CN118078242A - 一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，属于交感神经功能监测技术领域，针对不同患者的耳道大小形状不一致，使得电极块难以充分与耳道内壁接触，造成监测和调控过程时易出现断接的现象，影响心率变异性HRV的监测效果的问题，包括头带和腕部主机，头带两端分别固定有耳板，两个耳板相互靠近一侧面分别固定有套柱，两个耳板相互靠近一侧面分别固定有耳架；本发明硅胶套能够稳定的套在推动杆上，通过设置的硅胶套，使得硅胶套的宽度能够进行调节，从而能够根据不同患者耳道的大小调节硅胶套宽度，使得电极块能够始终与耳道内壁接触，避免了交感神经监测和调控过程时出现断接的现象，进而影响心率变异性HRV的监测效果。
Description
技术领域
本发明属于交感神经功能监测技术领域，具体涉及一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置。
背景技术
现有的交感神经功能监测与调控装置在使用时，通常采用耳挂式的耳机样式，其挂置于患者耳部，通过将装置上的电极块插入耳道内，并调整位置，使得电极块与耳道内壁贴合，通过电极块并导联心电图，从而监测左右耳间由心脏电活动导致的电势差，进而对心率变异性HRV监测，但由于不同患者的耳道大小形状不一致，使得电极块难以充分与耳道内壁接触，造成监测和调控过程时易出现断接的现象，影响心率变异性HRV的监测效果。
因此，需要一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，解决现有技术中存在的不同患者的耳道大小形状不一致，使得电极块难以充分与耳道内壁接触，造成监测和调控过程时易出现断接的现象，影响心率变异性HRV的监测效果的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，包括头带和腕部主机，所述头带两端分别固定有耳板，两个所述耳板相互靠近一侧面分别固定有套柱，两个所述耳板相互靠近一侧面分别固定有耳架，一侧所述耳板远离所述套柱一侧面固定有耳部主机，所述套柱外侧壁开设有若干呈圆周分布的开口，所述套柱内活动连接有移动板，所述移动板外侧壁固定有若干呈圆周分布的第一限位器，所述第一限位器活动卡合在所述开口内，所述第一限位器内转动连接有连接杆，所述套柱外侧壁一侧固定有若干呈圆周分布的第三限位器，所述第三限位器内转动连接有推动杆，所述推动杆外侧壁固定有若干呈线性分布半柱型块，所述推动杆与所述半柱型块相对一侧面固定有第二限位器，所述连接杆一端转动连接于所述第二限位器内，所述套柱内侧壁一侧转动连接有螺纹杆，所述移动板与所述螺纹杆外侧壁转动连接，所述螺纹杆一端固定有旋转杆，所述旋转杆活动穿过所述耳板，所述旋转杆一端固定有旋钮，所述套柱一端套设有硅胶套，所述硅胶套外侧壁固定有若干呈圆周分布的电极块，所述腕部主机底面开设有底孔，所述底孔内固定有前端毫米波雷达。
进一步地，所述腕部主机一侧面分别开设有两端侧口，一侧所述侧口内固定有心率采集装置，另一侧所述侧口内固定有血压采集装置，所述心率采集装置和所述血压采集装置分别与所述前端毫米波雷达电性连接，所述腕部主机另一侧面固定有若干均匀分布的贴片，其中三个所述贴片一侧面转动连接有发射天线，另外四个所述贴片一侧面转动连接有接收天线，所述腕部主机内设置有后端心率监测算法模块和后端血压监测算法模块，所述后端心率监测算法模块通过脉搏波监测心率变异性，所述后端血压检测算法模块通过脉搏波反射波传输时间RWTT监测血压变化，所述腕部主机内设置有腕部数据分析模块和腕部交感神经调控模块，所述腕部数据分析模块用于采集的血压、心率及心率变异性数据评估交感神经功能状态，所述腕部交感神经调控模块包括腕部毫米波治疗组件，其可对腕部包括内关穴区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
进一步地，所述耳部主机内设置有耳部数据采集模块、耳部数据分析模块和耳部交感神经调控模块；
所述耳部数据采集模块可采集耳部导联心电图，并实现心率变异性HRV监测，所述耳部数据采集模块通过电极块与耳道内壁接触，所述电极块与所述耳部数据采集模块电性连接；
所述耳部数据分析模块用于采集的心率及心率变异性HRV数据评估交感神经功能状态；
所述耳部交感神经调控模块包括耳部毫米波治疗组件，可对耳迷走神经分支区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
进一步地，所述腕部主机内设置有腕部主控模块，所述主控模块根据腕部数据采集模块获取的心率、血压安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
进一步地，所述耳部主机内设置有耳部主控模块，独立应用时根据耳部数据采集模块获取的心率安全区间，及HRV的变化情况，调节耳部交感神经调控模块的毫米波治疗强度，组合腕部主机应用时根据腕部数据采集模块获取的血压、心率安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
