一种蓝光刺激丘脑前核的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子领域，尤其涉及一种蓝光刺激丘脑前核的方法及装置。
【背景技术】
[0002]呼吸是一种节律运动，现阶段研究认为呼吸节律是通过呼吸中枢呼吸神经细胞群的产生，参与呼吸节律的调节与改善，共同实现机体的正常呼吸运动。由于器官损伤如心肺衰竭、气管堵塞、气胸、脑压过高对二氧化碳敏感度降低等多种可能原因，呼吸节律受到破坏，出现浅而快呼吸、过深过慢呼吸、呼吸暂停、潮式呼吸、叹息样呼吸等，会导致呼吸性酸中毒、碱中毒、呼吸停止死亡等严重后果。其中，药物作用反应慢，而且并不能提前预防和实时调控呼吸；一些物理手段如呼吸机等只能暂时改善呼吸状况，而且便携性差；应用较为广泛的膈肌起搏虽然具有实时监测和调控的功能，但是呼吸中枢过度兴奋导致呼吸短促导致的呼吸性酸中毒，还有叹息样呼吸都不在膈肌起搏器的作用的范围之内。此外，持续刺激膈神经可能导致膈肌疲劳，呼吸通气量减少，仍然会造成呼吸通气不足，对于改善呼吸状况并不理想。
【发明内容】
[0003]本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种蓝光刺激丘脑前核的方法及装置。可以通过蓝光刺激使神经纤维产生兴奋以调节呼吸状态，不会导致膈肌疲劳，调控呼吸状态更为精确有效。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种蓝光刺激丘脑前核的方法，包括:
[0005]通过红光和红外光交替照射人体表面分别获取被人体组织吸收后的红光的反射光信号和红外光的反射光信号；
[0006]根据获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号计算血氧饱和度，根据计算得到的所述血氧饱和度计算氧分压；
[0007]根据计算得到的所述氧分压，发射对应频率的蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维。
[0008]其中，所述根据获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号计算血氧饱和度包括:将获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号进行滤波放大处理，并转换成红光的电压信号和红外光的电压信号；将转换得到的所述红光的电压信号和所述红外光的电压信号转化为红光的数字电压信号和红外光的数字电压信号；根据转化得到的所述红光的数字电压信号和所述红外光的数字电压信号计算所述血氧饱和度。
[0009]其中，所述开启蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维之前包括:将光敏感离子通道蛋白的基因ChR2注射到丘脑前核，使得在所述丘脑前核的GABA能神经纤维内表达光敏感离子通道蛋白。
[0010]其中，所述根据计算得到的所述氧分压，发射对应频率的蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维包括:若计算得到的所述氧分压超过预设阀值，则发射20HZ频率的蓝光刺激所述丘脑前核的GABA能神经纤维。
[0011]其中，所述若计算得到的所述氧分压超过预设阀值，则发射20HZ频率的蓝光刺激所述丘脑前核的GABA能神经纤维之前还包括:对氧分压进行采样，根据采样获取到的氧分压计算出所述氧分压的均值、标准差或方差；根据计算得到的均值、标准差或方差设定所述预设阀值。
[0012]相应地，本发明实施例还提供了一种蓝光刺激丘脑前核的装置，包括:
[0013]反射光获取模块，用于通过红光和红外光交替照射人体表面分别获取被人体组织吸收后的红光的反射光信号和红外光的反射光信号；
[0014]氧分压计算模块，用于根据获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号计算血氧饱和度，根据计算得到的所述血氧饱和度计算氧分压；
[0015]蓝光发射模块，用于根据计算得到的所述氧分压，发射对应频率的蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维。
[0016]其中，所述氧分压计算模块包括:反射光处理单元，用于将获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号进行滤波放大处理，并转换成红光的电压信号和红外光的电压信号；电压信号处理单元，用于将转换得到的所述红光的电压信号和所述红外光的电压信号转化为红光的数字电压信号和红外光的数字电压信号；饱和度计算单元，用于根据转化得到的所述红光的数字电压信号和所述红外光的数字电压信号计算所述血氧饱和度。
