发光及电刺激一体化装置的制作方法

1.本发明涉及医疗器械制造技术，尤其涉及一种发光及电刺激一体化装置，属于医疗研究设备制造技术领域。


背景技术：

2.人的记忆能力随着年龄的增长而减弱，而现有的用于研究阿尔兹海默症的刺激方式多以普通的声光电刺激为主，科学研究发现经头皮电刺激可以影响人的记忆力。采用头皮电刺激的方式，可选择皮下针灸刺激和头皮表面电刺激，结合中医穴位刺激的理念，采用不同的频率，以便于观察和研究在不同电刺激情况下，人体记忆力的影响情况。
3.同时，在这样的研究过程中，还可选择配合使用声光刺激，例如睡眠过程中的光刺激以及耳部刺激，以便于研究三者的综合作用是否可以用来改善记忆或缓解老年性痴呆的相关症状。
4.因此，现有技术中，亟待一种可以综合产生光线变化、声波变化以及电刺激变化的设备，以便于研究三者对于记忆和阿尔兹海默症的影响。


技术实现要素：

5.本发明提供一种新的发光及电刺激一体化装置，通过产生声光刺激和电刺激，从而能够综合对各类情况的刺激作出监测，以解决现有技术中难以对声光刺激和电刺激的变化产生的影响进行研究的技术问题。
6.本发明实施例的发光及电刺激一体化装置，包括：中央处理器、控制器和监测器；所述控制器和所述监测器均与所述中央处理器电连接；
7.所述控制器为可编程控制器，所述控制器上分别设置有一个发光装置、至少一个发声装置和多个电极片；
8.所述监测器为调制电路板，所述监测器上设置有心率检测器、呼吸检测器和脑电波检测器。
9.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述发光装置包括：调光电路板、一个透光面板和多个灯珠；所述多个灯珠均匀布置在所述透光面板内；每个所述灯珠均与所述调光电路板单独电连接；
10.所述发声装置包括：耳塞和扬声器；所述扬声器设置于所述耳塞内。
11.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述发光及电刺激一体化装置还包括：头套和电刺激仪；多个所述电极片固定在所述头套上，每个电极片均通过所述控制器与所述电刺激仪相连。
12.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述发光及电刺激一体化装置还包括：头盔；所述发光装置和所述发声装置均安装在头盔上；所述头套安装于所述头盔内；所述头盔具有面罩；所述透光面板固定在该面罩上；
13.所述发声装置包括两个所述耳塞，每个所述耳塞均设置于所述头盔的内侧。
14.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，包括：呼吸面罩和手环；所述心率检测器安装于所述手环内；所述呼吸检测器安装于所述呼吸面罩内。
15.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，包括：显示组件和输入组件；所述显示组件为显示屏，所述输入组件包括：键盘、鼠标和触控板；所述中央处理器为电脑主机。
16.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述脑电波检测器包括多个检测极片，每个所述检测极片均安装在所述头套上。
17.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述控制器上设置有参数调节装置；参数调节装置包括：发光区域调节器、发光强度调节器、发光频率调节器、音量调节器、声波频率调节器、声波波形选择器、电压调节器和电波波形调节器。
18.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述中央处理器中设置脑波监测阈值、呼吸频率监测阈值和心率监测阈值；
19.所述中央处理器根据所述监测器获取的呼吸频率和心率与所述呼吸频率监测阈值和所述心率监测阈值进行比对；若呼吸频率和心率均大于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则依次关闭电极片、发声装置和发光装置；
20.若呼吸频率和心率均小于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则所述中央处理器将从所述检测器中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对。
21.如上所述的发光及电刺激一体化装置，其中，所述中央处理器将从所述检测器中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对；
22.若脑波数据小于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调低电极片的电刺激频率或/和电压；其中，电压调低10％，电刺激频率调低5％；