进一步地，所述腕部主机内设置有运动分析模块，用于分析使用者的静息或运动状态。
进一步地，所述腕部主机表面设置有腕部显示模块，用于显示患者心电、血压及HRV数值，同时可显示腕部主机电量。
进一步地，所述耳部主机内设置有扬声器模块，所述扬声器模块包括发声单元及音频电路，用于语音提示心电、血压数值及电量情况。
进一步地，所述腕部主机内设置有腕部蓝牙模块，用于连接耳部主机，以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述腕部主机一侧面设置有腕部充电孔，所述腕部主机内设置有腕部电池电路，所述腕部充电孔与所述腕部电池电路电性连接。
进一步地，所述耳部主机内设置有耳部蓝牙模块，用于连接腕部主机，以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述耳板一侧设置有耳部充电孔，所述耳部主机内设置有耳部电池电路，所述耳部充电孔与所述耳部电池电路电性连接。
与现有技术相比，本发明提供的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，至少包括如下有益效果：
(1)通过设置的螺纹杆，使得移动板能够进行移动，通过设置的连接杆，使得推动杆能够进行转动，通过设置的半柱型块，使得硅胶套能够稳定的套在推动杆上，通过设置的硅胶套，使得硅胶套的宽度能够进行调节，从而能够根据不同患者耳道的大小调节硅胶套的宽度，使得电极块能够始终与耳道内壁接触，避免了交感神经监测和调控过程时出现断接的现象，进而影响心率变异性HRV的监测效果。
(2)通过利用毫米波技术对交感神经功能进行连续性监测。毫米波是电磁波谱中频率介于30 GHz至300 GHz之间的波段，其波长短，对细微的生理信号变化具备高精度的检测性能。由于其非侵入性可提供连续性的生理信号采集，进一步增加了检测的准确性。
(3)通过利用毫米波技术实现可穿戴式监测及治疗一体化。满足了便携性及舒适性。
(4)通过毫米波技术一体化解决监测及治疗，具备更优的准确性、疗效及安全性。
(5)通过设置的腕部主机及耳部主机可组合应用，同时可独立应用，满足患者在睡觉、工作等生活中不同的应用场景。
(6)通过毫米波治疗可以作为药物治疗和其他治疗方法的有益补充，帮助提高治疗效果。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明前端毫米波雷达结构示意图；
图3为本发明发射天线结构示意图；
图4为本发明套柱剖视部分结构示意图；
图5为本发明耳架结构示意图；
图6为本发明硅胶套结构示意图；
图7为本发明半柱型块结构示意图。
图中：
100、头带；101、耳板；102、套柱；103、耳架；
200、硅胶套；201、电极块；
300、开口；301、移动板；302、第一限位器；303、连接杆；304、第二限位器；
400、第三限位器；401、推动杆；402、半柱型块；
500、螺纹杆；501、旋转杆；502、旋钮；
600、耳部充电孔；601、耳部主机；
700、腕部主机；701、底孔；702、前端毫米波雷达；
800、侧口；801、心率采集装置；802、腕部充电孔；803、血压采集装置；
900、贴片；901、发射天线；902、接收天线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一:
申请人研究发现，现有技术存在不同患者的耳道大小形状不一致，使得电极块难以充分与耳道内壁接触，造成监测和调控过程时易出现断接的现象，影响监测和调控效果的问题。为此，实施例一提出一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，如图1-7所示，该毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，包括头带100和腕部主机700，所述头带100两端分别固定有耳板101，两个所述耳板101相互靠近一侧面分别固定有套柱102，两个所述耳板101相互靠近一侧面分别固定有耳架103，一侧所述耳板101远离所述套柱102一侧面固定有耳部主机601，所述套柱102外侧壁开设有若干呈圆周分布的开口300，开口300有四个，所述套柱102内活动连接有移动板301，所述移动板301外侧壁固定有若干呈圆周分布的第一限位器302，第一限位器302有四个，所述第一限位器302活动卡合在所述开口300内，所述第一限位器302内转动连接有连接杆303，所述套柱102外侧壁一侧固定有若干呈圆周分布的第三限位器400，第三限位器400有四个，所述第三限位器400内转动连接有推动杆401，所述推动杆401外侧壁固定有若干呈线性分布半柱型块402，所述推动杆401与所述半柱型块402相对一侧面固定有第二限位器304，所述连接杆303一端转动连接于所述第二限位器304内，所述套柱102内侧壁一侧转动连接有螺纹杆500，所述移动板301与所述螺纹杆500外侧壁转动连接，所述螺纹杆500一端固定有旋转杆501，所述旋转杆501活动穿过所述耳板101，所述旋转杆501一端固定有旋钮502，所述套柱102一端套设有硅胶套200，所述硅胶套200外侧壁固定有若干呈圆周分布的电极块201，电极块201与耳部主机601电性连接，所述腕部主机700底面开设有底孔701，所述底孔701内固定有前端毫米波雷达702，前端毫米波雷达702通过向腕部动脉发射毫米波，并接收腕部反射波，从而感知腕部的血流变化，实现脉搏波的监测。