一种便携式个性数字化摄食调控器的制作方法

1.本实用新型涉及一种便携式个性数字化摄食调控器，属于医疗器械技术领域。


背景技术：

2.临床大量存在调整摄食异常(eating disorder)的治疗需求。一大类是摄食过多的相关性疾病，例如肥胖，脂肪肝，高脂血症等患者；另一大类则是摄食减少的相关性疾病，例如功能性消化不良，肿瘤恶病质，化疗相关性消化不良，各种原因的胃轻瘫等。此类疾病病程长，属于慢性病，使用药物治疗常存在疗效欠佳、副作用大、停药后易复发的问题。大量基础临床和研究已证实，摄食异常疾病都一定存在胃肠动力障碍。
3.神经调控治疗是未来生物电子医学领域的主要趋势，其主要靶点是通过电刺激周围神经系统来实现对器官功能的神经调节。最新的研究成果表明，神经调节治疗能够调节摄食及相关能量代谢。决定食物摄入量的主要因素是胃运动，这包括胃容受性大小和胃排空速率快慢。而胃运动受胃肌电活动调控。胃肌电活动是触发胃电-机械偶联的最终环节，如图1所示，它由慢波和快波组成。胃慢波是胃固有的节律性肌电活动，快波也称为峰波，包括负载于慢波之上的一系列峰电位。胃平滑肌的峰电位与慢波叠加，从而触发胃平滑肌收缩，胃平滑肌收缩的幅度及强度与叠加后胃肌电的振幅、动作电位频率密切相关。
4.植入式电子系统是微电子技术与临床医学交叉的产物。通过手术或者内镜将胃电起搏器永久植入患者胃内，能通过外源性脉冲电刺激信号，作用于胃起搏点，从而调控胃肠电活动，从而改善胃肠的运动功能，称为胃肠起搏治疗。
5.目前市场上的胃肠起搏器产品，一般通过手术或胃镜植入到胃中，通过微弱电流刺激胃电信号，促进胃动力，对某些特殊的胃肠动力紊乱疾病，例如恶心呕吐、便秘、腹胀等有一定的疗效，可以用来治疗顽固性恶心、呕吐，呃逆。但是其用于针对早饱、摄食减少或大病之后身体状态不佳的无食欲等问题，治疗效果不佳，对促进患者食欲的效果非常有限。原因在于，首先植入式胃肠起搏器需在胃中植入相应设备，对胃蠕动节律会产生不利影响。其次，胃肠起搏器分为永久植入和临时植入，永久式胃肠起搏器植入后短期容易出现合并感染、出血等并发症，甚至需要住院治疗；长期使用则会因为起搏器与组织粘连，导致维护成本高。而临时式胃肠起搏器植入后需要经过口鼻外置线路，显著影响患者的面部美观，无法满足长期调控摄食的需求。更是会从感官上和心理上对患者进食尤其是食欲产生不利影响，还会加重伴有恶心呕吐(如化疗相关性食欲减退，妊娠呕吐)患者的不适感。
6.而且，胃肠起搏器需要植入患者胃中，为有创性操作，存在一定局限性，且植入成本高操作复杂，这些缺点都使得患者很难接受胃肠起搏治疗，严重影响了在临床的应用。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的是提供一种便携式个性数字化摄食调控器，针对现有技术胃肠起搏治疗仪器成本高、操作复杂的问题，提供了一种结构简单，使用方便，可随身携带的调控仪器，可下载并储存生成的胃电信号。
8.为实现上述目的，本实用新型的方案包括：
9.本实用新型的一种便携式个性数字化摄食调控器，包括：
10.胃电起搏部，所述胃电起搏部包括用于输出电流作用于被调控对象胃电起搏点的刺激电极；
11.掌上便携设备，所述掌上便携设备包括处理器、通信模块、信号发射模块以及用于储存生成的胃电信号的信号存储模块；所述处理器连接通信模块、信号存储模块以及信号发射模块；
12.所述信号发射模块与胃电起搏部通信连接，以向胃电起搏部发送生成的胃电信号；
13.所述通信模块用于与胃电信号生成系统通信连接，以下载生成的胃电信号。
14.本实用新型的设备分为掌上操作部分和用于身体的胃电起搏部分，掌上操作部分能够定期接收生成的用于摄食调控的胃电信号并储存，并在需要时通过胃电起搏部分刺激以调整胃电影响胃运动进而调整摄食。结构简单，容易操作，便于携带。
15.进一步地，所述掌上便携设备还包括用于连接胃电采集系统的采集接口以接收被调控对象的基础胃电信号，所述采集接口与处理器相连。
16.所述通信模块用于与胃电信号生成系统通信连接，以上传被调控对象的基础胃电信号，以及下载生成的胃电信号。