23.若脑波数据大于等于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调高电极片的电刺激频率或/和电压；其中，电压调高10％，电刺激频率调高5％。
24.本发明实施例中，通过检测人体的呼吸、心率和脑电波数据并根据这些数据的监测结果来控制电刺激、声光刺激，从而便于研究电刺激和声光刺激对于人体的影响，从而便于进行记忆力和相关病症的研究和数据记录。
附图说明
25.图1为本发明实施例的发光及电刺激一体化装置的原理图；
26.图2为本发明另一实施例的发光及电刺激一体化装置的原理图；
27.图3为本发明实施例的发光及电刺激一体化装置的中央处理器工作流程图。
具体实施方式
28.本发明所述的发光及电刺激一体化装置可以采用以下材料和部件制成，且不限于如下材料和部件，例如：电极片、电刺激仪、面罩、头盔、透光板、灯珠、电脑、可编程控制器、单片机、数模转换电路、调制电路等。
29.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。除非另作定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个，若仅指代“一个”时会再单独说明。“多个”或者“若干”表示两个及两个以上。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”、“顶部”、“底部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
30.如图1所示为本发明实施例的发光及电刺激一体化装置的原理图；
31.本实施例发光及电刺激一体化装置，包括：中央处理器1、控制器2和监测器3；所述控制器2和所述监测器3均与所述中央处理器1电连接；一般情况下，发光及电刺激一体化装置还包括：显示组件4和输入组件5；所述显示组件4为显示屏，所述输入组件5包括：键盘、鼠标和触控板；所述中央处理器1为电脑主机。
32.所述控制器2为可编程控制器，所述控制器2上分别设置有一个发光装置22、至少一个发声装置23和多个电极片21；
33.优选的，所述发光装置22包括：调光电路板、一个透光面板和多个灯珠；所述多个灯珠均匀布置在所述透光面板内；每个所述灯珠均与所述调光电路板单独电连接；
34.所述发声装置23包括：耳塞和扬声器；所述扬声器设置于所述耳塞内。
35.所述监测器3为调制电路板，所述监测器3上设置有心率检测器31、呼吸检测器32和脑电波检测器33。
36.通常情况下，本实施例的发光及电刺激一体化装置还包括：头套和电刺激仪；多个所述电极片21固定在所述头套上，每个电极片均通过所述控制器2与所述电刺激仪相连。从而保证，电刺激仪发出的电信号都能经过控制器2的控制和调制后作用于人体。
37.实际使用过程中，中央处理器1也可以根据脑电波的频率，主动调节电极片21的刺激频率。可调节刺激参数，包括频率：0.1-100hz，刺激波形(方波，尖波等)，电流(0.01-1a)，定时，刺激模式(皮下针灸刺激和头皮表面电刺激，可单独使用或者同声光刺激搭配使用)，特定刺激部位(中医穴位刺激点)等，其参数调节设定可以通过脑电波频率自动设置，也可以人工控制两种模式。
38.本实施例的发光及电刺激一体化装置还包括：头盔；所述发光装置22和所述发声装置23均安装在头盔上；所述头套安装于所述头盔内；所述头盔具有面罩；所述透光面板固定在该面罩上；
39.所述发声装置23包括两个所述耳塞，每个所述耳塞均设置于所述头盔的内侧。
40.本实施例的发光及电刺激一体化装置，包括：呼吸面罩和手环；所述心率检测器31安装于所述手环内；所述呼吸检测器32安装于所述呼吸面罩内。
41.一般情况下，所述脑电波检测器33包括多个检测极片，每个所述检测极片均安装在所述头套上。
42.脑电波(electroencephalogram，eeg)是一种使用电生理指标记录大脑活动的指标，脑电波检测技术广泛应用于神经疾病及心理疾病的临床诊断中，医疗领域中常使用大型脑电波检测设备对脑电波进行检测。
43.随着科技的发展和生活水平提高，脑电波检测设备逐渐小型化、便携化，现有的民
用脑电波检测设备可以直接穿戴于人体。为使便携式脑电波检测设备达到较好的检测效果，通常会外接可贴合人体的电极贴片，为确保电极贴片的灵敏度，通常使用一次性可更换的电极贴片。
44.本实施例的发光及电刺激一体化装置，如图2，在实际使用过程中，尤其是在开机后，可以根据实际情况优先进行手动设置。
45.此时，需要所述控制器上设置有参数调节装置；该参数调节装置包括：发光区域调节器、发光强度调节器、发光频率调节器、音量调节器、声波频率调节器、声波波形选择器、电压调节器和电波波形调节器。
46.发光区域调节器、发光强度调节器、发光频率调节器，三者用于调节特定区域的光照强度和频率，从而完成对人体的视觉干预和影响。