毫米波雷达信号的调制方式为调频连续波（FMCW），工作频段为60-64GHz。雷达配置了3个发射天线901，4个接收天线902，天线采用了贴片900式方案以符合便携性需求。
雷达前端的工作模式分为日常监测与治疗两种。在日常监测模式下，雷达发射的毫米波功率较低，仅启用一个天线，并发射功率为6dBm的毫米波。而在治疗模式下，为了在监测脉搏波的同时满足治疗所需的功率需求，雷达将启用三个发射天线901，并将每个发射天线901的功率调整到12dBm。多天线的信号处理采用相位调制方式，以实现发射天线901功率叠加的效果。
作为本发明的进一步方案，所述腕部主机700一侧面分别开设有两端侧口800，一侧所述侧口800内固定有心率采集装置801，另一侧所述侧口800内固定有血压采集装置803，所述心率采集装置801和所述血压采集装置803分别与所述前端毫米波雷达702电性连接，心率采集装置801和血压采集装置803分别通过后端心率监测算法模块和后端血压监测算法模块分别完成心率与血压的监测，所述腕部主机700另一侧面固定有若干均匀分布的贴片900，其中三个所述贴片900一侧面转动连接有发射天线901，另外四个所述贴片900一侧面转动连接有接收天线902，所述腕部主机700内设置有后端心率监测算法模块和后端血压监测算法模块，通过后端心率监测算法模块对心率的监测可以保障治疗安全，并评估治疗效果。毫米波信号的相位分量可感知桡动脉搏动引起的血管微小位移，并以此监测脉搏波。通过对脉搏波信号的处理，如频带滤波，功率谱密度分析等，即可实现心率变异性（HRV）参数的测量，例如MeanRR或HR、RMSSD或pNN50等。
通过后端血压监测算法模块可以通过毫米波感知到的脉搏波信号，实现血压的连续监测。具体来说，该算法由机器学习模型驱动，可将血压相关特征与环境噪声区分开，并增强对稀疏血压相关数据点的感知。该算法由一个双阶段的神经网络模型构成，包括预训练阶段与血压预测阶段，分别从脉搏信号中提取血压相关特征并计算出血压值。
所述后端心率监测算法模块通过脉搏波监测心率变异性，所述后端血压检测算法模块通过脉搏波反射波传输时间RWTT监测血压变化，所述腕部主机700内设置有腕部数据分析模块和腕部交感神经调控模块，所述腕部数据分析模块用于采集的血压、心率及心率变异性数据评估交感神经功能状态；
A．静息状态诊断区间（当运动分析模块检测患者连续5分钟未进行运动，则对检测数值进行静息诊断）
（1）心率：静息心率＞100bpm诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：静息收缩压＞140mmHg诊断为交感神经过度激活。
（3）心率变异性：根据心电检测模块对5分钟的心率监测情况分析得到心率变异性指标。
其中主要通过频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。低频功率谱密度正常范围为(54±24)nu，高频功率谱密度正常范围为(29±3)nu。
频域分析中HF反映迷走神经调节，LF反映交感神经调节，LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当人体处于静息状态时，HRV分析采用频域分析评估交感神经功能。
当满足静息心率＞100bpm或静息收缩压＞140mmHg或LF/HF＞2任一标准且不符合治疗安全区间任一标准时，诊断为交感神经过度激活，提示可开始进行交感神经调控治疗。
B．非静息状态诊断区间（当运动分析模块检测患者不满足连续5分钟未进行运动，则按运动诊断区间进行诊断）
（1）心率：根据健康人运动状态下最高心率（220-年龄），推荐人群运动目标心率为最高心率0.6~最高心率/>0.8。
当非静息心率＞（220-年龄）0.8时诊断为交感神经过度激活；或当非静息心率较静息心率升高＞50%诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：非静息收缩压＞160mmHg诊断为交感神经过度激活。
当满足非静息心率＞（220-年龄）0.8；非静息心率较静息心率升高＞50%；非静息收缩压＞160mmHg中任一标准诊断为交感神经过度激活。
