CN205947782U - 生物电信号调节融合系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及生物电信号理疗技术领域，提供一种生物电信号调节融合系统，该系统的电极片用于获取人体的采样频率信号，并接收融合频率信号的工作参数，产生作用于人体的电信号；信号获取模块用于获得人体的采样频率信号；算法处理模块用于采用遗传算法将采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号；信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定融合频率信号的工作参数，输出融合频率信号的工作参数。本实用新型生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物电信号理疗技术领域，具体涉及一种生物电信号调节融合系统。
背景技术
目前，用于人体的保健仪器种类繁多，如生物电理疗仪，对促进人们的身心健康发挥了一定的作用，但是，现有的生物电理疗仪通常采用程序内置的模式，产生固定的频率，作用于所有的使用者，无法根据不同人体的差异进行相应的调节，输出适应于各个使用者的信号，导致使用者的实际体验效果差，甚至无法适应生物电的治疗，不能达到理疗的目标。
虽然，部分生物电理疗仪设有相应的调节开关，能够让使用者在实际应用的过程中，进行相应的调节，以适应该生物电理疗仪的治疗，但是，根据使用者的个人主观判断会存在较大的误差，并且仪器的输出频率复杂，调节耗时较长，且用户的体验效果不佳。
如何根据人体差异，调节生物电信号的输出频率，与人体相适应，是本领域技术人员亟需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。
本实用新型提供一种生物电信号调节融合系统，该系统包括电极片、人体信号读取电路、融合频率输出电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块。电极片与切换模块连接，在切换模块处于采集状态时，电极片用于获取人体的采样频率信号，并发送至人体信号读取电路，在切换模块处于调节状态时，电极片接收融合频率输出电路发送的融合频率信号的工作参数，并按照工作参数，产生作用于人体的电信号。人体信号读取电路用于在切换模处于采集状态时，将电极片获取的采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至信号获取模块，在切换模块处于调节状态时，将融合频率信号的工作参数发送至电极片。切换模块用于在接收信号输出模块发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收信号输出模块发送的第二电平值时，切换至调节状态。信号获取模块用于获得人体的采样频率信号。算法处理模块用于采用遗传算法将采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号。信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定融合频率信号的工作参数，输出融合频率信号的工作参数，以及向切换模块发送第一电片值或第二电平值。
进一步地，电极片在获取人体的采样频率信号时还用于获取人体的采样强度信号，并发送至人体信号读取电路；人体信号读取电路还用于在切换模块处于采集状态时，将电极片获取的采样强度信号发送至信号获取模块；信号获取模块还用于获取人体的采样强度信号；算法处理模块还用于将采样强度信号与预先获取的各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号；信号输出模块还用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号。
基于上述任意生物电信号调节融合系统实施例，进一步地，电极片在贴附于人体表面时，获取人体的采样频率信号，发送至人体信号读取电路。
进一步地，电极片设有控制端，控制端连接于切换模块。
进一步地，本实施例生物电信号调节融合系统还包括电源模块，用于向信号处理电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块提供电能。
进一步地，切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块集成为STM32F103C8T6型号的微控制器。
进一步地，电源模块的型号为REG1117-3.3。
进一步地，电源模块设有LED指示灯。
本实用新型生物电信号调节融合系统，通过电极片获取用户的采样频率信号，由人体信号读取电路将采样频率信号进行滤波、放大处理后，传送至信号获取模块，算法处理模块将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，采用融合频率输出电路进行输出。同时，采用切换模块控制电极片的工作状态。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合系统能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本实用新型生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。
附图说明
图1是本实用新型提供的一个生物电信号调节融合系统结构示意图；
图2是本实用新型提供的一个人体信号读取电路连接图；
图3是本实用新型提供的一个微控制器电路连接图；
图4是本实用新型提供的一个融合频率输出电路连接图；
图5是本实用新型提供的一个电源模块的电路连接图；
图6是本实用新型提供的一个电极片的电路连接图。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本实用新型，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本实用新型。
