式治疗设备包括：穿戴式眼罩本体、光输出单元、电输出单元、处理器、脑电检测单元、体表检测电极、输出电极，其中，光输出单元与所述处理器连接，光输出单元输出指定波长的光；电输出单元与所述处理器连接，电输出单元输出指定范围内的电流值；脑电检测单元用于检测脑波信号，并将脑波信号传输至处理器；体表检测电极用于检测人体指定部位输出的电信号。在本发明实施例中，该穿戴式治疗设备可以光刺激以及电刺激干预人体机能，能够有效诱导睡眠和促进苏醒，在施加光刺激的同时，本发明的另一个优势是可同时或交替序贯主动施加电信号干预大脑，通过调节神经元细胞的电活动，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑过度疲劳的恢复，改善睡眠质量。本发明光电刺激的同时运用和或交替序贯的不同组合方式运用，能够更为有效地改善神经系统障碍。

附图说明

图1为本发明实施例中一种穿戴式治疗设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中一种设备控制方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种穿戴式治疗设备，用于解决现有技术中睡眠治疗设备的干预手段单一以及成本较高的问题，该穿戴式治疗设备包括：穿戴式眼罩本体、光输出单元、电输出单元、处理器、脑电检测单元、体表检测电极、输出电极，其中，光输出单元与所述处理器连接，所述光输出单元输出指定波长的光；电输出单元与所述处理器连接，电输出单元输出指定范围内的电流值；脑电检测单元用于检测脑波信号，并将脑波信号传输至处理器；体表检测电极用于检测人体指定部位输出的脑电信号。在本发明实施例中该穿戴式治疗设备可以光刺激以及电刺激干预人体机能，能够有效诱导睡眠和促进苏醒，在施加光刺激的同时，本发明的另一个优势是可同时或交替序贯主动施加电信号干预大脑，通过调节神经元细胞的电活动，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑过度疲劳的恢复，改善睡眠质量。本发明光电刺激的同时运用和或交替序贯的不同组合方式运用，能够更为有效地改善神经系统障碍。

下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细说明。应当理解，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征的描述意在对本发明技术方案进行说明，而非对本发明作出限定。在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的具体技术特征可以相互组合。

如图1所示为本发明实施例中一种穿戴式治疗设备的结构示意图，该穿戴式治疗设备包括：穿戴式眼罩本体101、光输出单元102、电输出单元103、处理器104、脑电检测单元105、体表检测电极106以及输出电极107；

穿戴式眼罩本体101为一壳结构，该穿戴式眼罩本体101可以是圆形壳体，也可以是方形壳体，在本发明实施例中不限定该穿戴式眼罩本体101的具体结构的，此结构可以根据需求来进行调整。另外，图1中的穿戴式眼罩本体101只是一个示意结构图，并不是限定穿戴式眼罩本体101的具体结构。

光输出单元102，设置于穿戴式眼罩本体101上，光输出单元102与处理器104连接，光输出单元102输出指定波长的光。该光输出单元102由红光设置单元、红光设置电路、蓝光设置单元、蓝光设置电路以及发光驱动电路构成。

具体来讲，该光输出单元102由2个或者多个LED灯条组成，当然也可以是其他结构的光源，该光输出单元102可以输出波长为600-700nm的红色光以及波长为460-500nm的蓝色光，光输出单元102输出的光的波长由处理器104控制。

电输出单元103，设置于穿戴式眼罩本体101上，电输出单元103与处理器104连接，电输出单元103输出指定电流值的电信号。

具体来讲，该电输出单元103可以输出1-2mA的电信号，该电信号可以通过输出电极107传输至用户身体的指定部位，这样可以通过电信号调节神经元细胞的电活动，从而调节大脑皮层兴奋与抑制过程。

进一步地，本发明实施例中，脑电检测单元105与处理器104连接，该脑电检测单元105可以检测到人体大脑的脑波信号，并将检测到的脑波信号传输至处理器104，处理器104可以根据该脑波信号来确定一个电流值，并控制电输出单元103输出已确定出的电流值的电信号。

