CN112657037A - 一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于医疗设备相关技术领域，其公开了一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其包括数据输入端、后台识别模块、中央处理模块、执行模块及反馈处理模块，数据输入端用于为使用者提供输入界面以获取患者信息，同时将得到的信息数据传输给后台识别模块；后台识别模块用于对接收到的数据信息进行识别；中央处理模块用于将病症类别信息与治疗方案数据库中的数据进行对应匹配，以判定出相应地最佳治疗参数；执行模块用于根据治疗参数对患者进行光疗；反馈处理模块用于实时监测治疗过程中的患者生理信息及治疗结果；中央处理模块还用于根据数据信息对治疗参数进行实时更新，以达到最佳的治疗效果。本发明提高了准确性及有效性，且集成度较高。
Description
技术领域
本发明属于医疗设备相关技术领域，更具体地，涉及一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备。
背景技术
Mayberg等学者在检测急性脑卒中后抑郁患者时便发现其去甲肾上腺素(NE)和血清5-HT递质含量较正常人低；临床上脑卒中后抑郁症患者脑脊液中检测出血清5-HT的代谢产物5-HTAA水平明显低于平均值，NE代谢产物(MHPG)和兴奋性神经传递递质(DA)物质代谢产物(HVA高香草酸)也较低。上述事实均表明抑郁症发病机制与中枢神经系统中低含量水平的5一HT、NE、DA等物质有关。
脑内的血清神经递质[5-羟色胺(5-HT)]含量水平与情绪障碍风险相关，临床研究表明中枢5-羟色胺能系统涉及多种情绪/认知功能，包括焦虑、抑郁和冲动控制，提高血清5-HT水平可有效缓解患者不良情绪，改善睡眠障碍。
澳大利亚的研究人员发现脑体产生和转换血清素的比率与阳光照射的有效时间和强度直接相关，光照较强的情况下血清素的转换率较高。而对大鼠进行伴亚慢性不可预见性轻度应激的短周期(21天)光照可改善其抑郁样行为和焦虑样行为。
光疗法在临床上已广泛应用于治疗冬季季节性情感障碍(SAD)。光源的物理特性、一定强度(≤200lx或≥2 500lx)的光刺激和人与光源的相对行为可抑制/促进和调节褪黑激素的分泌量及周期。利用多变项逻辑斯回归分析一天内天气状况和抑郁症状之间的关系可得，阴天为抑郁症状产生的高峰天气状态，女性和中老年个体更易出现抑郁症状，人在阴天比晴天更容易出现抑郁症状(Xu,Wu et al.2020)。
经颅光生物调节是将神经组织暴露于低水平光辐照的神经活动刺激方法。使用945nm波长的LED灯单日(30日)照射焦虑抑郁患者1min和25s(9.35J/cm2)，在临床上可改善大脑活动并减少焦虑和抑郁值。
季节性情感性精神障碍患者可在清晨或晚间(接近日落)使用标准光治疗箱，通过单次照射10min(不等增加)由紫外线防护屏所发射的10000lx冷白色荧光可有效降低抑郁程度。短光周期体制(单日06/18h明暗变化)可降低血浆皮质酮水平，从而缓解情感障碍和认知缺陷(双相情感障碍和阿尔茨海默病等神经精神疾病)。
直接利用卤钨灯或LED灯产生500～300lux/2500～10000lux的白光或模拟晨光，在不同时间内通过不同照度参数——视神经进行短暂背景光照射影响神经内分泌反应，促使大脑产生5-羟色胺、褪黑素、多巴胺等神经递质，从而达到治疗季节性及非季节性抑郁症及睡眠觉醒障碍的效果。除此之外，还可以采用波浪形镜面反光板或头戴仪，将或强或弱红光、强或弱白光、或强或弱红光与白光的组合中的任何一种阵列输送到用户的脸和眼睛，抑制荷尔蒙松果体素Melatonin(脑褪黑素)/增强脑血清素(血清5-HT)分泌，引起情绪提高和觉醒/治疗昼夜节律紊乱和失调，由于高亮度的光对治疗抑郁症有较好的效果，反光板一般采用波长位于400～700nm区间且照度≥2500lux的光在距离使用者20～60cm处进行照射；而头戴仪则是在距离患者面部5cm处以50lux(红光)或800lux(白光)的方式进行治疗。