C．非静息状态转为静息状态时诊断区间（当运动分析模块检测患者连续5分钟非静息状态转为静息状态时，则按此区间进行诊断）
心率变异性：包括时域分析（SDNN、RMSSD、pNN50）及频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。时域分析中SDNN代表全部窦性心搏RR间期的标准差，正常范围是141±39(毫秒）。RMSSD 代表相邻RR间期差值的均方根，正常范围是27±12（毫秒），pNN50正常范围是16.7%±12.3%，意味着相邻两个心跳间期的差值超过50ms的比例应在4.4%-29%。LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当满足心率＞100bpm；收缩压＞140mmHg；HRV时域分析中SDNN＜100 (毫秒）或RMSSD ＜15（毫秒）或pNN50＜4.4%中任一标准时诊断为交感神过度激活。
满足以上诊断区间A、B、C的诊断标准且不符合治疗危险区间D中的任一标准时，提示可开始进行交感神经调控治疗。
D.治疗危险区间：
（1）心率：心率＜60bpm
（2）血压：收缩压＜100mmHg
（3）心率变异性：LF/HF（1.5-2）＜1.5
当满足心率＜60bpm；收缩压＜100mmHg；LF/HF（1.5-2）＜1.5任一标准时，交感神经调控治疗即刻停止。
所述腕部交感神经调控模块包括腕部毫米波治疗组件，其可对腕部包括内关穴区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
腕部毫米波治疗组件与腕部数据采集模块共用前端毫米波雷达702，但在日常心率、血压监测过程中，前端毫米波雷达702所发射的毫米波功率未达到刺激迷走神经所需的量级。因此在治疗过程中前端毫米波雷达702将提升发射功率，并启用增加发射天线901数量。前端毫米波雷达702的发射源是发射天线901，在治疗过程中前端毫米波雷达702将开启全部三个发射天线901，并将单一天线功率从监测模式下的6dBm提升至12dBm，以此实现毫米波对迷走神经的刺激。
作为本发明的进一步方案，所述耳部主机601内设置有耳部数据采集模块、耳部数据分析模块和耳部交感神经调控模块；
所述耳部数据采集模块可采集耳部导联心电图，并实现心率变异性HRV监测，所述耳部数据采集模块通过电极块201与耳道内壁接触，所述电极块201与所述耳部数据采集模块电性连接；
耳部数据采集模块是监测左右耳间由心脏电活动导致的电势差，从而监测HRV。左右耳的电极位于佩戴耳机的耳道内壁处，其构成的心电导联属于对噪声敏感的非标准导联，故在采集电信号后，该模块会进行心电信号去噪增强算法。
具体来说，该模块采用一种将非线性自适应滤波和信号分解相结合的混合运动伪影去除方法，提高可穿戴导联ECG信号的质量，及非标准点位心电图的鲁棒性。为了实现HRV参数的测量，将耳部心电图通过跨域学习算法映射为标准导联心电图。将不同的导联视为不同的域，为了实现导联间的跨域映射，采用了编解码器机制，将耳导联心电图编码为心电向量隐空间特征，再将该特征解码为标准导联心电图。为了使编解码器更适应映射任务，在引入了循环神经网络与自注意力机制，以序列化自回归的方式生成标准导联心电图。最终将将生成的标准导联心电图进行信号分析处理，输出HRV参数，例如MeanRR或HR、RMSSD或pNN50等。
所述耳部数据分析模块用于采集的心率及心率变异性HRV数据评估交感神经功能状态；
所述耳部交感神经调控模块包括耳部毫米波治疗组件，可对耳迷走神经分支区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
耳部毫米波治疗组件向耳甲艇处发射毫米波，耳部毫米波治疗组件为后端毫米波雷达，固定于另一侧耳板101一侧面，从而实现对的耳支迷走神经（ABVN）的刺激与治疗。毫米波发射信号的采用60-64GHz的FMCW调制，后端毫米波雷达上配置了3个发射天线901，天线采用了贴片900式方案以符合便携性需求。
为了在监测脉搏波的同时满足治疗所需的功率需求，后端毫米波雷达将启用三个发射天线901，并将每个发射天线901的功率调整到12dBm。三个天线同时启用，以实现发射天线901功率叠加的效果。
本方案具备以下工作过程：将电极块201与耳道内壁贴合时，首先将头带100卡合在头上，使得耳架103卡在耳朵上，硅胶套200位于耳道内，之后通过手动分别转动两侧的旋钮502，旋钮502转动带动旋转杆501转动旋转杆501转动带动螺纹杆500转动，螺纹杆500转动带动移动板301移动，移动板301移动推动连接杆303转动，进而使得推动杆401转动，推动杆401转动使得硅胶套200被撑开，硅胶套200与耳道紧紧固定住，此时电极块201与耳道内壁充分接触。