进一步地，体表检测电极106是由多个电极贴片组成，这些电极贴片都与脑电检测单元105连接，这些电极贴片能够贴服到用户的某个身体部位上，比如说贴服在用户的头部，这样就可以通过该电极检测到用户的脑波信号。

进一步地，输出电极107是由多个电极贴片组成，这些电极贴片都与电输出单元103连接，这些电极贴片能够贴服到用户的某个身体部位上，比如说贴服在用户的头部，这样就可以通过该电极向用户输出电信号。

上述的结构为本发明实施例中穿戴式治疗设备的具体结构，下面对该穿戴式治疗设备的应用原理进行说明。

首先，在该穿戴式治疗设备被启动时，光输出单元102将被启动，该光输出单元102中的发光驱动电路将驱动红光设置电路，从而开启红光设置单元发出600-700nm波长的红色光照射用户眼球，这样就可以诱导控制睡眠的松果体分泌更多的褪黑素，从而调节人体内部生物钟，诱导机体进入睡眠并提高睡眠质量。

在施加光刺激的同时，在本发明实施例中，该穿戴式治疗设备还将交替施加电信号，该电信号由处理器104控制电输出单元103输出1-2mA的电信号，并通过输出电极107传输至人体的指定部位，比如说人体的头部等。通过施加的电刺激，可以调节神经元细胞的电活动，从而调节大脑皮层兴奋与抑制过程，并通过干扰和抑制异常脑电磁的发生和传递，增加大脑细胞的稳定性，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑从过度疲劳的状态中恢复，使睡眠质量得到改善。

进一步，在本发明实施例中，光刺激和电刺激是交替进行的。比如说，在光输出单元102输出了指定波长的光信号5分钟后，在处理器104的控制下打开电输出单元103，释放1-2mA微弱直流电，通过与机体接触的电极片导入颅内，比如阳极贴片放于左侧背外侧前额叶皮层，阴极贴片放于右侧小脑皮层枕骨隆突下1cm，同时进行电刺激，5分钟后，停止光刺激，仅保留电刺激，脑电波检测单元105将脑电波活动发送给处理器104，处理器104可通过脑电波电位密度调节电输出单元103释放电流的大小和时间，同时配合控制光输出单元102以交替或同时的方式进行睡眠诱导刺激共15-25分钟。

利用光输出单元发射不同频率的光，干预机体的松果体对褪黑素的分泌，能够有效诱导睡眠和促进苏醒，在施加光刺激的同时，本发明的另一个优势是可同时或交替序贯主动施加经颅直流电刺激(transcranial direct current stimulation，简称：tdcs)干预大脑，通过调节神经元细胞的电活动，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑过度疲劳的恢复，改善睡眠质量。本发明光电刺激的同时运用和/或交替序贯的不同组合方式运用，能够更为有效地改善神经系统障碍。

进一步，本发明实施例中，除了提供上述的穿戴设备之外，本发明实施例中还提供一种设备控制方法，如图2所示为本发明实施例中一种设备控制方法的流程图，该方法包括：

S101，在接收到开启指令时，控制光输出单元输出指定波长的光信号；

S102，检测输出光信号的时长是否达到预设时长；

若输出光信号的时长达到预设时长，则执行S103；若输出光信号的时长未达到预设时长，则执行S104。

S103，则控制电输出单元输出指定电流值的电信号；

S104，继续光输出单元输出所述光信号。

首先，在该穿戴式治疗设备被启动时，光输出单元将被启动，该光输出单元中的发光驱动电路将驱动红光设置电路，从而开启红光设置单元发出600-700nm波长的红色光照射用户眼球，这样就可以诱导控制睡眠的松果体分泌更多的褪黑素，从而调节人体内部生物钟诱导机体进入睡眠并提高睡眠质量。

