CN107137200A - 智能低频脉冲磁疗按摩椅 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能低频脉冲磁疗按摩椅，包括按摩椅本体、内置于按摩椅本体的微处理器MCU，与所述微处理器MCU输入端相连并显示指令的人机交互组件，人机交互组件位于按摩椅本体的扶手台面，所述微处理器MCU的输出端连接有信号发生电路，所述信号发生电路的输出端连接有功率放大电路，所述功率放大电路的输出端连接有磁疗组件。本发明的按摩椅将机械式物理按摩与智能低频脉冲磁疗相结合，实现治标到治本的跨越，引入单片机控制信号发生器的脉冲输出，控制电磁感应产生特定磁场治疗患者病变器官，至少10套磁疗程序可全面覆盖人体各器官疾病，具有非侵入性，无痛性，穿透力强，操作方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及按摩椅，尤其是一种智能低频脉冲磁疗按摩椅。
背景技术
传统按摩椅的原理就是模仿人工按摩，只不过它是利用机械的滚动力和机械力挤压来进行按摩的。按摩椅能根据人体曲线沿脊柱采用摇摆、指压、捏拿、推揉等多种按摩手法进行深层按摩。当人坐在按摩椅上享受全身放松的乐趣时，就好像有人在为他们捶背、揉肩一样。可见，现有按摩椅的功效仍局限于机械式按摩，未能结合现代理疗技术、从指标达到治本。
低频脉冲磁疗技术作为一种科学治疗人体关节、肌肉组织、经络、穴位等部位疾病的手段，通过特定的磁场作用于人体细胞间的静电平衡和细胞的渗透性，使其恢复到健康状态下的平衡，具有改善新陈代谢，改善血液循环，提高免疫系统功能，增强抵抗力，排毒等功能，长期科学使用可以有效改善常年风湿病痛，颈椎病、落枕、腰腿痛、腰肌劳损、腰间盘突出、坐骨神经痛、腱鞘炎、肩周炎、中风后遗症、偏瘫、关节炎、骨质增生、网球肘、关节肿痛、腿脚麻木、肌肉萎缩，术后疼痛，头疼，牙疼，鼻炎等症状，已经逐步在市场上得以应用，由于操作简单、无痛治疗、效果理想等特点受到患者的追捧，理疗这一概念慢慢深入人心。同样的，市面上利用低频脉冲磁疗技术制作的器械相比于其他医疗设备还算稀有，主要源于理疗概念进入中国时间较短。现有理疗器械大多是结构简单、功能单一，磁疗技术水平一般，无法满足新兴市场下的广大患者对理疗器械更高的要求。
随着合作医疗的推广开来，按摩椅也进入基层社区卫生服务中心、社区卫生服务站，而基层社区卫生服务中心、社区卫生服务站主要内容包括建立居民健康档案、档案管理、年度健康体检、慢病管理等，作为按摩椅生产厂家和引进按摩椅的医疗单位而言，需要对使用按摩椅后的患者身体健康数据进行监测，来验证按摩椅是否对患者有效或者效果是否达到预期，因此心电检测是年度体检和慢病管理的重要内容。
但是，由于基层缺乏心电专科医生，往往需要上一级医院协助进行心电图诊断。在没有远程诊断协同系统时，基层只能将采集的心电图逐一打印出来，再送到诊断中心，由诊断中心的医生一一诊断完毕之后，再将诊断结果再搬回来，并将诊断结果逐一录入系统。这一方式费时费力，效率低下。
发明内容
针对目前按摩椅技术水平低下的现状，本发明要解决的技术问题是提供一种与磁疗技术、远程诊断协同的智能低频脉冲磁疗按摩椅。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
智能低频脉冲磁疗按摩椅，包括按摩椅本体、内置于按摩椅本体的微处理器MCU，与所述微处理器MCU输入端相连并显示指令的人机交互组件，人机交互组件位于按摩椅本体的扶手台面，所述微处理器MCU的输出端连接有信号发生电路，所述信号发生电路的输出端连接有功率放大电路，所述功率放大电路的输出端连接有磁疗组件，磁疗组件位于按摩椅本体的靠背、座垫及前侧伸腿斜板，所述人机交互组件、信号发生电路、功率放大电路均与整流滤波电路相连，所述整流滤波电路输入端口设置有外接电源。
所述按摩椅本体还设有驱动按摩椅本体前倾和后仰的升降装置，该升降装置与微处理器MCU相连并通过人机交互组件调节。
所述微处理器MCU内置可编辑程序单元，所述可编辑程序单元包括至少10套磁疗输出程序供用户选择。
所述功率放大电路设置有两个连接不同或者相同磁疗组件的输出端口，以及两个外置备用输出端口。