[0017]其中，所述装置还包括:基因注射模块，用于将光敏感离子通道蛋白的基因ChR2注射到丘脑前核，使得在所述丘脑前核的GABA能神经纤维内表达光敏感离子通道蛋白。
[0018]其中，所述蓝光发射模块包括:判定发射单元，用于若计算得到的所述氧分压超过预设阀值，则发射20HZ频率的蓝光刺激所述丘脑前核的GABA能神经纤维。
[0019]其中，所述蓝光发射模块还包括:采样计算单元，用于对氧分压进行采样，根据采样获取到的氧分压计算出氧分压的均值、标准差或方差；阀值设定单元，用于根据计算得到的均值、标准差或方差设定所述预设阀值。
[0020]实施本发明实施例，具有如下有益效果:通过红光和红外光交替照射人体表面分别获取被人体组织吸收后的红光的反射光信号和红外光的反射光信号，并根据获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号计算血氧饱和度，若根据血氧饱和度计算得到的氧分压超出预设阀值，则发射对应频率的蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维。通过蓝光刺激丘脑前核的GABA能神经纤维不会导致膈肌疲劳，调控呼吸状态更为精确有效。
【附图说明】
[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是本发明实施例提供的蓝光刺激丘脑前核的方法流程图；
[0023]图2是本发明实施例提供的用于蓝光刺激丘脑前核的装置的结构示意图；
[0024]图3是本发明实施例装置中氧分压计算模块的结构示意图；
[0025]图4是本发明实施例装置中蓝光发射模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]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作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。
[0027]图1是本发明实施例提供的蓝光刺激丘脑前核的方法流程图，本发明实施例提供了一种实时检测氧分压，并根据检测到的氧分压发射对应蓝光刺激丘脑前核的方法，如图所示所述蓝光刺激丘脑前核的方法包括:
[0028]步骤S110，通过红光和红外光交替照射人体表面分别获取被人体组织吸收后的红光的反射光信号和红外光的反射光信号。具体实现中，光通过组织和血管时，非动脉成份(如皮肤、肌肉、骨骼、静脉血等)吸收光信号是恒定的，经过光电接收器后得到直流分量DC;动脉成分(如动脉血)对光信号的吸收是随着脉搏搏动作周期性变化，经过光电接收器后得到交流分量AC。血液中的血红蛋白对红光和蓝光有不同的吸收率，所述血红蛋白包括氧合血红蛋白HbO2和还原血红蛋白Hb,氧合血红蛋白HbO2对660nm红光吸收量较少，对940nm红外光吸收量较多；还原血红蛋白Hb则对660nm红光吸收量较多，对940nm红外光吸收量较少。因此交替发射红光和红外光，可以获得红光的反射光直流信号和交流信号，同时可以获得红外光的反射光直流信号和交流信号，并且由于血红蛋白对红光和蓝光的吸收率不同，所以获取得到的所述红光的交流分量是主要是被还原血红蛋白Hb吸收后的反射光，获取得到的所述红外光的交流分量是主要是被氧合血红蛋白HbO2吸收后的反射光。
[0029]步骤S120，根据获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号计算血氧饱和度，根据计算得到的所述血氧饱和度计算氧分压。在计算血氧饱和度之前，需要对获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号进行处理。具体实现中，首先通过光电转换器将获取到的所述红光的反射光信号和所述红外光的反射光信号转化为红光的电流信号和红外光的电流信号，然后通过电流电压转化电路将该电流信号转换成红光的电压信号和红外光的电压信号，并对所述红光的电压信号和红外光的电压信号进行过滤放大处理，最后通过AD转换电路将所述红光的电压信号和所述红外光的电压信号转化为红光的数字电压信号和红外光的数字电压信号，同时通过交直流分离电路将其处理为红光和红外光的直流分量和交流分量。所述红光的数字电压信号包括红光的直流分量Vrdc和交流信号Vrac，所述红外光的数字电压信号包括红外光的直流分量Virdc和交流信号Virac0
[0030]根据转化得到的所述红光的数字电压信号和