在施加光刺激的同时，本发明实施例中，该穿戴式治疗设备还将交替施加电信号，该电信号由处理器控制电输出单元输出1-2mA的电信号，并通过输出电极传输至人体的指定部位，比如说人体的头部等。通过施加的电刺激，可以调节神经元细胞的电活动，从而调节大脑皮层兴奋与抑制过程，并通过干扰和抑制异常脑电磁的发生和传递，增加大脑细胞的稳定性，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑从过度疲劳的状态中恢复，使睡眠质量得到改善。

进一步，在本发明实施例中，光刺激和电刺激是交替进行的，比如说，在光输出单元输出了指定波长的光信号5分钟后，在处理器的控制下打开电输出单元，释放1-2mA微弱直流电，通过与机体接触的电极片导入颅内，比如阳极贴片放于左侧背外侧前额叶皮层，阴极贴片放于右侧小脑皮层枕骨隆突下1cm，同时进行电刺激，5分钟后，停止光刺激，仅保留电刺激，脑电波检测单元将脑电波活动发送给处理器，处理器可通过脑电波电位密度调节电输出单元释放电流的大小和时间，同时配合控制光输出单元以交替或同时的方式进行睡眠诱导刺激共15-25分钟。

利用光输出单元发射不同频率的光，干预机体的松果体对褪黑素的分泌，能够有效诱导睡眠和促进苏醒，在施加光刺激的同时，本发明的另一个优势是可同时或交替序贯主动施加tdcs干预大脑，通过调节神经元细胞的电活动，降低上行激活系统的兴奋性，使大脑细胞得到重新调整，帮助大脑过度疲劳的恢复，改善睡眠质量。本发明光电刺激的同时运用和/或交替序贯的不同组合方式运用，能够更为有效地改善神经系统障碍。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种穿戴式治疗设备，其特征在于，所述设备包括：穿戴式眼罩本体、光输出单元、电输出单元、处理器、脑电检测单元、体表检测电极和输出电极，其中，

所述光输出单元，设置于所述穿戴式眼罩本体上，所述光输出单元与所述处理器连接，所述光输出单元输出指定波长的光；

所述电输出单元，设置于所述穿戴式眼罩本体上，所述电输出单元与所述处理器连接，所述电输出单元输出指定范围内的电流值；

所述脑电检测单元，与所述处理器连接，用于检测脑波信号，并将所述脑波信号传输至所述处理器；

所述体表检测电极，与所述脑电检测单元连接，用于检测人体指定部位的脑电信号；

所述输出电极，与所述电输出单元连接，用于向人体指定部位输出脑电信号。

2.如权利要求1所述的穿戴式治疗设备，其特征在于，所述光输出单元由一个或者多个光源组成，每个光源输出指定波长范围内的光。

3.如权利要求1或2所述的穿戴式治疗设备，其特征在于，所述处理器用于控制所述光输出单元输出第一指定时间范围的光线，以及控制所述电输出单元输出第二指定时间范围的电信号。

4.如权利要求3所述穿戴式治疗设备，其特征在于，所述处理器用于获取脑电检测单元的脑波信号，并根据所述脑波信号，控制所述电输出单元输出相应的电流值。

5.如权利要求3所述的穿戴式治疗设备，其特征在于，所述处理器用于按照时间先后顺序关闭所述光输出单元以及所述电输出单元。

6.如权利要求1所述的穿戴式治疗设备，其特征在于，所述体表检测电极以及输出电极由多个电极贴片组成。

7.一种设备控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在接收到开启指令时，控制光输出单元输出指定波长的光信号；

检测输出光信号的时长是否达到预设时长；

若是，则控制电输出单元输出指定电流值的电信号；

若否，则继续光输出单元输出所述光信号。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述控制电输出单元输出指定电流值的电信号，包括：

获取脑电检测单元检测到的脑电信号；

根据所述脑电信号，确定出所述脑电信号对应的修正电流值；

控制所述电输出单元输出具有所述修正电流值的电信号。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在控制电输出单元输出指定电流值的电信号之后，所述方法还包括：

关闭所述光输出单元。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在控制电输出单元输出指定电流值的电信号之后，所述方法还包括：

调取循环控制模式；

按照所述循环控制模式循环开启以及关闭光输出单元以及电输出单元。