所述人机交互组件包括LCD显示屏、触摸键控制面板。
所述信号发生电路的正常工作电压为5V，功率放大电路的正常工作电压为24V。
所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅还包括设置在按摩椅本体的心电数据采集端，以及中心调度平台和位于分布于上一级医院的诊断端，所述心电数据采集端向中心调度平台请求协同诊断并提交所采集的心电测量数据，中心调度平台负责接收协同诊断请求及心电测量数据，并发送给诊断端，诊断端将诊断报告反馈给中心调度平台，再由中心调度平台发送诊断报告给心电数据采集端。
所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅还包括居民健康档案系统，该居民健康档案系统与中心调度平台交互用以获取并保存心电测量数据及诊断报告。
所述中心调度平台包括互相通信的第一中心服务器S1和第二中心服务器S2，居民健康档案系统通过浏览器下达远程心电诊断协同申请单，申请单由第二中心服务器S2处理并生成单号，第二中心服务器S2将申请单推送到第一中心服务器S1，心电数据采集端下载申请单并通过心电机测量心电数据，测试完成后上传到第一中心服务器S1，第一中心服务器S1将心电数据同时发送给诊断端与第二中心服务器S2，诊断端由诊断医生负责作出诊断报告并反馈给所述第一中心服务器S1，第一中心服务器S1发送诊断报告给心电数据采集端和第二中心服务器S2，第二中心服务器S2接收到的心电测量数据及诊断报告皆发送给居民健康档案系统。
本发明的有益效果：
本发明的按摩椅将机械式物理按摩与智能低频脉冲磁疗相结合，实现治标到治本的跨越，引入单片机控制信号发生器的脉冲输出，控制电磁感应产生特定磁场治疗患者病变器官，至少10套磁疗程序可全面覆盖人体各器官疾病，具有非侵入性，无痛性，穿透力强，操作方便等优点；
本发明还将按摩椅通过远程诊断协同与各大公共卫生业务进行关联，以工作流驱动自采集到诊断完毕后出具健康报告的全过程，实现心电诊断结果数据的自动填充，达到全程无纸化、电子化、自动化的效果，大大提高按摩椅的售后质检水平并提高基层心电诊断能力和效率。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
图1是本发明智能低频脉冲磁疗按摩椅的结构示意图；
图2是本发明智能低频脉冲磁疗按摩椅的原理框图；
图3(a)、图3(b)、图3(c)分别是智能低频脉冲磁疗按摩椅的部分组成电路图；
图4为本发明的远程心电诊断协同系统架构图；
图5为本发明的系统交互流程图；
图6为本发明的请求任务单格式图；
图7为本发明的请求排队示意图；
图8为本发明的诊断端资源调度策略示意图；
图9为本发明的诊断结果数据格式图；
图10为本发明的心电自动诊断流程图；
图11为本发明的远程心电诊断协同应用场景图。
具体实施方式
如图1-图2所示，为本发明的智能低频脉冲磁疗按摩椅，包括按摩椅本体8(按摩头震动式结构)、内置于按摩椅本体8的微处理器MCU1，与所述微处理器MCU1输入端相连并显示指令的人机交互组件2，人机交互组件2位于按摩椅本体8的扶手台面9，所述微处理器MCU1的输出端连接有信号发生电路3，所述信号发生电路3的输出端连接有功率放大电路4，所述功率放大电路4的输出端连接有磁疗组件5，磁疗组件5位于按摩椅本体8的靠背、座垫及前侧伸腿斜板，所述人机交互组件2、信号发生电路3、功率放大电路4均与整流滤波电路6相连，所述整流滤波电路6输入端口设置有外接电源7。
作为本技术方案的进一步完善，按摩椅本体8还设有驱动按摩椅本体8前倾和后仰的升降装置10，该升降装置10与微处理器MCU1 相连并通过人机交互组件2调节。
微处理器MCU1内置可编辑程序单元，所述可编辑程序单元包括至少10套磁疗输出程序，所述功率放大电路4设置有两个可同时连接不同或者相同磁疗组件5的输出端口，人机交互组件2为触摸键控制面板、LCD显示屏，信号发生电路3正常工作电压在5V，输出波形为方波，通过调节占空比有效地改变脉冲模式，功率放大电路4 正常工作电压在24V。