对交感神经进行监测时，通过前端毫米波雷达702向腕部动脉发射毫米波，并接收腕部反射波，从而感知腕部的血流变化，实现脉搏波的监测，通过对脉搏波信号的处理，如频带滤波，功率谱密度分析等，即可实现心率变异性（HRV）参数的测量，例如MeanRR或HR、RMSSD或pNN50等，通过血压监测算法模块可以通过毫米波感知到的脉搏波信号，实现血压的连续监测，通过腕部数据分析模块可根据采集的血压、心率及心率变异性数据评估交感神经功能状态，其中包括如下步骤；
A．静息状态诊断区间（当运动分析模块测患者连续5分钟未进行运动，则对检测数值进行静息诊断）
（1）心率：静息心率＞100bpm诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：静息收缩压＞140mmHg诊断为交感神经过度激活。
（3）心率变异性：根据心电检测模块对5分钟的心率监测情况分析得到心率变异性指标。
其中主要通过频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。低频功率谱密度正常范围为(54±24)nu，高频功率谱密度正常范围为(29±3)nu。
频域分析中HF反映迷走神经调节，LF反映交感神经调节，LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当人体处于静息状态时，HRV分析采用频域分析评估交感神经功能。
当满足静息心率＞100bpm或静息收缩压＞140mmHg或LF/HF＞2任一标准且不符合治疗安全区间任一标准时，诊断为交感神经过度激活，提示可开始进行交感神经调控治疗。
B．非静息状态诊断区间（当运动分析模块检测患者不满足连续5分钟未进行运动，则按运动诊断区间进行诊断）
（1）心率：根据健康人运动状态下最高心率（220-年龄），推荐人群运动目标心率为最高心率0.6~最高心率/>0.8。
当非静息心率＞（220-年龄）0.8时诊断为交感神经过度激活；或当非静息心率较静息心率升高＞50%诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：非静息收缩压＞160mmHg诊断为交感神经过度激活。
当满足非静息心率＞（220-年龄）0.8；非静息心率较静息心率升高＞50%；非静息收缩压＞160mmHg中任一标准诊断为交感神经过度激活。
C．非静息状态转为静息状态时诊断区间（当运动分析模块检测患者连续5分钟非静息状态转为静息状态时，则按此区间进行诊断）
心率变异性：包括时域分析（SDNN、RMSSD、pNN50）及频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。时域分析中SDNN代表全部窦性心搏RR间期的标准差，正常范围是141±39(毫秒）。RMSSD 代表相邻RR间期差值的均方根，正常范围是27±12（毫秒），pNN50正常范围是16.7%±12.3%，意味着相邻两个心跳间期的差值超过50ms的比例应在4.4%-29%。LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当满足心率＞100bpm；收缩压＞140mmHg；HRV时域分析中SDNN＜100 (毫秒）或RMSSD ＜15（毫秒）或pNN50＜4.4%中任一标准时诊断为交感神过度激活。
满足以上诊断区间A、B、C的诊断标准且不符合治疗危险区间D中的任一标准时，提示可开始进行交感神经调控治疗。
D.治疗危险区间：
（1）心率：心率＜60bpm
（2）血压：收缩压＜100mmHg
（3）心率变异性：LF/HF（1.5-2）＜1.5
当满足心率＜60bpm；收缩压＜100mmHg；LF/HF（1.5-2）＜1.5任一标准时，交感神经调控治疗即刻停止。
通过设置的腕部交感神经调控模块，使得腕部和内关穴区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。通过设置的耳部数据采集模块，该模块能够采集耳部导联心电图，并实现心率变异性HRV监测，通过设置的耳部数据分析模块，该模块能够采集的心率及心率变异性HRV数据评估交感神经功能状态，通过设置的耳部毫米波治疗组件，可对耳迷走神经分支区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。并向耳甲艇处发射毫米波，从而实现对的耳支迷走神经（ABVN）的刺激与治疗，通过耳部主控模块，独立应用时根据数据耳部采集模块获取的心率安全区间，及HRV的变化情况，调节耳部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。组合腕部主机700应用时根据腕部数据采集模块获取的血压、心率安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度，通过腕部主控模块，可根据腕部数据采集模块获取的心率、血压安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
