一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置的制作方法

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其是一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置。

背景技术：

阿尔茨海默病(ad)：即老年痴呆，是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。

阿尔茨海默病是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病，病变可累及神经、运动、泌尿等多个系统，认知功能下降、行为障碍、生活能力下降等，而且常并发抑郁症、焦虑症、精神病等，导致患者逐渐丧失自理能力，对家庭造成较大影响。目前其检查主要包括神经心理学测验、血液学检查、神经影像学检查、脑电图、脑脊液检测、基因检测等。主要根据患者的症状的体征、磁共振显示、异常脑脊液生物标记、亲属中有明确的基因突变等进行诊断。核心诊断标准包括：1.出现早期和显著的情景记忆障碍；2.颞中回萎缩；3.异常的脑脊液生物标记，β淀粉样蛋白1-42(aβ1-42)浓度、总tau蛋白浓度升高，或磷酸化tau蛋白浓度升高，或此三者的组合；4.pet功能神经影像的特异性成像，双侧颞、顶叶葡萄糖代谢率减低；5.直系亲属中有明确的ad相关的常染色体显性突变。治疗方针为控制伴发的精神病理症状，改善认知功能，延缓疾病进展。

国内外目前对于老年痴呆患者的治疗方式为药物治疗和行为学校正。治疗需要进行对症治疗，目的是控制伴发的精神病理症状，使用抗焦虑药、抗抑郁药、抗精神病药，益智药或改善认知功能的药：作用于神经递质的药物，脑代谢赋活药物。除了药物治疗还需要患者的行为进行科学的矫正，即非药物治疗，主要包括地中海饮食、运动疗法、光疗、针灸疗法，音乐疗法、减少应激、增加社交、注意睡眠卫生和接受痴呆知识的培训。目前无法治愈。

研究和临床发现，药物治疗虽作为主要治疗方法，但尚无根治性药物，所有药物仅可短期改善患者认知情况，且重度痴呆患者后期处理比较棘手，药物疗效衰减，甚至无效。其中的抗精神病药物的治疗，对认知功能的改善是没有帮助的，但是它可以控制病人的精神症状，比如焦躁不安、暴躁、情绪不稳定、幻觉等等，这类的精神症状会对照料者的护理会产生很大的麻烦，需要借由此类药物来控制精神症状。非药物治疗对老年痴呆的治疗起到比较重要的辅助作用，如支持老年患者参加社会活动，多参与力所能及的工作，或参与专业认知训练促智活动，同时需辅助饮食、营养、其它锻炼，目的是希望能够减缓认知下降的速度。

现有的音乐疗法或光疗法对老年痴呆症状有一定的缓解作用，但尚未有同时音乐治疗和光疗的治疗专用设备。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种效果好的低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置。

本实用新型实施例提供了一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置，包括装置本体，所述装置本体内设有微处理器、声光刺激和感应模块、电源模块、按键和显示模块、存储模块以及声光报警模块，所述电源模块的输出端连接微处理器的输入端，所述微处理器的输出端分别连接存储模块和声光报警模块，所述声光刺激和感应模块、按键和显示模块连接微处理器。

进一步，所述装置本体上设有弧形提手。

进一步，所述装置本体上设有led灯源窗，所述led灯源窗内设有led灯源，所述led灯源的输入端经控制电路连接微处理器的输出端。

进一步，所述按键和显示模块中的显示模块为液晶显示屏，所述液晶显示屏设置于装置本体的外壳面。

进一步，所述按键和显示模块中的按键模块包括下移键、上移键以及回看功能键，所述下移键、上移键以及回看功能键均设于所述液晶显示屏的下方。

进一步，所述弧形提手下方设有报警灯。

进一步，所述弧形提手和报警灯之间的位置设有蜂鸣器窗。

进一步，所述装置本体上设有音频窗。

进一步，所述装置本体的下端为台座，所述台座上设有电源指示灯、电源开关、数字按键、usb供电插口和电源适配器插口；所述存储模块为内置sd卡，所述内置sd卡设于台座底部。