47.音量调节器和声波频率调节器用于调节人体听到的声音大小和频率，声波波形选择器可以选择特定的波形或者特定波形的音乐对人体进行干预。
48.电压调节器和电波波形调节器则用于控制电极片的输入情况，从而观察脑电波以及肌肉的反应。
49.本实施例的发光及电刺激一体化装置，实际工作过程中，所述中央处理器1中设置脑波监测阈值、呼吸频率监测阈值和心率监测阈值；从而避免监测和实验过程中对人体造成损害或者影响患者正常实验的意愿。
50.如图3，开始进行研究之前，首先调节相应的参数至合适的范围；
51.所述中央处理器1根据所述监测器3获取的呼吸频率和心率与所述呼吸频率监测阈值和所述心率监测阈值进行比对；
52.此时需要优先对比能够强力影响人体生理元素的呼吸和心率。
53.若呼吸频率和心率均大于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则依次关闭电极片、发声装置和发光装置；
54.实际使用过程中，关闭电极片后，间隔3-5分钟，如果呼吸频率和心率均大于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则立刻关闭发声装置和发光装置。
55.关闭电极片后，间隔3-5分钟，如果呼吸频率和心率均小于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则维持发声装置和发光装置的正常工作，以继续测试。
56.若呼吸频率和心率均小于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则所述中央处理器1将从所述监测器3中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对。同时根据比对的结果以判断是否增加刺激效果。
57.优选的，所述中央处理器1将从所述监测器3中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对；
58.若脑波数据大于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调低电极片的电刺激频率或/和电压；其中，电压调低10％，电刺激频率调低5％；
59.若脑波数据小于等于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调高电极片的电刺激频率或/和电压；其中，电压调高10％，电刺激频率调高5％。
60.如图1所示，其中脑电波检测装置2将采集的脑电波数据通过监测器发送到中央处理器中；监测器2中的滤波电路模块连接将接收的数据经过滤波处理后传递到中处理器进行分析处理，并将脑电波数据通过显示组件4进行显示，中央处理器还可以通过将分析的脑
电波控制指令发送到相应的外部设备；并通过控制器实现对电极片电刺激效果的调节。
61.实际使用过程中，滤波电路模块采用50hz的低通滤波器，主要实现滤除高频干扰，再将处理后的模拟数据传递到中央处理器；中央处理器采用树莓派微处理器，中央处理器的模拟量检测模块检测到信号后运行内部程序，将信号进行限幅和算法处理。
62.中央处理器事先存储进了不同类型的数据库(是否为人体苏醒相关信号)，处理后的脑电信号会在中央处理器内部与数据库数据进行比对，如果数据类型对应，就识别是否是影响记忆力或者睡眠效果的信号。
63.所述中央处理器1将从所述监测器3中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对后；若脑波数据小于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调低电极片的电刺激频率或/和电压；此时继续开启所述中央处理器1根据所述监测器3获取的呼吸频率和心率与所述呼吸频率监测阈值和所述心率监测阈值进行比对；从而使整个过程循环往复持续进行。
64.本发明实施例中，通过检测人体的呼吸、心率和脑电波数据并根据这些数据的监测结果来控制电刺激、声光刺激，从而便于研究电刺激和声光刺激对于人体的影响，从而便于进行记忆力和相关病症的研究和数据记录。
65.另外，本发明的发光及电刺激一体化装置制作成本不高，小巧精致，结构设计紧凑，成品质量稳定，美观大方，穿戴方便，适用于各种对人体电刺激和声光刺激的医学研究设备。
66.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助一些变形加必需的通用技术叠加的方式来实现；当然也可以通过简化上位一些重要技术特征来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分为：整体的结构和连接方式，并配合本发明各个实施例所述的结构。
