一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统的制作方法

本发明涉及医疗技术领域，具体涉及一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统。

背景技术：

随着现代社会中人们的工作压力不断增大、承受的压力不断增多，使得抑郁症成为我们都市生活中一种较为常见的脑神经系统疾病。抑郁症又称抑郁障碍，以显著而持久的心境低落为主要临床特征，是心境障碍的主要类型。临床可见心境低落与其处境不相称，情绪的消沉可以从闷闷不乐到悲痛欲绝，自卑抑郁，甚至悲观厌世，可有自杀企图或行为；甚至发生木僵；部分病例有明显的焦虑和运动性激越；严重者可出现幻觉、妄想等精神病性症状。每次发作持续至少2周以上、长者甚或数年，多数病例有反复发作的倾向，每次发作大多数可以缓解，部分可有残留症状或转为慢性。

抑郁症的治疗方法很多，如心理治疗、睡眠剥夺治疗、光疗和电痉挛治疗等，但当代仍以药物治疗为主，心理治疗为辅。药物治疗一般是用来改变脑部神经化学物质的不平衡，包括抗抑郁剂、镇静剂、安眠药、抗精神病药物。但是药物治疗往往会有很大的副作用，可能出现口干、视力模糊、窦性心动过速、便秘、尿潴留、青光眼加剧、记忆功能障碍、体位性低血压、头昏、反射性心动过速、内分泌紊乱等。

目前有学者提出利用脑部植入电极来刺激大脑，从而使患者保持愉悦感，然而大脑复杂的结构给电极刺激治疗带来了一定的困难性，因为电极对它周边的神经元进行刺激时是不加选择的，而且电极刺激的机械稳定性不足，同时，当电极在人体内存在一段时间后，易被神经胶质细胞黏附，使得电极的电阻增加，从而降低了刺激靶细胞的效力。

抑郁症传统的疗法中包含光疗，研究表明，人脑中的松果体分泌一种褪黑素，这种激素有抑制抑郁情绪产生的作用。但是普通的体外光疗见效慢，往往只适用于症状较轻的患者使用。因此，现需要一种可以进行体外和体内的光刺激疗法，同时可兼顾不同程度的抑郁症患者。

技术实现要素：

针对以上技术问题，本发明提供一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统。

本发明的技术方案为：一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统，主要包括控制处理模块、体外治疗模块、体内治疗模块、终端遥控模块和生理监测模块，所述终端遥控模块和生理监测模块均与所述控制处理模块相连，所述体外治疗模块和体内治疗模块相互独立，终端遥控模块和生理监测模块均与体外治疗模块和体内治疗模块分别独立相连；

控制处理模块包括主机和显示器，所述主机内包括数据存取单元、数据处理单元、统计分析单元、数据挖掘单元、云存储单元和电源一，所述数据存取单元对生理监测模块所测得的数据进行存储，所述数据处理单元将所述数据从数据存取单元进行提取并进行转化处理，所述统计分析单元将转化处理后的数据结合多种分析方法进行分析，所述数据挖掘单元将数据再进行分类估计、预测、聚类、描述和可视化，所述云存储单元将最后的分析结果和原始数据进行记录，所述电源一为控制处理模块供电；

体外治疗模块主要包括光疗头盔、床体、脉冲发生器和电源二，所述光疗头盔固定在所述床体的一端，光疗头盔内部设有5-20个led灯，所述脉冲发生器分别连接光疗头盔和电源二，脉冲发生器的上方设有信号接受器一，床体内靠近光疗头盔方向嵌有理疗装置；

所述体内治疗模块主要包括光传输元件、微型脉冲发生器和延长导线，所述光传输元件包括端基头、光纤管、电池片、散热片和发光二极管，所述光纤管固定连接在所述端基头的下方，所述电池片位于端基头的内部上方，所述散热片位于电池片的四周，所述发光二极管位于光纤管的上端并与电池片相连，所述延长导线分别连接电池片和所述微型脉冲发生器，微型脉冲发生器内还设有微型电源和信号接受器二；

所述终端遥控模块主要包括发射接收单元、微控制器、按键控制单元、电源三，所述微控制器通过所述按键控制单元和发射接收单元发送指令，进而控制所述体外治疗模块、体内治疗模块和生理监测模块；

所述生理监测模块由头环和手环组成，所述头环和手环内部均设有ecg传感器、电池和dds芯片组成，生理监测模块主要监测心电和脑电信息，并将所采集到的数据传输至控制处理模块。

