CN109125921A - 一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，涉及医疗电子设备技术领域。所述基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽以及与脑电信号采集帽无线连接的脉冲针灸治疗仪，所述脑电采集帽采集脑电信号，并提取耐受度数据，与正常耐受度阈值进行比较，以此来确定是否需要改变脉冲波形，若需要则发送指令，脉冲针灸治疗仪接收指令并对脉冲波形进行相应的调节。本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，通过采集脑电信号，获取人体对于脉冲针灸的电针感的反应，以此来调节针灸脉冲波形，使其更加适应于人体，治疗效果更好，有效解决耐受性问题。

Description

一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪
技术领域
本发明涉及医疗电子设备技术领域，具体涉及一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪。
背景技术
“痛则不通，通则不痛”，针灸通过刺激穴位，以疏通经络，调理气血来治病，源于博大精深的中医疗法。针灸疗法通过一定的手法刺激体表穴位，激发机体本身固有的调节功能，从而达到治疗疾病的效果。所以在针灸疗法中，治疗者的针刺刺激感在针灸疗效中起着重要作用。
随着电子技术的发展，在现代针灸疗法中，出现了脉冲针灸治疗仪，它是将常规电转换为安全有效的电脉冲，接近人体生理电的微电流通过人体的穴位，顺经络的走向流动，刺激相应穴位，这种模拟针灸不管是深度还是力度都是人工手法不能比拟的。
但是在脉冲针灸治疗中，如果只用一种固定的脉冲波形刺激人体穴位，当刺激强度和脉冲波形持续不变的作用在一个感受器上，其感觉神经纤维上产生的动作电位频率将随着刺激作用时间的延长而逐渐减小，这种现象就称为难受性，也即电针感减弱。如果在出现耐受情况下继续给与同一脉冲波形的电针刺激，针灸的治疗作用也将大大减弱。
针对这一现象，人们提出了可手动调节脉冲波形的多脉冲针灸治疗仪，但此类针灸治疗仪单纯的依靠人为手动的改变脉冲波形，不能根据人脑的反应做到最精确的调节，无法有效解决耐受性问题。
因此，鉴于以上问题，有必要提出一种能够根据人脑的反应，自动调节脉冲波形的的脉冲针灸治疗仪，以此来满足医学领域的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽以及与脑电信号采集帽无线连接的脉冲针灸治疗仪，所述脑电采集帽采集脑电信号，并提取耐受度数据，与正常耐受度阈值进行比较，以此来确定是否需要改变脉冲波形，若需要改变，脑电信号采集帽给针灸治疗仪发送指令，针灸治疗仪接收指令并对脉冲波形进行相应的调节，使其更加适应于人体，治疗效果更好，从而有效解决耐受性问题。
根据本发明的目的提出的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽以及与脑电信号采集帽无线连接的脉冲针灸治疗仪；
所述脑电信号采集帽包括若干脑电信号采集电极以及设置于脑电信号采集帽内部、与脑电信号采集电极电连接的脑电信号采集装置，所述脑电信号采集装置包括脑电信号采集模块、脑电信号处理模块、无线信号发射模块以及第一电源模块；所述脑电信号采集模块与脑电信号采集电极电连接，用于脑电信号的采集；所述脑电信号处理模块与脑电信号采集模块电连接，用于对采集的脑电信号进行处理分析，提取耐受度数据，并与正常耐受度阈值进行比较，确定是否需要发出相应的脉冲波形调节指令；所述无线信号发射模块与脑电信号处理模块电连接，用于将脉冲调节指令无线传送至针灸治疗仪；所述第一电源模块用于为脑电信号采集模块、脑电信号处理模块以及无线信号发射模块供电；
所述针灸治疗仪包括壳体、电针以及设置于壳体内的芯片模组，所述芯片模组包括无线信号接收模块、中央处理模块、脉冲发生模块、以及第二电源模块；所述无线信号接收模块与无线信号发射模块无线通信，用于无线接收脑电信号采集帽发送的脉冲波形调节指令；所述中央处理模块分别与无线信号接收模块和脉冲发生模块电连接，用于接收脉冲波形调节指令并根据指令控制脉冲发生模块进行脉冲波形调节；所述脉冲发生模块与电针电连接，用于发出不同波形的脉冲，并将脉冲信号发送至电针，作用于人体；所述第二电源模块用于为无线信号接收模块、中央处理模块以及脉冲发生模块供电。
优选的，所述脑电信号采集电极包括2个参考电极，8个作用电极。
优选的，所述脑电信号采集模块为由前置放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、陷波电路、后置放大电路集成于一体的电路模块。
优选的，所述脑电信号处理模块与中央处理模块均为STM32F407微处理器。
优选的，所述无线信号发射模块与无线信号接收模块均为ESP8266无线模块。
优选的，所述壳体上设置有用于手动调节脉冲波形的旋钮，所述旋钮与脉冲发生模块电连接。
优选的，所述芯片模组还包括记忆模块，所述记忆模块与中央处理模块电连接，用于记忆上一次脉冲波形。
与现有技术相比，本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪的优点是：