本实用新型提供一种生物电信号调节融合系统，结合图1，该系统包括电极片1、人体信号读取电路2、融合频率输出电路3、切换模块4、信号获取模块5、算法处理模块6和信号输出模块7。电极片1与切换模块4连接，在切换模块4处于采集状态时，电极片1用于获取人体的采样频率信号，并发送至人体信号读取电路2，在切换模块4处于调节状态时，电极片1接收融合频率输出电路3发送的融合频率信号的工作参数，并按照工作参数，产生作用于人体的电信号。人体信号读取电路2用于在切换模处于采集状态时，将电极片1获取的采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至信号获取模块5，在切换模块4处于调节状态时，将融合频率信号的工作参数发送至电极片1。切换模块4用于在接收信号输出模块7发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收信号输出模块7发送的第二电平值时，切换至调节状态。信号获取模块5用于获得人体的采样频率信号。算法处理模块6用于采用遗传算法将采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号。该算法处理模块6可以采用现有的ARM系列的Cortex-M3内核微控制器STM32F103，在基于遗传算法的ARM核心智能温度控制装置中，该微处理器采用遗传算法对温度信号进行处理，有效实现温度控制，也可以运用光伏发电系统中采用的基于遗传算法优化的最大功率点跟随控制器中的扰动观察法模块，使用遗传算法将采集到的参数值进行优化计算，实现最大功率点跟随控制功能。信号输出模块7用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本频率信号和变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定融合频率信号的工作参数，输出融合频率信号的工作参数，以及向切换模块4发送第一电片值或第二电平值。
为了进一步实现融合频率信号的快速计算和选取，切换模块4、信号获取模块5、算法处理模块6和信号输出模块7集成为STM32F103C8T6型号的微控制器，如图3所示，并根据预置的基于人体生物电阻抗原理获取的频率与人体阻值的对应关系，其中，基于人体生物电阻抗原理获得的频率与人体阻值的关系是本领域技术人员的已知功能，实现对采集的采样频率信号的有效计算、选择和输出融合频率信号。SIG为人体信号读取电路2与该微控制器的连接端，实现上述人体信号读取电路2与信号获取模块5的连接功能，输入人体的检测信号，CTLA和CTLB与电极片1的控制端连接，实现切换模块4与电极片1的连接，SIGA和SIGB与融合频率输出电路3连接，将融合频率信号的工作参数传送至融合频率输出电路。
本实施例生物电信号调节融合系统，通过电极片1获取用户的采样频率信号，由人体信号读取电路2将采样频率信号进行滤波、放大处理后，传送至信号获取模块5，算法处理模块6将获得的采样频率信号和预置的样本频率信号，进行遗传算法处理，获得样本多个变异频率信号，信号输出模块7能够将频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，采用融合频率输出电路3进行输出。同时，采用切换模块4控制电极片1的工作状态。该融合频率信号是根据每个人的身体差异，适用于每个用户，并且能够实时调整融合频率信号，无需人工调节，该生物电信号调节融合系统能够适用于更多的用户，且能够提高用户使用时的体验度。因此，本实施例生物电信号调节融合系统，能够根据人体差异，调节生物电信号，输出与人体相适应的融合频率信号。
为了进一步提高用户使用时的舒适程度，本实施例生物电信号调节融合系统的电极片在获取人体的采样频率信号时，还用于获取人体的采样强度信号，并发送至人体信号读取电路；人体信号读取电路具体如图2所示，INA和INB为采样频率信号或采样强度信号的输入端，SIG为人体信号读取电路与信号获取模块的连接端，传输人体的检测信号，如采集的采样频率信号和/或采样强度信号，该电路在切换模4块处于采集状态时，将电极片1获取的采样强度信号发送至信号获取模块5，并进行滤波、放大处理，具体采用的器件型号为LM324PW-TSSOP14；信号获取模块5还用于获取人体的采样强度信号；算法处理模块6还用于将采样强度信号与预先获取的各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号；信号输出模块7还用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从样本强度信号和变异强度信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号，采用融合频率输出电路3进行输出，如图4所示，其中，SIGA和SIGB是融合频率输出电路接收信号输出模块的端口，用户传输融合频率信号的工作参数，该电路与电极片的连接端口为OUTA和OUTB，Q1和Q2采用型号为SS8050的三极管，Q3采用型号为TIP41C的三极管，Q4采用型号为TIPC41C的三极管，T1为电流互感器。本实施例生物电信号调节融合系统检测出人体信号的采样强度信号，对其进行遗传算法处理，在确定出融合频率信号的频率时，还能够调整该信号的强度，使作用于人体的电信号的作用强度也发生改变，以提高用户使用时的舒适程度。