磁疗模式工作过程为，打开电源7的开关，外接的电源7输电给整流滤波电路6，整流滤波电路6根据人机交互组件2、信号发生电路3、功率放大电路4等各自所需的电流规格分别进行整流滤波过程，然后分别给各电路供电，使用者通过操作触摸键控制面板输入指令给微处理器MCU1且显示在LCD显示屏，微处理器MCU1输出内置的磁疗程序指令给信号发生电路3，信号发生电路3产生带方波内容的数字信号经数模转换成模拟信号，并传达至功率放大电路4，模拟信号在功率放大电路4进行功率放大过程，功率放大电路4驱动磁疗组件5中的电流变化，线圈中电流的变化由于法拉第电磁感应产生磁场，经此一系列过程产生的特定磁场用于患者器官磁疗。图3 所示本发明低频脉冲磁疗仪的具体电路图。
参照图4所示，本发明还包括设置在按摩椅本体8的心电数据采集端，以及中心调度平台和位于分布于上一级医院的诊断端，所述心电数据采集端向中心调度平台请求协同诊断并提交所采集的心电测量数据，中心调度平台负责接收协同诊断请求及心电测量数据，并发送给诊断端，诊断端将诊断报告反馈给中心调度平台，再由中心调度平台发送诊断报告给心电数据采集端。
图中可以看到，系统的核心为“心电诊断协同调度平台”，其作为整个系统的枢杻，负责请求数据的接收、解析、存储、转发等工作，衔接请求端与诊断端。
左侧的请求端和右侧的诊断端皆设计为可动态扩展的模式，根据实际需求进行节点的增减，以满足实际需要。请求端部署于需要远程资源协同的基层社区卫生服务站，诊断端则一般部署于上级医院、社区卫生服务中心或具有心电专科医生的某个机构。
在每个采集端，安装心电采集设备，部署远程心电协同采集软件；通过现有区域专用网络光纤线路，接入区域数据中心心电诊断协同调度平台；诊断中心可以有多个服务端口，可以是集中式的，也可以是分布式的。
因为心电检测是公共卫生服务中多个业务的必选项，与现有公共卫生系统集成将极大减轻数据共享的负担和难度，所以，在上述架构中，将系统的数据直接与居民健康档案相结合，避免在公共卫生服务中需要用到心电数据时需要重复劳动。
厂商所提供产品包括硬件产品从某种程度上来说是自成一体，包括采集端，诊断端和中心端，但本质上是两层的C/S架构。为降低系统研究复杂度，加快研制和应用时间，本方案采用集成结合的思路。
如图5所示，本发明的系统交互流程描述如下：
(1)社区医生通过健康档案系统下达远程心电诊断协同申请单，申请单由健康档案服务器S2处理，并生成单号；
(2)申请单由S2推送到中心服务器S1，启动协同任务；
(3)社区医生下完单后，转到心电机工作站下载请求信息，开始测量；
(4)测量完毕，心电工作站(C1)上传测量数据到中心服务器 (S1)；
(5)S1将测量数据发送一份到健康档案服务器S2；
(6)S1同时通知诊断端数据到达C2，诊断医生下载并查看心电数据；
(7)诊断医生下诊断，诊断数据由C2上传到中心服务器S2；
(8)S2将诊断结果发送一份到健康档案服务器S1；
(9)S2同时发送诊断结果到原始请求端C1；
(10)C1端社区医生通过心电工作站或健康档案系统查看并打印诊断报告。
从心电检测下单请求开始，一直到最终出诊断结果流程结果，涉及到身份认证、数据提交、优先级别策略、人工诊断自动诊断筛查、报告下载及打印等业务环节，以下分别论述。
社区需要诊断协同时，先要向调度中心汇报自己的身份，以确保是合法请求者。系统中采用的身份标识方法是机构码+操作医生工号+操作医生密码的方式，此种身份标志限制了特定医生只可在特定的机构登录本系统。通过身份验证后，请求端才可以建立请求任务。
同样，诊断端医生也需要身份认证，而且应比请求端更加严格。因为诊断将直接关系到医疗质量，系统不仅要保证是医生本人操作，而且要保证医生操作的结果具有不可抵赖性，防止由于系统原因造成医疗事故。
系统支持请求任务的多种级别，请求级别定义及其处理优先级如下表：
请求端建立请求时，可自动(亦可手动)查询诊断端的空闲状态，提前获知可能需要等待的时间。查询请求由调度平台处理，调度平台保存所有诊断端信息及其忙碌状态标志，当所有诊断端都为忙碌时，系统就拒绝接受实时协同请求，但可接受排除等待的除外。当特别紧急任务到达时，如遇所有诊断端都忙碌，可以中断当前诊断端中相对优先级低的请求而插入当前诊断请求。