根据上述工作过程可知：通过设置的螺纹杆500，使得移动板301能够进行移动，通过设置的连接杆303，使得推动杆401能够进行转动，通过设置的半柱型块402，使得硅胶套200能够稳定的套在推动杆401上，通过设置的硅胶套200，使得硅胶套200的宽度能够进行调节，从而能够根据不同患者耳道的大小调节硅胶套200的宽度，使得电极块201能够始终与耳道内壁接触，避免了交感神经监测和调控过程时出现断接的现象，进而影响心率变异性HRV的监测效果。
通过利用毫米波技术对交感神经功能进行连续性监测。毫米波是电磁波谱中频率介于30 GHz至300 GHz之间的波段，其波长短，对细微的生理信号变化具备高精度的检测性能。由于其非侵入性可提供连续性的生理信号采集，进一步增加了检测的准确性。
通过利用毫米波技术实现可穿戴式监测及治疗一体化。满足了便携性及舒适性。
通过毫米波技术一体化解决监测及治疗，具备更优的准确性、疗效及安全性。
通过设置的腕部主机700及耳部主机601可组合应用，同时可独立应用，满足患者在睡觉、工作等生活中不同的应用场景。
通过毫米波治疗可以作为药物治疗和其他治疗方法的有益补充，帮助提高治疗效果。
作为本发明的进一步方案，所述腕部主机700内设置有腕部主控模块，所述主控模块根据腕部数据采集模块获取的心率、血压安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
作为本发明的进一步方案，所述耳部主机601内设置有耳部主控模块，独立应用时根据耳部数据采集模块获取的心率安全区间，及HRV的变化情况，调节耳部交感神经调控模块的毫米波治疗强度，组合腕部主机700应用时根据腕部数据采集模块获取的血压、心率安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
作为本发明的进一步方案，所述腕部主机700内设置有运动分析模块，用于分析使用者的静息或运动状态。
作为本发明的进一步方案，所述腕部主机700表面设置有腕部显示模块，用于显示患者心电、血压及HRV数值，同时可显示腕部主机700电量。
作为本发明的进一步方案，所述耳部主机601内设置有扬声器模块，所述扬声器模块包括发声单元及音频电路，用于语音提示心电、血压数值及电量情况。
作为本发明的进一步方案，所述腕部主机700内设置有腕部蓝牙模块，用于连接耳部主机601，以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述腕部主机700一侧面设置有腕部充电孔802，所述腕部主机700内设置有腕部电池电路，所述腕部充电孔802与所述腕部电池电路电性连接。
作为本发明的进一步方案，所述耳部主机601内设置有耳部蓝牙模块，用于连接腕部主机700，以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述耳板101一侧设置有耳部充电孔600，所述耳部主机601内设置有耳部电池电路，所述耳部充电孔600与所述耳部电池电路电性连接。
综上：将电极块201与耳道内壁贴合时，首先将头带100卡合在头上，使得耳架103卡在耳朵上，硅胶套200位于耳道内，之后通过手动分别转动两侧的旋钮502，旋钮502转动带动旋转杆501转动旋转杆501转动带动螺纹杆500转动，螺纹杆500转动带动移动板301移动，移动板301移动推动连接杆303转动，进而使得推动杆401转动，推动杆401转动使得硅胶套200被撑开，硅胶套200与耳道紧紧固定住，此时电极块201与耳道内壁充分接触。
对交感神经进行监测时，通过前端毫米波雷达702向腕部动脉发射毫米波，并接收腕部反射波，从而感知腕部的血流变化，实现脉搏波的监测，通过对脉搏波信号的处理，如频带滤波，功率谱密度分析等，即可实现心率变异性（HRV）参数的测量，例如MeanRR或HR、RMSSD或pNN50等，通过血压监测算法模块可以通过毫米波感知到的脉搏波信号，实现血压的连续监测，通过腕部数据分析模块可根据采集的血压、心率及心率变异性数据评估交感神经功能状态，其中包括如下步骤；
A．静息状态诊断区间（当运动分析模块测患者连续5分钟未进行运动，则对检测数值进行静息诊断）
（1）心率：静息心率＞100bpm诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：静息收缩压＞140mmHg诊断为交感神经过度激活。
（3）心率变异性：根据心电检测模块对5分钟的心率监测情况分析得到心率变异性指标。
其中主要通过频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。低频功率谱密度正常范围为(54±24)nu，高频功率谱密度正常范围为(29±3)nu。
频域分析中HF反映迷走神经调节，LF反映交感神经调节，LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当人体处于静息状态时，HRV分析采用频域分析评估交感神经功能。