考虑到强光照射可能会导致眼睛干涩、疼痛，视网膜氧化等问题，可采取多角度非直射的方式进行照射，对显色指数Ra>96，R9>90的LED灯进行截蓝光技术处理，避免光疗对患者产生二次伤害。由于目前的光疗设备往往仅通过调整不同的设备参数来进行治疗，并未考虑治疗方式—病症种类之间的对应关系。同时也未涉及到治疗周期内对于患者生理参数等状态的监测手段，无法同步获得治疗效果并实时调整治疗计划。因此在治疗针对性和效果有效性方面有所欠缺。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其将检测、光疗及监测集成于一体，所述精神障碍智能治疗设备通过读取使用者所输入的诊断因素(临床症状、躯体情况、精神发育)、心里社会/背景因素及功能评估结果确定病症种类(可手动更改)，并将预设光疗方案(设备参数)与识别病症种类进行匹配，实施该方案直至治疗效果评估达到预期目标，实现患者在治疗阶段内的持续性生理参数监控并保证治疗方案的有效性和准确性，有利于保障和监控患者病症的治疗效果，提高光疗效率，由此克服了无法将具体病症与光疗方式对应、且治疗过程中患者的生理状态无法被同步监测的问题和缺陷；同时提供了一种可根据患者输入症状等内容判断病症并基于医治原理自适应性选择光疗方案，并在治疗过程中保持对生理参数实时监测的情感性精神障碍智能治疗设备。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备，所述精神障碍智能治疗设备包括数据输入端、后台识别模块、中央处理模块、执行模块及反馈处理模块，所述数据输入端用于为使用者提供输入界面以获取患者信息，并对输入文本中的语义信息进行检索与读取，同时将得到的信息数据传输给所述后台识别模块；所述后台识别模块用于对接收到的数据信息进行识别，以确定症状类别信息，并将得到的症状类别信息传输给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于将来自所述后台识别模块的病症类别信息与治疗方案数据库中的数据进行对应匹配，以判定出相应地最佳治疗参数，并将得到的最佳治疗方案传输给所述执行模块；所述执行模块用于根据接收到的治疗参数对患者进行光疗；
所述反馈处理模块用于实时监测治疗过程中的患者生理信息及治疗结果，并将得到的数据信息传送至所述中央处理模块；所述中央处理模块还用于根据来自所述反馈处理模块的数据信息对治疗参数进行实时更新，以达到最佳的治疗效果。
进一步地，所述数据输入端还用于在收到多人信息后建立个人数据库，并按照预定步骤对对应的多个人分别进行跟踪治疗。
进一步地，所述反馈处理模块还用于在单个治疗周期结束后对患者的治疗效果进行评估，并将评估结果传输给所述中央处理模块，所述中央处理模块用于根据该评估结果确定下一步治疗计划，以实现对患者的持续性治疗。
进一步地，所述后台识别模块依据多粒度语义交叉模型将接收到的数据信息与预设的DSM-V数据库信息进行对比，识别出是否属于所述精神障碍智能治疗设备涉及治疗范围内的病症，直到识别出符合的病症类别信息。
进一步地，DSM-V数据库内预先存储有DSM-V中精神障碍相关判定语义信息。
进一步地，所述后台识别模块通过循环神经网络获取来自所述数据输入端的信息中不同粒度的语义表示，与预存在DSM-V数据库中不同症状语义信息序列进行交互并计算二者的匹配度βi，将得到的匹配度βi与设定匹配度阈值βmin进行比较，若βi>βmin，则选择该对应病症；若循环所有病症序列均小于阈值，则提示患者修改输入信息。
进一步地，所述后台识别模块接收到的信息数据分为两类，一类是来自数据输入端的初构建的病患语义信息；另一类是来自所述反馈处理模块在治疗过程中对患者进行实时监测而得到的患者生理信息及治疗评估结果信息。
进一步地，所述输入端接收到的输入信息包括临床症状、躯体情况、精神发育、心理社会/背景因素及功能评估结果。
进一步地，治疗参数包括使用时间、治疗时长、光照度、波长、可见光种类与治疗周期。
进一步地，所述执行模块用于根据接收到的治疗参数来控制灯管组，所述灯管组按照确定的治疗参数发射光。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，本发明提供的基于可变光的精神障碍智能治疗设备主要具有以下有益效果：
1.所述精神障碍智能治疗设备通过读取使用者所输入的诊断因素确定症状种类，并将预设光疗方案(设备参数)与识别病症种类进行匹配，实施该方案直至治疗效果评估达到预期目标，实现患者在治疗阶段内的持续性生理参数监控并保证治疗方案的有效性和准确性，有利于保障和监控患者病症的治疗效果，提高光疗效率，实现了“检测-光疗-监测”的集成。
2.可以对使用该设备的患者所输入信息进行识别和检索，然后通过输入语义信息与DSM-V数据库信息的匹配，保证提供的光疗方案具有针对性和准确性，确保可以对单人进行相应治疗，同时也可以在多人使用时避免出现治疗混乱的情况，满足该设备对病患信息读取的技术要求。
3.通过中央处理与执行模块对于病症类别与治疗方案的配对，可以明确设备参数值范围，从而避免参数不准确对于治疗效果的影响，实现全方位准确高效治疗。
4.通过建立个人数据库将病患信息与个人的相互对应，可以对任意单个患者进行准确光疗及反馈的同时，避免多人同时使用同一设备时出现信息混乱或遗漏的治疗误差，进一步扩大本设备的应用功能范围。
5.本发明可以实现连续周期内对同一患者的适应性治疗，满足在生理状态与功能评估结果连续变化的情况下采取最优的治疗需求，保障治疗效果的实时最优化，具有极高的使用价值。