请求端填写患者基本信息(实际工作中可从公共卫生系统提取现成的信息，而无需录入)及检查信息，具体包括：姓名、性别、年龄、民族、主诉、身份证号、紧急程度等，系统再自动加上当前请求时间信息，形成请求任务单，交给调度中心。请任务单格式如图6所示，请求提交一般是在医生的诊室发生，患者来到医生诊室就诊，医生判断需要做心电图检测时，即触发上述流程。
请求任务单交给调度中心后，相应采集端自动下载新的检查任务，并排队叫号。
请求端从调度中心下载任务是根据机构码来判断的，非本机构的任务不能下载。下载到本地后，如果存在排队(多于1个检查任务)时，即启动排队策略，根据优先级进行排队叫号，让危重症者可以优先检查。优先级由诊治医生在填写申请单时根据病人实际情况指定，系统默认采用“先到先测”策略。病人测完心电后，检测医生点提交，检测软件即将患者心电数据加上患者信息标签，送给调度中心。
调度中心接收到采集端送来的数据后，先进行对应存储，然后根据当前的诊断端资源空闲情况或既定策略要求，发送诊断任务给特定诊断端。
关于请求排队的处理，调度中心设置请求等待队列，新到的请求先进入等待队列，再启动排队策略过程，根据优先级要求进行排序，保证优先级要求高者排在队列的前面，得到优先响应。如图7 所示。
当系统中有多个诊断端存在时，调度中心选择哪一个诊断端，按以下思路实现：见图8。
系统初始时，将所有诊断端放在资源栈，忙碌队列为空。当请求到达时，从栈顶取出第1个空闲诊断资源列放入忙碌队列，从请求队列中取出第1个请求任务发送给刚才取出的诊断端；诊断端完成诊断任务后，并将新的请求任务发给它，同时把诊断资源1放入忙碌队列。诊断1完成诊断任务后重新放回空闲资源栈，等待下一次任务分配。
当资源栈中全部资源都在队列中时，表示全部诊断资源分配完毕，此时所有请求只能排队等待。
考虑到社区远程心电实际应用中，一般按(10～15)：1的比例配置(即每达到10个，不超过15个社区卫生站，安排1个诊断端)，诊断资源少，所以本系统设计时，不考虑对请求端自主选择诊断端的支持，也不考虑在请求端浏览所有空闲诊断资源的支持，而将全部的调度策略放在调度台心，使其对请求用户完全透明化。
诊断端被分配诊断任务时，即可通过诊断软件收到提醒。提醒以类似于QQ消息窗的方式在计算机右下角弹出，以便诊断医生及时知道有新的任务到达。
诊断医生在任务窗口上点击任务条目，即可下载浏览患者的心电图像，并进行诊断。诊断完成，即可现场录入诊断结论，并提交到调度平台。
诊断端上传的数据除诊断结论外，还需包括请求相关信息，以使调度平台可以快速根据所提交的数据定位到是谁的请求，并准确地反馈信息。反馈数据格式如图9所示，通过请求任务号(单号) 与请求对应，最主要的内容是诊断结论，请求时间，诊断时间、诊断医生。虽然可以凭请求任务号(单号)与请求唯一对应，但为了提高效率，还是冗余了机构码、患者基本信息内容。
请求时间和诊断时间有利于调度平台判断诊断端的处理延时和效率。为根据各终端的处理速度进行智能任务分配提供支持。
当基层社区出现年度体检这样的集中、大型活动时，有限的诊断资源也难以及时完成大量的诊断工作。体检人员可能因迟迟不能拿到检测报告而感到沮丧。
事实上，如可行性分析中所述，心电图的数字化技术及诊断理论已经为自动诊断提供了必要条件，系统完全可以通过计算机自动诊断进行快速排查，将有问题的“申请单”先行过滤出来，心电医生无须每单亲力亲为地去看，而改成只对系统筛选出来的“问题件”进行重点诊断，从而大大提高工作效率，节省宝贵的资源。
根据著名的潘–汤普金斯实时QRS波检测算法(Pan–Tompkins real time QRSdetection Algorithm)[9]，心电诊断过程示意图具体的诊断过程如图10所示。
在取得采集端传送来的心电图数据后，即可根据上述潘–汤普金斯实时QRS波检测算法进行自动诊断，快速实现问题筛查，定位有问题的“请求件”，提高工作效率。
调度平台接收到诊断医生的诊断报告后，即首先在中心进行存储归档，同时，给原始请求者发送任务完成的事件通知，以知悉请求者及时查看诊断结果。
请求端采用与诊断端采用相同的提醒方式，利用小窗口，提醒医生诊断结果到达。