17.掌上操作部分能够还能够接收被调控对象的胃电信号并传输到胃电信号生成系统，便于被调控对象的基础胃电信号的采集和上传。
18.进一步地，还包括用于采集被调控对象基础胃电信号的胃电采集系统，所述胃电采集系统与采集接口连接。
19.本实用新型还可以自带胃电采集设备，通过接口与掌上便携设备可拆卸插拔连接，便与被调控对象自行采集基础胃电，同时在不需要采集时拔下断开连接，方便灵活。
20.进一步地，所述信号发射模块与胃电起搏部无线连接，将信号存储模块中生成的胃电信号无线发射到胃电起搏部，并通过刺激电极输出。
21.进一步地，掌上便携设备还包括外部无线供电模块，胃电起搏部还包括供电模块，所述外部无线供电模块无线供电连接供电模块，为胃电起搏部供电。
22.掌上操作部分和胃电起搏部分无线连接，通过信号发射模块无线发射个性化胃电信号，胃电起搏部接收后将个性化胃电信号放大为刺激电流来电刺激设定身体部位实现胃电起搏；同时胃电起搏部的供电也由掌上操作部分对其通过无线供电的方式实现，省去了胃电起搏部与外界的有线连接，降低不适感，不影响美观。同时掌上操作部分的供电可以通过蓄电池或有线连接市电实现。
23.进一步地，所述胃电起搏部为体表刺激系统，所述刺激电极为体表贴片式电极。
24.进一步地，所述胃电起搏部为腧穴植入系统，所述刺激电极为腧穴植入式电极。
25.胃电起搏部采用体表贴片式电极，成本低操作方便，且为无创操作。而腧穴植入式电极效果好，胃电调控快速准确，避免了由于皮肤电阻过大、贴片电极难以刺激到腧穴而导致疗效不好的问题。
26.进一步地，所述掌上便携设备还包括电源模块，所述电源模块包括蓄电池，所述蓄电池供电连接外部无线供电模块。
27.进一步地，所述通信模块包括无线通信芯片和天线模块，以通过互联网连接胃电信号生成系统。
28.采用充电的蓄电池为掌上便携设备供电，通过无线方式联网与胃电信号生成系统通信，掌上便携设备可以实现完全无线设计，更加方便易用便携。
29.进一步地，所述通信模块还包括有线通信接口，用于有线连接互联网。
30.增加有线网口，在无线网络信号差的地方能够保证通信连接质量，实现基础胃电信号的上传和生成的胃电信号的下载。
附图说明
31.图1是胃肌电活动及胃运动波形示意图；
32.图2是本实用新型便携式个性数字化摄食调控器的系统原理示意图。
具体实施方式
33.下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
34.本实用新型的一种便携式个性数字化摄食调控器，包括掌上便携设备和用于刺激以调控胃电信号的胃电起搏部构成。胃电起搏部可以采用贴片式或佩戴式体表电极，也可以采用腧穴植入式电极。由于腧穴并不在体表，而是在皮下一定深度的位置，因此体表穴位佩戴式设备的疗效远不如针灸或者腧穴植入电刺激治疗。现代医学更是证明：只有针刺到一定深度，才能刺激到穴位，发挥刺激周围神经系统，活化神经递质的针刺效应。因此设置在体表的“穴位”电刺激设备难以真正刺激到深部的穴位，所以临床疗效不如腧穴植入式电极。本实施例以微型腧穴植入系统为例，作为胃电起搏部，对本实用新型进行说明。
35.如图2所示，便携式个性数字化摄食调控器和个性化胃电信号生成系统共同构成摄食调控系统，掌上便携设备和个性化胃电信号生成系统构成体外系统，腧穴植入系统植入身体以刺激腧穴。便携式个性数字化摄食调控器由被调控对象持有，个性化胃电信号生成系统可以位于计算机服务器(由外设电脑程序根据不同摄食需求设计生成胃电信号)，掌上便携设备通过有线或无线连接互联网，通过互联网连接个性化胃电信号生成系统所在的服务器。
36.1.体外系统包括掌上便携设备以及个性化摄食胃电信号生成系统两大部分。
37.1)掌上便携设备包括如下部分。
38.①
控制模块：实现掌上便携设备的基本操作和控制功能。根据调控对象设定的不同的体重调整或摄食调整目标，定期通过云端沟通下载设计过的新的个性化摄食胃电信号。
39.②