所述基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽以及与脑电信号采集帽无线连接的脉冲针灸治疗仪，所述脑电采集帽采集脑电信号，并提取耐受度数据，与正常耐受度阈值进行比较，以此来确定是否需要改变脉冲波形，从而根据结果发出相应指令，对针灸治疗仪的脉冲波形进行相应的调节。本发明通过采集脑电信号，获取人体对于脉冲针灸的电针感的反应，以此来调节针灸脉冲波形，使其更加适应于人体，治疗效果更好，有效解决耐受性问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域中的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪的工作示意图。
图2为脑电信号采集帽内部示意图。
图3为针灸治疗仪内部示意图。
图4为本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪的工作流程图。
图5为脉冲波形发生电路原理图。
图6为脑电信号采集模块电路原理图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为：
1-脑电信号采集帽；11-脑电信号采集电极；12-脑电信号采集模块；13-脑电信号处理模块；14-无线信号发射模块；15-第一电源模块；2-脉冲针灸治疗仪；21-旋钮；22-电针；23-记忆模块；24-脉冲发生模块；25-中央处理模块；26-无线信号接收模块；27-第二电源模块。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
图1-图6示出了本发明较佳的实施例，分别从不同的角度对其进行了详细的剖析。
如图1-6所示的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽1以及与脑电信号采集帽1无线连接的脉冲针灸治疗仪2。
脑电信号采集帽1包括若干脑电信号采集电极11以及设置于脑电信号采集帽1内部、与脑电信号采集电极11电连接的脑电信号采集装置。脑电信号采集装置包括脑电信号采集模块12、脑电信号处理模块13、无线信号发射模块14以及第一电源模块15。
脑电信号采集电极11包括2个参考电极，8个作用电极，10个电极位置按照国际导联标准放置。参考电极为放置在身体相对零点位的电极，作用电极为安置在头皮上的电极，记录到的脑电信号即是作用电极和参考电极之间的电位差。
脑电信号采集模块12与脑电信号采集电极11电连接，用于脑电信号的采集。具体的，脑电信号采集模块12是由前置放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、陷波电路、后置放大电路集成于一体的电路模块。首先对采集到的脑电信号进行降噪处理，然后将信号进行滤波、陷波、电平抬升，最后进行放大处理，进而将处理后的信号传送至脑电信号处理模块进行AD转换，成为数字信号。
脑电信号处理模块13与脑电信号采集模块12电连接，用于对采集的脑电信号进行处理分析，提取耐受度数据，并与正常耐受度阈值进行比较，发出相应的脉冲波形调节指令。脑电信号大致可分为四种基本节律，四种基本节律以及对应的幅值和频率范围如下：α节律：频率为8～13Hz,幅值为0.12～0.25V、δ节律：频率为0～3.99Hz,幅值为0.1～1V、β节律：频率为大于13Hz,幅值为0.025～0.15V、θ节律：频率为4～7.99Hz,幅值为0.1～0.2V。当在针灸开始前，人处于安静状态，测试者的脑电信号幅值主要分布在0.17～0.23V，基本以α节律为主。随着针灸开始，电针的针刺感使得测试者注意力集中，α节律减少，β节律增多，此时脑电信号处理模块的微处理器STM32F407以β节律的电压幅值范围作为耐受度数据的参考值(也即正常耐受度数据阈值)。当针感减弱时，测试者也从注意力集中慢慢切换到安静状态，此时β节律逐渐消失，脑电信号又恢复到以α节律为主，电压幅值增大(也即耐受度数据增大)，此时脑电信号处理模块13的微处理器STM32F407根据脑电信号幅值的变化，发出调整脉冲波形的相应的指令，并通过无线信号发射模块14将指令传送至脉冲针灸治疗仪2。
无线信号发射模块14与脑电信号处理模块13电连接，用于将脉冲调节指令无线传送至脉冲针灸治疗仪2。
第一电源模块15分别与脑电信号采集模块12、脑电信号处理模块13、无线信号发射模块14电连接，用于为脑电信号采集模块12、脑电信号处理模块13以及无线信号发射模块14供电。
针灸治疗仪2包括壳体、电针22以及设置于壳体内的芯片模组，芯片模组包括无线信号接收模块26、中央处理模块25、脉冲发生模块24以及第二电源模块27。
无线信号接收模块26与无线信号发射模块14无线通信，用于无线接收脑电信号采集帽1发送的脉冲波形调节指令。
中央处理模块25分别与无线信号接收模块26和脉冲发生模块24电连接，用于接收脉冲波形调节指令并根据指令控制脉冲发生模块24进行脉冲波形调节。
脉冲发生模块24与电针22电连接，用于发出不同波形的脉冲，并将脉冲信号发送至电针22，作用于人体。脉冲发生模块24以时基电路为主要器件，可产生等间隔连续脉冲、断续波脉冲、幅度调制脉冲、频率调制脉冲四种模式的脉冲电路。
第二电源模块27分别与无线信号接收模块26、中央处理模块25、脉冲发生模块24电连接，用于为无线信号接收模块26、中央处理模块25以及脉冲发生模块24供电。