进一步的，所述光疗头盔的上方活动连接有面罩，所述面罩的内壁为反光镜面，面罩可以防止光逸出，为了防止光照对眼睛造成的不适，患者在使用前可戴上遮光眼罩保护眼睛。

进一步的，所述理疗装置内中间位置设有电源四，所述电源四的左右两边分别设有电磁波发射器和超声波发生器，所述电磁波发射器的上方设有电磁波发射头和信号接收器三，所述超声波发射器的上方设有超声波发射头和信号接收器四，因为体外的光疗效果有限，因此需要通过辅助设施来增加治疗效果，电磁波和超声波可对全身细胞起到激活作用，提高体外光疗的治疗效果。

进一步的，所述统计分析单元的分析方法为差异分析、相关分析、方差分析、偏相关分析、回归分析、多元回归分析、逐步回归、回归预测与残差分析、logistic回归分析、曲线估计、聚类分析、判别分析、对应分析中的任意几种组合，多种分析方法相互结合，可使得得出的数据准确度更高。

进一步的，所述led灯和所述发光二极管的光源颜色为黄、蓝、红、紫和白中任意一种或几种交替，可选择性更强，针对不同病情看自主选择。

进一步的，所述发光二极管共有三个，分别成一定夹角固定在所述光纤管内壁上端，并两两异面相交，不相交的光线利用率更高。

进一步的，所述端基头的内部下方设有温度传感器，所述温度传感器与所述延长导线相接，因为光治疗容易产生热量，尤其是内置治疗，更加容易损伤大脑结构，因此温度传感器可随时监测治疗时的温度，以便及时反馈。

本发明还提供了一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统的工作方法，具体为：

s1：患者在选择治疗时可选择体外治疗或体内治疗，先通过所述生理监测模块中的所述头环和手环进行治疗前的心电和脑电信息采集，并传输至所述控制处理模块内进行分析处理与记录，

s2：当选择体外治疗时，患者需躺在所述床体上，将头部放置入所述光疗头盔，拉下所述面罩并闭眼，通过所述终端遥控模块控制所述体外治疗模块，光疗头盔在所述脉冲发生器的作用下进行所述led灯的开关和换色，led灯功率为9-36w，光疗温度为25-39℃，时间为20-40min，还可通过终端遥控模块控制所述理疗装置进行电磁波和超声波理疗，所述电磁波的波长范围为2-25um，500-1500khz，时间为10-15min；

s3：当选择体内治疗时，需先将所述光传输元件植入患者大脑，其中，所述光纤管位于脑深处，所述端基头位于头皮下方，将所述微型脉冲发生器植入胸前预先准备好的皮肤口袋内，所述延长导线植入皮下并连接光传输元件和微型脉冲发生器，将微型脉冲发生器用丝线固定于胸部筋膜以防移动，调整到合适位置后，分层严密缝合皮肤切口，通过终端遥控模块控制所述体内治疗模块，发光二极管在微型脉冲发生器的作用下发射黄、蓝、红、紫或白色光波，所述光波经光纤管折射后传输至大脑内的光敏感蛋白，时间为1-60s；

s4：在治疗期间头环和手环同步将所述采集的心电和脑电信息传输至控制处理模块内进行对比分析处理与记录，依次评估治疗效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用体外和体内光刺激疗法，同时结合生理监测、远程遥控及先进的计算机数据处理技术，对不同程度的抑郁症进行有效的治疗，其中，体外治疗适用于症状较轻的患者，采用led灯照射，刺激患者体内产生褪黑素，从而达到治疗的效果，同时利用电磁波和超声波辅助激活全身细胞，提高体外光疗的治疗效果；体内治疗适用于重度患者，利用内置的光输元件，通过二极管发光刺激体内光敏靶细胞，见效快。总之，本发明操作方便、适用性广、可控性高、副作用小、治疗效果直观可见等优点。