基于上述任意生物电信号调节融合系统实施例，为了精确获取人体的采样信息，电极片1在贴附于人体表面时，获取人体的采样频率信号，发送至人体信号读取电路2。电极片1缠绕于人体食指、中指的之间，采集人体之间的穴位点处的人体信号，如采样频率信号和采样强度信号，贴附于人体表面时，信号采集误差小，精度高。电极片1还设有控制端，该控制端连接于切换模块4，结合图6，控制端为CTLA和CTLB，实现对电极片的工作装的控制，INA和INB将采集的人体信号，如采样频率信号和采样强度信号，传送至人体信号读取电路2，OUTA和OUTB接收融合频率信号的工作参数，产生作用于人体的电信号。为了获得更实用于用户的融合频率信号，本实施例生物电信号调节融合系统的微控制器在输出融合频率信号之后，还用于将融合频率信号更新为样本频率信号。基于更新后的样本频率信号，与采样频率信号和采样强度信号进行遗传算法处理，更容易获得与人相适应的、对应人体阻值更低的频率，以快速选出适应于人体的融合频率信号。为了保证该系统正常有效地工作，本实施例生物电信号调节融合系统还包括电源模块，电源模块用于向人体信号读取电路2、融合频率输出电路3、切换模块4、信号获取模块5、算法处理模块6和信号输出模块7提供电能。结合图5，电源模块优选为REG1117-3.3，输出电压为3.3伏。电源模块的转化效率高，输出电压稳定。同时，电源还设有LED指示灯，在该电源模块接通电源时，指示灯发光，提示用户电源模块已正常接通电源。
尽管本实用新型已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本实用新型的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本实用新型不限于实施方案，而归于权利要求的范围，其包括每个因素的等同替换。
Claims (8)
1.一种生物电信号调节融合系统，其特征在于，包括：
电极片、人体信号读取电路、融合频率输出电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块，
所述电极片与所述切换模块连接，在所述切换模块处于采集状态时，所述电极片用于获取人体的采样频率信号，并发送至所述人体信号读取电路，在所述切换模块处于调节状态时，所述电极片接收所述融合频率输出电路发送的融合频率信号的工作参数，并按照所述工作参数，产生作用于人体的电信号；
所述人体信号读取电路用于在所述切换模处于采集状态时，将所述电极片获取的所述采样频率信号进行放大、滤波处理，发送至所述信号获取模块，在所述切换模块处于调节状态时，将所述融合频率信号的工作参数发送至所述电极片；
所述切换模块用于在接收所述信号输出模块发送的第一电平值时，切换至采集状态，在接收所述信号输出模块发送的第二电平值时，切换至调节状态；
所述信号获取模块用于获得人体的采样频率信号；
所述算法处理模块用于采用遗传算法将所述采样频率信号与各个预置的样本频率信号进行交叉、变异运算，形成多个变异频率信号；
所述信号输出模块用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从所述样本频率信号和所述变异频率信号中选择对应的人体阻值最低的信号，作为融合频率信号，并确定所述融合频率信号的工作参数，输出所述融合频率信号的工作参数，以及向所述切换模块发送第一电片值或第二电平值。
2.根据权利要求1所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述电极片在获取人体的采样频率信号时还用于获取人体的采样强度信号，并发送至所述人体信号读取电路；
所述人体信号读取电路还用于在所述切换模块处于采集状态时，将所述电极片获取的所述采样强度信号发送至所述信号获取模块；
所述信号获取模块还用于获取人体的采样强度信号；
所述算法处理模块还用于将所述采样强度信号与预先获取的各个样本强度信号进行交叉、变异运算，形成多个变异强度信号；
所述信号输出模块还用于根据预置的频率与人体阻值的对应关系，从所述样本强度信号和所述变异强度信号的频率对应的人体阻值最低的信号，作为融合强度信号。
3.根据权利要求1所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述电极片在贴附于人体表面时，获取人体的采样频率信号，发送至所述人体信号读取电路。
4.根据权利要求1～3任意一项所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述电极片设有控制端，所述控制端连接于所述切换模块。
5.根据权利要求1所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，还包括：
电源模块，用于向所述信号处理电路、切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块提供电能。
6.根据权利要求1所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述切换模块、信号获取模块、算法处理模块和信号输出模块集成为STM32F103C8T6型号的微控制器。
7.根据权利要求5所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述电源模块的型号为REG1117-3.3。
8.根据权利要求5所述生物电信号调节融合系统，其特征在于，
所述电源模块设有LED指示灯。
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| CN107982633A (zh) * | 2017-10-30 | 2018-05-04 | 无锡中盛医疗设备有限公司 | 一种调控人体生物电的装置及方法 |
| CN105816166B (zh) * | 2016-05-24 | 2018-07-27 | 周博 | 生物电信号调节融合方法、装置及系统 |
| CN113893457A (zh) * | 2021-10-21 | 2022-01-07 | 四川千里倍益康医疗科技股份有限公司 | 电疗脉冲信号控制方法及电疗设备 |
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