当满足静息心率＞100bpm或静息收缩压＞140mmHg或LF/HF＞2任一标准且不符合治疗安全区间任一标准时，诊断为交感神经过度激活，提示可开始进行交感神经调控治疗。
B．非静息状态诊断区间（当运动分析模块检测患者不满足连续5分钟未进行运动，则按运动诊断区间进行诊断）
（1）心率：根据健康人运动状态下最高心率（220-年龄），推荐人群运动目标心率为最高心率0.6~最高心率/>0.8。
当非静息心率＞（220-年龄）0.8时诊断为交感神经过度激活；或当非静息心率较静息心率升高＞50%诊断为交感神经过度激活。
（2）血压：非静息收缩压＞160mmHg诊断为交感神经过度激活。
当满足非静息心率＞（220-年龄）0.8；非静息心率较静息心率升高＞50%；非静息收缩压＞160mmHg中任一标准诊断为交感神经过度激活。
C．非静息状态转为静息状态时诊断区间（当运动分析模块检测患者连续5分钟非静息状态转为静息状态时，则按此区间进行诊断）
心率变异性：包括时域分析（SDNN、RMSSD、pNN50）及频域分析（低频功率谱密度LF、高频功率谱密度HF、LF/HF）。时域分析中SDNN代表全部窦性心搏RR间期的标准差，正常范围是141±39(毫秒）。RMSSD 代表相邻RR间期差值的均方根，正常范围是27±12（毫秒），pNN50正常范围是16.7%±12.3%，意味着相邻两个心跳间期的差值超过50ms的比例应在4.4%-29%。LF/HF（1.5-2）反映交感和迷走神经系统动态平衡，升高代表交感神经活跃，减低代表交感和迷走神经处于不平衡状态，迷走神经张力增高。
当满足心率＞100bpm；收缩压＞140mmHg；HRV时域分析中SDNN＜100 (毫秒）或RMSSD ＜15（毫秒）或pNN50＜4.4%中任一标准时诊断为交感神过度激活。
满足以上诊断区间A、B、C的诊断标准且不符合治疗危险区间D中的任一标准时，提示可开始进行交感神经调控治疗。
D.治疗危险区间：
（1）心率：心率＜60bpm
（2）血压：收缩压＜100mmHg
（3）心率变异性：LF/HF（1.5-2）＜1.5
当满足心率＜60bpm；收缩压＜100mmHg；LF/HF（1.5-2）＜1.5任一标准时，交感神经调控治疗即刻停止。
通过设置的腕部交感神经调控模块，使得腕部和内关穴区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。通过设置的耳部数据采集模块，该模块能够采集耳部导联心电图，并实现心率变异性HRV监测，通过设置的耳部数据分析模块，该模块能够采集的心率及心率变异性HRV数据评估交感神经功能状态，通过设置的耳部毫米波治疗组件，可对耳迷走神经分支区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。并向耳甲艇处发射毫米波，从而实现对的耳支迷走神经（ABVN）的刺激与治疗，通过耳部主控模块，独立应用时根据数据耳部采集模块获取的心率安全区间，及HRV的变化情况，调节耳部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。组合腕部主机700应用时根据腕部数据采集模块获取的血压、心率安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度，通过腕部主控模块，可根据腕部数据采集模块获取的心率、血压安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，包括头带（100）和腕部主机（700），其特征在于，所述头带（100）两端分别固定有耳板（101），两个所述耳板（101）相互靠近一侧面分别固定有套柱（102），两个所述耳板（101）相互靠近一侧面分别固定有耳架（103），一侧所述耳板（101）远离所述套柱（102）一侧面固定有耳部主机（601），所述套柱（102）外侧壁开设有若干呈圆周分布的开口（300），所述套柱（102）内活动连接有移动板（301），所述移动板（301）外侧壁固定有若干呈圆周分布的第一限位器（302），所述第一限位器（302）活动卡合在所述开口（300）内，所述第一限位器（302）内转动连接有连接杆（303），所述套柱（102）外侧壁一侧固定有若干呈圆周分布的第三限位器（400），所述第三限位器（400）内转动连接有推动杆（401），所述推动杆（401）外侧壁固定有若干呈线性分布半柱型块（402），所述推动杆（401）与所述半柱型块（402）相对一侧面固定有第二限位器（304），所述连接杆（303）一端转动连接于所述第二限位器（304）内，所述套柱（102）内侧壁一侧转动连接有螺纹杆（500），所述移动板（301）与所述螺纹杆（500）外侧壁转动连接，所述螺纹杆（500）一端固定有旋转杆（501），所述旋转杆（501）活动穿过所述耳板（101），所述旋转杆（501）一端固定有旋钮（502），所述套柱（102）一端套设有硅胶套（200），所述硅胶套（200）外侧壁固定有若干呈圆周分布的电极块（201），所述腕部主机（700）底面开设有底孔（701），所述底孔（701）内固定有前端毫米波雷达（702）。