附图说明

图1是本发明的实施例1的系统结构框图；

图2是本发明的实施例2的系统结构框图。

其中，1-控制处理模块、11-主机、110-数据存取单元、111-数据处理单元、112-统计分析单元、113-数据挖掘单元、114-云存储单元、115-电源一、12-显示器、2-体外治疗模块、20-光疗头盔、200-led灯、201-面罩、21-床体、22-脉冲发生器、220-信号接受器一、23-电源二、24-理疗装置、240-电源四、241-电磁波发射器、242-超声波发生器、243-电磁波发射头、244-信号接收器三、245-超声波发射头、246-信号接收器四、3-体内治疗模块、30-光传输元件、300-端基头、301-光纤管、302-电池片、303-散热片、304-发光二极管、31-微型脉冲发生器、310-微型电源、311-信号接受器二、32-延长导线、4-终端遥控模块、40-发射接收单元、41-微控制器、42-按键控制单元、43-电源三、5-生理监测模块、50-头环、51-手环、52-ecg传感器、53-电池、54-dds芯片。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行更进一步详细的说明：

实施例1

如图1所示，一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统，主要包括控制处理模块1、体外治疗模块2、终端遥控模块4和生理监测模块5，终端遥控模块4和生理监测模块5均与控制处理模块1相连，终端遥控模块4和生理监测模块5均与体外治疗模块2相连；

控制处理模块1包括主机11和显示器12，主机11内包括数据存取单元110、数据处理单元111、统计分析单元112、数据挖掘单元113、云存储单元114和电源一115，数据存取单元113对生理监测模块5所测得的数据进行存储，数据处理单元111将数据从数据存取单元110进行提取并进行转化处理，统计分析单元112将转化处理后的数据结合多种分析方法进行分析，其中，统计分析单元112的分析方法为差异分析、相关分析、方差分析、偏相关分析、回归分析、多元回归分析、逐步回归、回归预测与残差分析、logistic回归分析、曲线估计、聚类分析、判别分析、对应分析中的任意几种组合，多种分析方法相互结合，可使得得出的数据准确度更高。数据挖掘单元113将数据再进行分类估计、预测、聚类、描述和可视化，云存储单元114将最后的分析结果和原始数据进行记录，电源一115为控制处理模块1供电；

体外治疗模块2主要包括光疗头盔20、床体21、脉冲发生器22和电源二23，光疗头盔20固定在床体21的一端，光疗头盔20内部设有5-20个led灯200，其中，led灯200的光源颜色为黄、蓝、红、紫和白中任意一种或几种交替，可选择性更强，针对不同病情看自主选择。其中，光疗头盔20的上方活动连接有面罩201，面罩201的内壁为反光镜面，面罩可以防止光逸出，为了防止光照对眼睛造成的不适，患者在使用前可戴上遮光眼罩保护眼睛。脉冲发生器22分别连接光疗头盔20和电源二23，脉冲发生器22的上方设有信号接受器一220，床体21内靠近光疗头盔20方向嵌有理疗装置24，其中，理疗装置24内中间位置设有电源四240，电源四240的左右两边分别设有电磁波发射器241和超声波发生器242，电磁波发射器241的上方设有电磁波发射头243和信号接收器三244，超声波发射器242的上方设有超声波发射头245和信号接收器四246，因为体外的光疗效果有限，因此需要通过辅助设施来增加治疗效果，电磁波和超声波可对全身细胞起到激活作用，提高体外光疗的治疗效果。

终端遥控模块4主要包括发射接收单元40、微控制器41、按键控制单元42、电源三43，微控制器41通过按键控制单元42和发射接收单元40发送指令，进而控制体外治疗模块2、体内治疗模块3和生理监测模块5；

生理监测模块5由头环50和手环51组成，头环50和手环51内部均设有ecg传感器52、电池53和dds芯片54组成，生理监测模块5主要监测心电和脑电信息，并将所采集到的数据传输至控制处理模块1。

本发明还提供了一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统的工作方法，具体为：

s1：患者在选择治疗时可选择体外治疗或体内治疗，先通过生理监测模块5中的头环50和手环51进行治疗前的心电和脑电信息采集，并传输至控制处理模块1内进行分析处理与记录，

s2：患者需先躺在床体21上，将头部放置入光疗头盔20，拉下面罩201并闭眼，通过终端遥控模块4控制体外治疗模块2，光疗头盔20在脉冲发生器22的作用下进行led灯200的开关和换色，led灯200功率为20w，光疗温度为31℃，时间为30min，还可通过终端遥控模块4控制理疗装置24进行电磁波和超声波理疗，电磁波的波长范围为12um，1000khz，时间为13min；

s4：在治疗期间头环50和手环51同步将采集的心电和脑电信息传输至控制处理模块1内进行对比分析处理与记录，依次评估治疗效果。

临床治疗100例，治疗6个月后，好转者为17例，明显改善者为41例，治愈者为33例，无显著效果为9例，有效率达91％。

实施例2

如图2所示，一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统，主要包括控制处理模块1、体内治疗模块3、终端遥控模块4和生理监测模块5，终端遥控模块4和生理监测模块5均与控制处理模块1相连，终端遥控模块4和生理监测模块5均和体内治疗模块3相连；

