CN113082514A - 一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法 - Google Patents

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Abstract

本发明创造提供了一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，包括以下步骤：S1：搭建密闭治疗室及无线电能发射装置，将与无线电能发射装置对应的电磁治疗接收器及信号收发装置放入待治疗生物体内；S2：在治疗室内搭建生物定位装置；S3：将待治疗生物放在生物定位装置上；S4：生物定位装置将实时检测到的生物位置数据发送给上位机；S5：上位机根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置；S6：上位机控制无线电能发射装置对生物进行精准治疗。本发明创造所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法解决了现有利用无线充电装置对生物体进行治疗的方法无法根据生物的位置进行灵活控制输出磁场强度的问题。

Description

一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法
技术领域
本发明创造属于电磁治疗技术领域，尤其是涉及一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法。
背景技术
目前已有的利用无线充电装置对生物体进行治疗主要是将生物体置于电磁场发生器装置中，调节植入生物体装置的工作状态主要是依赖外界仪器对植入器件的控制上，并不考虑发射装置对植入器件的影响，这无疑具有一定的局限性，不能充分利用现有资源的合理配置对植入器件的工作状态进行调控，造成了资源的浪费，同时难以实现安全高效的调控方式。
发明内容
有鉴于此，本发明创造提出一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法以解决现有利用无线充电装置对生物体进行治疗的方法无法根据生物的位置进行灵活控制输出磁场强度的问题。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，包括以下步骤：
S1：搭建密闭治疗室及无线电能发射装置，将与无线电能发射装置对应的电磁治疗接收器及信号收发装置放入待治疗生物体内；
S2：在治疗室内搭建生物定位装置；
S3：将待治疗生物放在生物定位装置上；
S4：生物定位装置将实时检测到的生物位置数据发送给上位机；
S5：上位机根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置；
S6：将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配；
S7：上位机控制无线电能发射装置根据匹配好的磁场强度值控制无线电能发射装置输出相应强度的磁场信号，从而对生物进行精准治疗。
进一步的，步骤S2所利用的生物定位装置搭建方法为：
S21：在底板下部安装多个弹性件；
S22：每个弹性件底部放置一个压力传感器；
S23：将压力传感器远离弹性件的一侧固定在治疗室的底部，将压力传感器与上位机连接。
进一步的，步骤S5利用的根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置具体步骤如下：
S51：将底板划分成多个区域，对每个区域进行编号，每个区域底部设置一个压力传感器，多个压力传感器呈矩阵式分布；
S52：对每个压力传感器进行编号，每个编号与底板上划分的区域编号一一对应，并录入上位机中；
S53：多个压力传感器实时将检测到的压力数据发送到上位机；
S54：上位机对多个压力传感器传输的压力值进行比较，获取压力最大值对应的压力传感器，并根据其编号找到对应的区域，该区域即为待治疗生物所在位置。
进一步的，步骤S6利用的将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配具体步骤如下：
S61：通过多物理场仿真软件对不同待治疗生物在不同区域、不同生物体情况下所需的刺激电流大小和该位置下所产生的刺激电流大小进行仿真计算；
S62：将满足生物体治疗实际所需刺激电流与仿真电流进行比较并对仿真电流进行多次矫正，直到满足生物体治疗实际所需刺激电流值与仿真电流值相同后，存储电流值和与电流值对应的区域、生物体情况数据；
S63：上位机根据传感器发送的位置信息找到对应的电流值，将电流值发送给无线电能发射装置，使无线电能发射装置按照接收到的电流值发出对应强度的线圈信号。
进一步的，在诊疗室的底部和相邻的两个侧壁上均安装无线电能发射装置，无线电能发射装置与待治疗生物体内的电磁治疗接收器相连。
相对于现有技术，本发明创造具有以下有益效果：
本发明提出的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法实现刺激电流随着生物体位置的改变进行实时调整，大大提升了治疗的灵活性和被治疗对象的舒适度。发射装置能快速匹配接收装置的变化，尽量减小移动对治疗效果的影响，使治疗更加规范化、专业化、安全化。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法流程示意图；
图2为本发明创造实施例所述的密闭治疗室底面区域划分示意图；
图3为本发明创造实施例所述的多次矫正后的仿真曲线示意图；
图4为本发明创造实施例所述的不同位置下的预测值与实际电流治疗强度示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1所示，一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，包括以下步骤：
S1：搭建密闭治疗室及无线电能发射装置，将与无线电能发射装置对应的电磁治疗接收器及信号收发装置放入待治疗生物体内，密闭治疗室为常规的现有技术，在此不做赘述；
S2：在治疗室内搭建生物定位装置；
S3：将待治疗生物放在生物定位装置上；
S4：生物定位装置将实时检测到的生物位置数据发送给上位机；
S5：上位机根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置；
S6：将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配；
S7：上位机控制无线电能发射装置根据匹配好的磁场强度值控制无线电能发射装置输出相应强度的磁场信号，从而对生物进行精准治疗。