针灸治疗仪2开始工作，针灸治疗仪2首先完成对脉冲波形的选择，在电针22的刺激下诱发大脑产生脑电波信号，脑电信号采集模块12开始采集脑电信号，脑电信号采集模块12将采集到的脑电信号传送到所述脑电信号处理模块13，脑电信号处理模块13对采集到的脑电信号进行分析和处理，并获取耐受程度数据与正常耐受度阈值进行比较，判断获取到的耐受度数据是否低于正常耐受度阈值，若低于此阈值，针灸治疗仪则采用原脉冲波形继续进行治疗。若不低于此阈值，说明个体正处于耐受状态，此时，脑电信号处理模块13发出指令并通过无线信号发射模块14将指令传送至针灸治疗仪2，无线信号接收模块26接收指令并传送至中央处理模块25，中央处理模块25依据指令控制脉冲发生模块24来改变脉冲波形，从而消除耐受性，提高针灸治疗效果。
进一步的，所述脑电信号处理模块13与中央处理模块25均为STM32F407微处理器。
进一步的，所述无线信号发射模块14与无线信号接收模块26均为ESP8266无线模块。
进一步的，壳体上设置有用于手动调节脉冲波形的旋钮21，旋钮21与脉冲发生模块24电连接，手动开关控制时基集成电路，从而使电路输出不同脉冲波形。
进一步的，芯片模组还包括记忆模块23，记忆模块23与中央处理模块25电连接，用于脉冲波形存储，记录上一次针灸完成时所采用的脉冲波形，当第二次进行针灸治疗时，可继续采用上一次脉冲波形。第二电源模块27为记忆模块23进行供电
综上所述，本发明公开的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，包括脑电信号采集帽以及与脑电信号采集帽无线连接的脉冲针灸治疗仪，所述脑电采集帽采集脑电信号，并提取耐受度数据，与正常耐受度阈值进行比较，以此来确定是否需要改变脉冲波形，从而根据结果发出相应指令，对针灸治疗仪的脉冲波形进行相应的调节。本发明通过采集脑电信号，获取人体对于脉冲针灸的电针感的反应，以此来调节针灸脉冲波形，使其更加适应于人体，治疗效果更好，有效解决耐受性问题。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，包括脑电信号采集帽(1)以及与脑电信号采集帽(1)无线连接的脉冲针灸治疗仪(2)；
所述脑电信号采集帽(1)包括若干脑电信号采集电极(11)以及设置于脑电信号采集帽(1)内部、与脑电信号采集电极(11)电连接的脑电信号采集装置，所述脑电信号采集装置包括脑电信号采集模块(12)、脑电信号处理模块(13)、无线信号发射模块(14)以及第一电源模块(15)；所述脑电信号采集模块(12)与脑电信号采集电极(11)电连接，用于脑电信号的采集；所述脑电信号处理模块(13)与脑电信号采集模块(12)电连接，用于对采集的脑电信号进行处理分析，提取耐受度数据，并与正常耐受度阈值进行比较，确定是否发出相应的脉冲波形调节指令；所述无线信号发射模块(14)与脑电信号处理模块(13)电连接，用于将脉冲调节指令无线传送至脉冲针灸治疗仪(2)；所述第一电源模块(15)用于为脑电信号采集模块(12)、脑电信号处理模块(13)以及无线信号发射模块(14)供电；
所述脉冲针灸治疗仪(2)包括壳体、电针(22)以及设置于壳体内的芯片模组，所述芯片模组包括无线信号接收模块(26)、中央处理模块(25)、脉冲发生模块(24)、以及第二电源模块(27)；所述无线信号接收模块(26)与无线信号发射模块(14)无线通信，用于无线接收脑电信号采集帽(1)发送的脉冲波形调节指令；所述中央处理模块(25)分别与无线信号接收模块(26)和脉冲发生模块(24)电连接，用于接收脉冲波形调节指令并根据指令控制脉冲发生模块(24)进行脉冲波形调节；所述脉冲发生模块(24)与电针(22)电连接，用于发出不同波形的脉冲，并将脉冲信号发送至电针(22)，作用于人体；所述第二电源模块(27)用于为无线信号接收模块(26)、中央处理模块(25)以及脉冲发生模块(24)供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述脑电信号采集电极(11)包括2个参考电极，8个作用电极。
3.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述脑电信号采集模块(12)为由前置放大电路、高通滤波电路、低通滤波电路、陷波电路、后置放大电路集成于一体的电路模块。
4.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述脑电信号处理模块(13)与中央处理模块(25)均为STM32F407微处理器。
5.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述无线信号发射模块(14)与无线信号接收模块(26)均为ESP8266无线模块。
6.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述壳体上设置有用于手动调节脉冲波形的旋钮(21)，所述旋钮(21)与脉冲发生模块(24)电连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于诱发脑电信号的脉冲针灸治疗仪，其特征在于，所述芯片模组还包括用于记忆上一次针灸结束时所采用的脉冲波形的记忆模块(23)，所述记忆模块(23)与中央处理模块(25)电连接。
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