控制处理模块1包括主机11和显示器12，主机11内包括数据存取单元110、数据处理单元111、统计分析单元112、数据挖掘单元113、云存储单元114和电源一115，数据存取单元113对生理监测模块5所测得的数据进行存储，数据处理单元111将数据从数据存取单元110进行提取并进行转化处理，统计分析单元112将转化处理后的数据结合多种分析方法进行分析，其中，统计分析单元112的分析方法为差异分析、相关分析、方差分析、偏相关分析、回归分析、多元回归分析、逐步回归、回归预测与残差分析、logistic回归分析、曲线估计、聚类分析、判别分析、对应分析中的任意几种组合，多种分析方法相互结合，可使得得出的数据准确度更高。数据挖掘单元113将数据再进行分类估计、预测、聚类、描述和可视化，云存储单元114将最后的分析结果和原始数据进行记录，电源一115为控制处理模块1供电；

体内治疗模块3主要包括光传输元件30、微型脉冲发生器31和延长导线32，光传输元件30包括端基头300、光纤管301、电池片302、散热片303和发光二极管304，光纤管301固定连接在端基头300的下方，其中，端基头300的内部下方设有温度传感器305，温度传感器305与延长导线32相接，因为光治疗容易产生热量，尤其是内置治疗，更加容易损伤大脑结构，因此温度传感器可随时监测治疗时的温度，以便及时反馈。电池片302位于端基头300的内部上方，散热片303位于电池片302的四周，发光二极管304位于光纤管301的上端并与电池片302相连，其中，发光二极管304共有三个，分别成一定夹角固定在光纤管301内壁上端，并两两异面相交，不相交的光线利用率更高。发光二极管304的光源颜色为黄、蓝、红、紫和白中任意一种或几种交替，可选择性更强，针对不同病情看自主选择。

延长导线32分别连接电池片302和微型脉冲发生器31，微型脉冲发生器31内还设有微型电源310和信号接受器二311；

终端遥控模块4主要包括发射接收单元40、微控制器41、按键控制单元42、电源三43，微控制器41通过按键控制单元42和发射接收单元40发送指令，进而控制体外治疗模块2、体内治疗模块3和生理监测模块5；

生理监测模块5由头环50和手环51组成，头环50和手环51内部均设有ecg传感器52、电池53和dds芯片54组成，生理监测模块5主要监测心电和脑电信息，并将所采集到的数据传输至控制处理模块1。

本发明还提供了一种基于光生物刺激疗法的神经内科治疗系统的工作方法，具体为：

s1：患者在选择治疗时可选择体外治疗或体内治疗，先通过生理监测模块5中的头环50和手环51进行治疗前的心电和脑电信息采集，并传输至控制处理模块1内进行分析处理与记录，

s3：需先将光传输元件30植入患者大脑，其中，光纤管301位于脑深处，端基头300位于头皮下方，将微型脉冲发生器31植入胸前预先准备好的皮肤口袋内，延长导线32植入皮下并连接光传输元件30和微型脉冲发生器31，将微型脉冲发生器31用丝线固定于胸部筋膜以防移动，调整到合适位置后，分层严密缝合皮肤切口，通过终端遥控模块4控制体内治疗模块3，发光二极管304在微型脉冲发生器31的作用下发射黄、蓝、红、紫或白色光波，光波经光纤管301折射后传输至大脑内的光敏感蛋白，时间为30s；

s4：在治疗期间头环50和手环51同步将采集的心电和脑电信息传输至控制处理模块1内进行对比分析处理与记录，依次评估治疗效果。

临床治疗60例，治疗6个月后，好转者为18例，明显改善者为27例，治愈者为9例，无显著效果为6例，有效率达90％。

需要说明的是，虽然上面已经结合附图详细说明了本发明，但我们认为本发明的使用范围并不限制在上述所述的方法。只要是在本发明的精神和原理内所作的各种修改、等同替换、或改进也都在本发明的保护范围内。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。