6.通过在单个治疗周期结束后对治疗效果的评估，可获取光疗对于精神障碍病症治疗的临床资料，并据此预测下一步治疗计划，实现对患者的持续性治疗。
附图说明
图1是本发明提供的基于可变光的精神障碍智能治疗设备的工作流程示意图；
图2是图1中的基于可变光的精神障碍智能治疗设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参阅图1及图2，本发明提供的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，所述精神障碍智能治疗设备包括数据输入端、后台识别模块、中央处理模块、执行模块及反馈处理模块。
所述数据输入端用于为使用者提供输入界面以获取患者信息，并对输入文本中的语义信息进行检索与读取，同时将得到的信息数据传输给所述后台识别模块，以便之后进行病症类别与光疗方案的匹配。所述数据输入端还用于在收到多人信息后建立个人数据库，并按照预定步骤对对应的多个人分别进行跟踪治疗。
所述后台识别模块用于对接收到的数据信息进行识别，依据多粒度语义交叉模型将接收到的数据信息与预设的DSM-V数据库信息进行对比，识别出是否属于所述精神障碍智能治疗设备涉及治疗范围内的病症，直到识别出符合的病症类别信息，并将识别到的病症类别信息传输给所述中央处理模块。
所述中央处理模块用于将来自所述后台识别模块的病症类别信息与治疗方案数据库中的数据进行对应，以判定出相应地最佳治疗参数，进而确定最佳治疗方案。其中，治疗参数包括使用时间、治疗时长、光照度、波长、可见光种类与治疗周期等。同时，所述中央处理模块还用于将得到的最佳治疗方案传输给所述执行模块，以控制所述执行模块进行相应动作。
所述执行模块用于根据接收到的治疗参数对使用者进行光疗，以保证最科学有效的治疗效果。具体地，所述执行模块用于根据接收到的治疗参数来控制灯管组，所述灯管组按照确定的治疗参数发射光。
所述反馈处理模块用于实时监测治疗过程中的患者生理信息及治疗结果，并将得到的患者生理信息及治疗评估报告传送至所述中央处理模块，所述中央处理模块还用于根据来自所述反馈处理模块的数据信息对治疗参数进行实时更新，以达到最佳的治疗效果。
所述精神障碍智能治疗设备的DSM-V数据库内预先存储有获取DSM-V(精神障碍诊断与统计手册)中精神障碍相关判定语义信息，以供判断使用者是否患有相关疾病，并明确病症类别。具体地，将判定语义信息划分为i＝1、2、3、4、5、6、7、8、9的序列，将不同序列中的关键判别词作为匹配标志点，并增加标志点的衍生含义以提高DSM-V数据库中信息的灵活度。
所述数据输入端用于对使用者输入的输入文本中的语义信息进行检索与读取，分为以下两种情况进行考虑：输入信息为病症名称时，进行病症名称语义信息检索；基于输入信息内容(诊断信息、心里社会及背景因素、《残疾评定量表》答案)所属部分不同进行词识别，并对识别结果中关键词所代表的语义信息进行提取，通过减小识别的比率阈值以及扩大词语的派生范围，防止错漏关键词内容，提高了可靠度。若所述输入端收到多人信息，则会建立个人数据库以对每个人按照既定步骤进行跟踪治疗。
所述后台识别模块使用基于深度神经网络的文本语义匹配模型----多粒度语义交叉模型，通过循环神经网络获取来自所述数据输入端的信息中不同粒度的语义表示，与预存在DSM-V数据库中不同症状语义信息序列进行交互并计算二者的匹配度βi，将得到的匹配度βi与设定匹配度阈值βmin进行比较，若βi>βmin，则选择该对应病症；若循环所有病症序列均小于阈值，则提示患者修改输入信息。
所述后台识别模块接收到的信息数据分为两类，一类是来自数据输入端的初构建的病患意义信息；另一类是来自所述反馈处理模块在治疗过程中对患者进行实时监测而得到的患者生理信息及治疗评估结果信息。
所述反馈处理模块用于在治疗过程中实时监测患者生理信息，定期进行功能评估，以使同一使用者在治疗过程中保持病症的实时更新及治疗效果监测，且在光疗周期后检测最终治疗效果。
在治疗周期结束之前，对第二类信息同样进行语义信息提取，两类信息将不断更新匹配治疗方案，若匹配成功，则及时输出当下最优治疗方案，自动修改设备参数，若匹配失败，则评估治疗是否错误。
治疗周期结束，治疗方案的建立实施和跟踪过程结束，重新评估患者精神状态并输出治疗效果报告；同时根据报告得到治疗效果发展趋势，预测患者下一步状态，如果预测是病症减轻但仍需治疗，则要求患者重新进行光疗。
以下以具体实施例来对本发明进行进一步的详细说明。
所述精神障碍智能治疗设备工作时，患者开启本设备输入个人所需信息，准备进行精神障碍疾病的治疗，设备需要的初始信息包括临床症状、躯体情况、精神发育情况等，并且进行心理社会、背景因素的输入及利用世界卫生组织的《残疾评定量表》进行功能评估。