医生点击结果条目，即可下载结果数据，并通过图形方式展现，供阅读、打印。
综上所述，根据对现行业务流程的研究和远程心电业务需求的分析，确定系统中的应用场景如图11所示。场景中，很直观地分为社区卫生站(作为服务请求端)、调度中心、和诊断中心三个场景，各场景行为及其流程转简述如图11。
以上所述仅为本发明的优先实施方式，本发明并不限定于上述实施方式，只要以基本相同手段实现本发明目的的技术方案都属于本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于：包括按摩椅本体（8）、内置于按摩椅本体（8）的微处理器MCU（1），与所述微处理器MCU（1）输入端相连并显示指令的人机交互组件（2），人机交互组件（2）位于按摩椅本体（8）的扶手台面（9），所述微处理器MCU（1）的输出端连接有信号发生电路（3），所述信号发生电路（3）的输出端连接有功率放大电路（4），所述功率放大电路（4）的输出端连接有磁疗组件（5），磁疗组件（5）位于按摩椅本体（8）的靠背、座垫及前侧伸腿斜板，所述人机交互组件（2）、信号发生电路（3）、功率放大电路（4）均与整流滤波电路（6）相连，所述整流滤波电路（6）输入端口设置有外接电源（7）。
2.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述按摩椅本体（8）还设有驱动按摩椅本体（8）前倾和后仰的升降装置（10），该升降装置（10）与微处理器MCU（1）相连并通过人机交互组件（2）调节。
3.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述微处理器MCU（1）内置可编辑程序单元，所述可编辑程序单元包括至少10套磁疗输出程序供用户选择。
4.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述功率放大电路（4）设置有两个连接不同或者相同磁疗组件（5）的输出端口，以及两个外置备用输出端口。
5.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述人机交互组件（2）包括LCD显示屏、触摸键控制面板。
6.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述信号发生电路（3）的正常工作电压为5V，功率放大电路（4）的正常工作电压为24V。
7.根据权利要求1所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，还包括设置在按摩椅本体（8）的心电数据采集端，以及中心调度平台和位于分布于上一级医院的诊断端，所述心电数据采集端向中心调度平台请求协同诊断并提交所采集的心电测量数据，中心调度平台负责接收协同诊断请求及心电测量数据，并发送给诊断端，诊断端将诊断报告反馈给中心调度平台，再由中心调度平台发送诊断报告给心电数据采集端。
8.根据权利要求7所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，还包括居民健康档案系统，该居民健康档案系统与中心调度平台交互用以获取并保存心电测量数据及诊断报告。
9.根据权利要求8所述的智能低频脉冲磁疗按摩椅，其特征在于，所述中心调度平台包括互相通信的第一中心服务器S1和第二中心服务器S2，居民健康档案系统通过浏览器下达远程心电诊断协同申请单，申请单由第二中心服务器S2处理并生成单号，第二中心服务器S2将申请单推送到第一中心服务器S1，心电数据采集端下载申请单并通过心电机测量心电数据，测试完成后上传到第一中心服务器S1，第一中心服务器S1将心电数据同时发送给诊断端与第二中心服务器S2，诊断端由诊断医生负责作出诊断报告并反馈给所述第一中心服务器S1，第一中心服务器S1发送诊断报告给心电数据采集端和第二中心服务器S2，第二中心服务器S2接收到的心电测量数据及诊断报告皆发送给居民健康档案系统。
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