通信模块：用于与胃电信号生成系统通信，包括有线通信接口和无线通信芯片，可以分别采用有线或无线数据传输方式，将采集到的胃电信号发送到胃电信号生成系统，或者接收胃电信号生成系统设计生成的个性化胃电信号。
40.③
信号存储模块：微存储器，接收到的设计生成的个性化摄食胃电信号将存储在便携式设备的信号存储模块中。
41.④
无线信号发射模块：用于与微型腧穴植入系统通信连接，实现将信号存储模块中的个性化胃电信号，采用无线保真信号传输给微型腧穴植入系统。
42.⑤
电源模块；包括蓄电池，用于对掌上便携设备进行供电。具体可以采用有线/无线的方式充电。
43.⑥
外部无线供电模块：采用无线供电的方式对微型腧穴植入系统进行供电。
44.⑦
胃电采集系统：集成在掌上便携设备中，或者与掌上便携设备分离设置，通过对应接口与控制模块相连，用于采集调控对象的基础胃电信号，具有电极接口，连上贴片电极后能够采集调控对象的胃电信号。作为其他实施方式，还可以采用现有技术中的例如市售胃电图仪等胃电信号采集产品，该类装置在现有技术中已足够成熟，本实用新型中不再详细介绍。胃电采集系统采用市售设备与掌上便携设备分离设置。可以通过有线接口或无线接口与掌上便携设备连接，由控制模块控制，胃电采集设备采集胃电后，传输入掌上便携设备；或者不通过掌上便携设备的通信模块上传采集的基础胃电信号，直接或者通过其他方式将采集的基础胃电信号传输给胃电信号生成系统，胃电信号生成系统生成胃电信号后，通过通信模块将生成的胃电信号下载到掌上便携设备，并储存在信号存储模块。
45.2)胃电信号生成系统。
46.具体可以为计算机或计算机系统，接收被调控对象的胃电信号，在从被调控对象采集到的基础胃电信号的基础上，根据个体不同的摄食调控需求(促进摄食；抑制摄食；不同的摄食量)，对采集到的基础胃电信号的下述内容分别进行调整：包括胃慢波频率(胃电信号的主频)、幅度(胃电信号的主功率)、正常胃慢波与异常慢波的比率(或者说正常胃慢波在胃慢波中的比例)、快波强度，最终形成个性化胃电信号。
47.胃电信号生成系统与例如医院的云端服务器相连，可以将用户(调控对象)的摄食调控需求及生成的个性化胃电信号发送至云端服务器，调控对象的主治医生或专家可以对其摄食调控需求进行会诊或审核，例如避免用户一味的追求抑制摄食来控制体重；还可以对调控对象的摄食调控提出医学建议，对个性化胃电信号进行调整。云端服务器将最后通过审核的个性化胃电信号传输到掌上便携设备，并存储入信号存储模块。
48.2.微型腧穴植入系统。
49.微型腧穴植入系统包括腧穴植入式刺激器、以及对该装置进行供电的无线供电模块，无线供电模块接受掌上便携设备外部无线供电模块的电能传输。腧穴植入式刺激器还能够接收掌上便携设备通过无线信号发射模块无线发射的个性化胃电信号，以此个性化胃电信号对调控对象进行胃起搏位置的电刺激。
50.胃电起搏具体原理在于，生成的个性化胃电信号放大后通过人体对应区域作用于人体，通过共振原理会对人体自身胃电信号产生影响，一定时间的电刺激后，人体胃电信号会逐渐跟随输入人体的个性化胃电信号产生变化，最后在个性化胃电信号的引导下，人体胃电信号与外界刺激信号(个性化胃电信号)相一致。
51.临床和动物实验研究表明，针刺或经皮穴位电刺激特定穴位，例如内关、四白、足三里、梁门穴等，可以对胃肠cajal起搏细胞及信号产生治疗效应，对胃电产生显著影响，并改变胃容受性舒张和蠕动排空功能。本实用新型的胃起搏位置将选取对胃肠起搏细胞产生治疗效应的穴位，腧穴刺激装置将以设计放大后的个性化胃电信号为刺激电流，通过电刺激这些腧穴对胃电产生影响，从而改变目标用户的摄食行为。
52.通过对腧穴的电刺激实现对胃电的影响乃至对胃运动的影响为现有技术，本实用新型不再赘述。具体可参考例如《经皮穴位电刺激对胃容受性和自主神经的作用研究》(马
刚，南京医科大学博士学位论文，2019)、《针刺调控胃动力作用中cajal细胞生物学改变及部分细胞信号转导途径研究》(陈慧群，第四军医大学硕士学位论文，2009)以及《电针对糖尿病胃轻瘫大鼠cajal间质细胞起搏功能影响的研究》(张程程，湖南中医药大学，2018)。