2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述腕部主机（700）一侧面分别开设有两端侧口（800），一侧所述侧口（800）内固定有心率采集装置（801），另一侧所述侧口（800）内固定有血压采集装置（803），所述心率采集装置（801）和所述血压采集装置（803）分别与所述前端毫米波雷达（702）电性连接，所述腕部主机（700）另一侧面固定有若干均匀分布的贴片（900），其中三个所述贴片（900）一侧面转动连接有发射天线（901），另外四个所述贴片（900）一侧面转动连接有接收天线（902），所述腕部主机（700）内设置有后端心率监测算法模块和后端血压监测算法模块，所述后端心率监测算法模块通过脉搏波监测心率变异性，所述后端血压检测算法模块通过脉搏波反射波传输时间RWTT监测血压变化，所述腕部主机（700）内设置有腕部数据分析模块和腕部交感神经调控模块，所述腕部数据分析模块用于采集的血压、心率及心率变异性数据评估交感神经功能状态，所述腕部交感神经调控模块包括腕部毫米波治疗组件，其可对腕部包括内关穴区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
3.根据权利要求2所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述耳部主机（601）内设置有耳部数据采集模块、耳部数据分析模块和耳部交感神经调控模块；
所述耳部数据采集模块可采集耳部导联心电图，并实现心率变异性HRV监测，所述耳部数据采集模块通过电极块（201）与耳道内壁接触，所述电极块（201）与所述耳部数据采集模块电性连接；
所述耳部数据分析模块用于采集的心率及心率变异性HRV数据评估交感神经功能状态；
所述耳部交感神经调控模块包括耳部毫米波治疗组件，可对耳迷走神经分支区域进行理疗，抑制交感神经过度激活。
4.根据权利要求3所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述腕部主机（700）内设置有腕部主控模块，所述主控模块根据腕部数据采集模块获取的心率、血压安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
5.根据权利要求4所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述耳部主机（601）内设置有耳部主控模块，独立应用时根据耳部数据采集模块获取的心率安全区间，及HRV的变化情况，调节耳部交感神经调控模块的毫米波治疗强度，组合腕部主机（700）应用时根据腕部数据采集模块获取的血压、心率安全区间，及HRV的变化情况，调节腕部交感神经调控模块的毫米波治疗强度。
6.根据权利要求5所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述腕部主机（700）内设置有运动分析模块，用于分析使用者的静息或运动状态。
7.根据权利要求6所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述腕部主机（700）表面设置有腕部显示模块，用于显示患者心电、血压及HRV数值，同时可显示腕部主机（700）电量。
8.根据权利要求7所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述耳部主机（601）内设置有扬声器模块，所述扬声器模块包括发声单元及音频电路，用于语音提示心电、血压数值及电量情况。
9.根据权利要求8所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述腕部主机（700）内设置有腕部蓝牙模块，用于连接耳部主机（601），以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述腕部主机（700）一侧面设置有腕部充电孔（802），所述腕部主机（700）内设置有腕部电池电路，所述腕部充电孔（802）与所述腕部电池电路电性连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于毫米波的交感神经功能监测与调控一体化装置，其特征在于：所述耳部主机（601）内设置有耳部蓝牙模块，用于连接腕部主机（700），以同步监测治疗，并可连接移动终端，进行远程监测及操控，所述耳板（101）一侧设置有耳部充电孔（600），所述耳部主机（601）内设置有耳部电池电路，所述耳部充电孔（600）与所述耳部电池电路电性连接。
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