精神障碍诊断与统计手册DSM-V数据库将输入信息予以转化和提取后，对应预设的疾病诊断标准、严重度、疾病类型/分类标准；设备识别出位于本设备治疗范围内的病症(双向情感障碍、抑郁障碍、焦虑障碍、喂养和进食障碍、睡眠-觉醒障碍、认知神经障碍、人格障碍、分离性障碍、其他精神障碍)。
接着，设备内部的数据处理库将确定病症与预存治疗方案进行匹配，判定出最优结果并输出跟踪；治疗方案主要包括对设备使用时间、光照度、治疗时长、可见光种类、治疗周期、波长等参数按照给定范畴进行确定并执行。
治疗过程中，对患者的生理信号保持实时的监测，并定期按照世界卫生组织的《残疾评定量表》对患者填写进行功能评估，及时进行治疗过程反馈。
治疗周期结束后，患者重新进行精神障碍疾病的诊治从而判定治疗结果；发现症状得到缓解，说明本次治疗有效，然后继续进行治疗。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：
所述精神障碍智能治疗设备包括数据输入端、后台识别模块、中央处理模块、执行模块及反馈处理模块，所述数据输入端用于为使用者提供输入界面以获取患者信息，并对输入文本中的语义信息进行检索与读取，同时将得到的信息数据传输给所述后台识别模块；所述后台识别模块用于对接收到的数据信息进行识别，以确定症状类别信息，并将得到的症状类别信息传输给所述中央处理模块；所述中央处理模块用于将来自所述后台识别模块的病症类别信息与治疗方案数据库中的数据进行对应匹配，以判定出相应地最佳治疗参数，并将得到的最佳治疗方案传输给所述执行模块；所述执行模块用于根据接收到的治疗参数对患者进行光疗；
所述反馈处理模块用于实时监测治疗过程中的患者生理信息及治疗结果，并将得到的数据信息传送至所述中央处理模块；所述中央处理模块还用于根据来自所述反馈处理模块的数据信息对治疗参数进行实时更新，以达到最佳的治疗效果。
2.如权利要求1所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述数据输入端还用于在收到多人信息后建立个人数据库，并按照预定步骤对对应的多个人分别进行跟踪治疗。
3.如权利要求1所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述反馈处理模块还用于在单个治疗周期结束后对患者的治疗效果进行评估，并将评估结果传输给所述中央处理模块，所述中央处理模块用于根据该评估结果确定下一步治疗计划，以实现对患者的持续性治疗。
4.如权利要求1所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述后台识别模块依据多粒度语义交叉模型将接收到的数据信息与预设的DSM-V数据库信息进行对比，识别出是否属于所述精神障碍智能治疗设备涉及治疗范围内的病症，直到识别出符合的病症类别信息。
5.如权利要求4所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：DSM-V数据库内预先存储有DSM-V中精神障碍相关判定语义信息。
6.如权利要求1所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述后台识别模块通过循环神经网络获取来自所述数据输入端的信息中不同粒度的语义表示，与预存在DSM-V数据库中不同症状语义信息序列进行交互并计算二者的匹配度βi，将得到的匹配度βi与设定匹配度阈值βmin进行比较，若βi>βmin，则选择该对应病症；若循环所有病症序列均小于阈值，则提示患者修改输入信息。
7.如权利要求1-6任一项所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述后台识别模块接收到的信息数据分为两类，一类是来自数据输入端的初构建的病患语义信息；另一类是来自所述反馈处理模块在治疗过程中对患者进行实时监测而得到的患者生理信息及治疗评估结果信息。
8.如权利要求1-6任一项所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述输入端接收到的输入信息包括临床症状、躯体情况、精神发育、心理社会/背景因素及功能评估结果。
9.如权利要求1-6任一项所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：治疗参数包括使用时间、治疗时长、光照度、波长、可见光种类与治疗周期。
10.如权利要求1-6任一项所述的基于可变光的精神障碍智能治疗设备，其特征在于：所述执行模块用于根据接收到的治疗参数来控制灯管组，所述灯管组按照确定的治疗参数发射光。
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