如图1所示，步骤S2所利用的生物定位装置搭建方法为：
S21：在底板下部安装多个弹性件；
S22：每个弹性件底部放置一个压力传感器；
S23：将压力传感器远离弹性件的一侧固定在治疗室的底部，将压力传感器与上位机连接。
如图2所示，步骤S5利用的根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置具体步骤如下：
S51：将底板划分成多个区域，对每个区域进行编号，每个区域底部设置一个压力传感器，多个压力传感器呈矩阵式分布；
S52：对每个压力传感器进行编号，每个编号与底板上划分的区域编号一一对应，并录入上位机中；
S53：多个压力传感器实时将检测到的压力数据发送到上位机；
S54：上位机对多个压力传感器传输的压力值进行比较，获取压力最大值对应的压力传感器，并根据其编号找到对应的区域，该区域即为待治疗生物所在位置。
如图2、图3、图4所示，步骤S6利用的将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配具体步骤如下：
S61：通过多物理场仿真软件对不同待治疗生物在不同区域、不同生物体情况下所需的刺激电流大小和该位置下所产生的刺激电流大小进行仿真计算；
S62：将满足生物体治疗实际所需刺激电流与仿真电流进行比较并对仿真电流进行多次矫正，直到满足生物体治疗实际所需刺激电流值与仿真电流值相同后，存储电流值和与电流值对应的区域、生物体情况数据；
S63：上位机根据传感器发送的位置信息找到对应的电流值，将电流值发送给无线电能发射装置，使无线电能发射装置按照接收到的电流值发出对应强度的线圈信号。
如图1所示，在诊疗室的底部和相邻的两个侧壁上均安装无线电能发射装置，无线电能发射装置与待治疗生物体内的电磁治疗接收器相连。
根据工程电磁场原理及聂以曼公式可知，接收、发射线圈在空间位置发生变化时其电气参数也会随之改变，不同的空间位置与不同的电气参数之间存在着映射关系，因此可通过压力传感器对生物体位置进行采集，反馈到上位机，利用上位机分析软件对发射、接受装置进行合理调控。
密闭治疗室具有良好的磁屏蔽墙体，保证电磁场不会发生泄漏到治疗室外，保证外界处于生物电磁安全限值以下；
发射装置：在密闭治疗室的X-Y平面、Y-Z平面、Z-X平面上分别布置一个无线电能传输发射装置，装置的大小根据治疗需要及空间大小进行适应性设计；
生物体内电磁治疗接受器及信号收发装置：接受器及信号收发装置具有无毒、轻量化、小型化、无痛感的特点，采用但不限于PLT-22电力线收发器；
对于生物体治疗来说，应根据不同生物体的具体情况选择不同的电刺激治疗强度(即刺激电流大小)；由于本发明所采用的结构处于多场耦合的应用场景，借助多物理场仿真软件如Ansys Maxwell 3D、COMSOL Multiphysics等对不同生物体情况、在不同区域下、生物体所需的刺激电流大小和该位置下所产生的刺激电流大小进行仿真计算，并对不同生物体情况、在不同区域下、所需的刺激电流大小和该位置下所产生的刺激电流大小进行多次矫正，直到满足生物体治疗实际所需刺激电流与仿真刺激电流相吻合后，对满足条件的实验数据、预测值存入数据库，并与上位机建立链接。当不同的生物体需要进行治疗时，根据生物体所需的治疗强度、生物体在治疗室所处位置从云端调用数据，之后由上位机整理并控制发射装置与接收装置对生物体进行实时、准确治疗。
刺激电流随着生物体位置的改变进行实时调整，大大提升了治疗的灵活性和被治疗对象的舒适度。使发射装置能快速匹配接收装置的变化，尽量减小移动对治疗效果的影响，使治疗尽可能规范化、专业化、安全化，能够实现“对症下药”。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：搭建密闭治疗室及无线电能发射装置，将与无线电能发射装置对应的电磁治疗接收器及信号收发装置放入待治疗生物体内；
S2：在治疗室内搭建生物定位装置；
S3：将待治疗生物放在生物定位装置上；
S4：生物定位装置将实时检测到的生物位置数据发送给上位机；
S5：上位机根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置；
S6：将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配；
S7：上位机控制无线电能发射装置根据匹配好的磁场强度值控制无线电能发射装置输出相应强度的磁场信号，从而对生物进行精准治疗。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，其特征在于：步骤S2所利用的生物定位装置搭建方法为：
S21：在底板下部安装多个弹性件；
S22：每个弹性件底部放置一个压力传感器；
S23：将压力传感器远离弹性件的一侧固定在治疗室的底部，将压力传感器与上位机连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，其特征在于：步骤S5利用的根据接收到的生物位置数据判断待治疗生物实际位置具体步骤如下：
S51：将底板划分成多个区域，对每个区域进行编号，每个区域底部设置一个压力传感器，多个压力传感器呈矩阵式分布；
S52：对每个压力传感器进行编号，每个编号与底板上划分的区域编号一一对应，并录入上位机中；
S53：多个压力传感器实时将检测到的压力数据发送到上位机；
S54：上位机对多个压力传感器传输的压力值进行比较，获取压力最大值对应的压力传感器，并根据其编号找到对应的区域，该区域即为待治疗生物所在位置。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，其特征在于：步骤S6利用的将实际位置与无线电能发射装置所需输出磁场强度值进行匹配具体步骤如下：
S61：通过多物理场仿真软件对不同待治疗生物在不同区域、不同生物体情况下所需的刺激电流大小和该位置下所产生的刺激电流大小进行仿真计算；
S62：将满足生物体治疗实际所需刺激电流与仿真电流进行比较并对仿真电流进行多次矫正，直到满足生物体治疗实际所需刺激电流值与仿真电流值相同后，存储电流值和与电流值对应的区域、生物体情况数据；
S63：上位机根据传感器发送的位置信息找到对应的电流值，将电流值发送给无线电能发射装置，使无线电能发射装置按照接收到的电流值发出对应强度的线圈信号。
5.根据权利要求4所述的一种基于无线充电的生物电磁治疗装置的自适应调节方法，其特征在于：在诊疗室的底部和相邻的两个侧壁上均安装无线电能发射装置，无线电能发射装置与待治疗生物体内的电磁治疗接收器相连。
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