67.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种发光及电刺激一体化装置，其特征在于，包括：中央处理器、控制器和监测器；所述控制器和所述监测器均与所述中央处理器电连接；所述控制器为可编程控制器，所述控制器上分别设置有一个发光装置、至少一个发声装置和多个电极片；所述监测器为调制电路板，所述监测器上设置有心率检测器、呼吸检测器和脑电波检测器。2.根据权利要求1所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述发光装置包括：调光电路板、一个透光面板和多个灯珠；所述多个灯珠均匀布置在所述透光面板内；每个所述灯珠均与所述调光电路板单独电连接；所述发声装置包括：耳塞和扬声器；所述扬声器设置于所述耳塞内。3.根据权利要求2所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述发光及电刺激一体化装置还包括：头套和电刺激仪；多个所述电极片固定在所述头套上，每个电极片均通过所述控制器与所述电刺激仪相连。4.根据权利要求3所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述发光及电刺激一体化装置还包括：头盔；所述发光装置和所述发声装置均安装在头盔上；所述头套安装于所述头盔内；所述头盔具有面罩；所述透光面板固定在该面罩上；所述发声装置包括两个所述耳塞，每个所述耳塞均设置于所述头盔的内侧。5.根据权利要求1所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，包括：呼吸面罩和手环；所述心率检测器安装于所述手环内；所述呼吸检测器安装于所述呼吸面罩内。6.根据权利要求1-3任一所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，包括：显示组件和输入组件；所述显示组件为显示屏，所述输入组件包括：键盘、鼠标和触控板；所述中央处理器为电脑主机。7.根据权利要求3所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述脑电波检测器包括多个检测极片，每个所述检测极片均安装在所述头套上。8.根据权利要求1-3任一所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述控制器上设置有参数调节装置；参数调节装置包括：发光区域调节器、发光强度调节器、发光频率调节器、音量调节器、声波频率调节器、声波波形选择器、电压调节器和电波波形调节器。9.根据权利要求1-3任一所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述中央处理器中设置脑波监测阈值、呼吸频率监测阈值和心率监测阈值；所述中央处理器根据所述监测器获取的呼吸频率和心率与所述呼吸频率监测阈值和所述心率监测阈值进行比对；若呼吸频率和心率均大于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则依次关闭电极片、发声装置和发光装置；若呼吸频率和心率均小于呼吸频率监测阈值和心率监测阈值，则所述中央处理器将从所述检测器中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对。10.根据权利要求9所述的发光及电刺激一体化装置，其特征在于，所述中央处理器将从所述检测器中获取的脑波数据与脑波监测阈值进行比对；若脑波数据小于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调低电极片的电刺激频率或/和电压；其中，电压调低10％，电刺激频率调低5％；若脑波数据大于等于脑波监测阈值，则中央处理器通过控制器调高电极片的电刺激频
率或/和电压；其中，电压调高10％，电刺激频率调高5％。

技术总结
本发明提供一种发光及电刺激一体化装置，属于医疗监测制造领域；本发明包括：中央处理器、控制器和监测器；所述控制器和所述监测器均与所述中央处理器电连接；所述控制器为可编程控制器，所述控制器上分别设置有一个发光装置、至少一个发声装置和多个电极片；所述监测器为调制电路板，所述监测器上设置有心率检测器、呼吸检测器和脑电波检测器。本发明通过检测人体的呼吸、心率和脑电波数据并根据这些数据的监测结果来控制电刺激、声光刺激，从而便于研究电刺激和声光刺激对于人体的影响，从而便于进行记忆力和相关病症的研究和数据记录。便于进行记忆力和相关病症的研究和数据记录。便于进行记忆力和相关病症的研究和数据记录。


技术研发人员：张发宝 李欣梅
受保护的技术使用者：上海梅斯医药科技有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/8/5