进一步，所述声光刺激和感应模块由声音感应电路、声音刺激电路、光感应电路和光刺激电路组成。

上述本实用新型实施例中的一个技术方案具有如下优点：本实用新型包括微处理器、声光刺激和感应模块、电源模块、按键和显示模块、存储模块以及声光报警模块，根据按键模块的输入信号，配合微处理器的控制信号，通过声光刺激和感应模块发出声光协同信号来实现预防与治疗功能，本实用新型的装置同时提供音乐治疗和光疗，效果好且稳定性好。

附图说明

图1为本实用新型的一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置的整体结构框图；

图2为本实用新型的一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置的结构示意图；

图3为本实用新型的光刺激电路原理图；

图4为本实用新型的光感应电路原理图；

图5为本实用新型的声音刺激电路原理图；

图6为本实用新型的声音感应电路原理图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型实施例提供了一种低频声光协同的阿尔茨海默病预防与治疗装置，包括装置本体，所述装置本体内设有微处理器、声光刺激和感应模块、电源模块、按键和显示模块、存储模块以及声光报警模块，所述电源模块的输出端连接微处理器的输入端，所述微处理器的输出端分别连接存储模块和声光报警模块，所述声光刺激和感应模块、按键和显示模块连接微处理器。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体上设有弧形提手1。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体上设有led灯源窗3，所述led灯源窗3内设有led灯源2，所述led灯源的输入端经控制电路连接微处理器的输出端。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述按键和显示模块中的显示模块为液晶显示屏，所述液晶显示屏4设置于装置本体的外壳面。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述按键和显示模块中的按键模块包括下移键5、上移键13以及回看功能键6，所述下移键5、上移键13以及回看功能键6均设于所述液晶显示屏4的下方。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述弧形提手1下方设有报警灯11。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述弧形提手1和报警灯11之间的位置设有蜂鸣器窗10。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体上设有音频窗12。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述装置本体的下端为台座16，所述台座16上设有电源指示灯7、电源开关15、数字按键、usb供电插口8和电源适配器插口9；所述存储模块为内置sd卡17，所述内置sd卡17设于台座底部。

另外，如图2所示，本实施例的台座上还设有0-3数字键14。

参照图2，进一步作为优选的实施方式，所述声光刺激和感应模块由声音感应电路、声音刺激电路、光感应电路和光刺激电路组成。

具体的，本实用新型中的装置是通过对老年痴呆患者定期添加40hz低频声光协同刺激，使大脑中枢神经系统的主要组成部分小胶质细胞增多，使细胞直径增大，清除ad患者病理大脑中的β淀粉样蛋白，使得病理斑块数量减少，治疗过程中通过定期检测患者大脑中的β淀粉样蛋白含量和大脑视觉皮层(ac)的γ波频率及认知功能判断治疗效果。

本实用新型的装置主要包括微处理器、声光刺激和感应模块、电源模块、按键和显示模块、存储模块、声光报警模块6个部分，其中微处理器电路作为主控单元，具有体积小、成本低、稳定性好、便携方便等优点。

其中，微处理器模块，为嵌入式系统主控单元，负责进行信号的处理与计算，定时语音提示患者治疗，发出40hz低频脉冲信号，控制三极管bd245-25通断以控制声光刺激模块工作，实现声光频率和工作时间的精确控制，保证治疗的周期性和时效性；同时采集声光感应模块的信号，根据该信号控制声光故障语音报警电路。本实施例的微处理器采用atmega168单片机作为微处理器，定时发出治疗开始及结束语音提示，输出40hz的pwm信号控制三极管q2(如图3所示)的通断接通或断开led灯led1、led2(如图3所示)，和语音芯片gbg40(如图5所示)，实现声光协同刺激，同时接收声光感应信号实现异常报警控制，确保有效治疗；同时还控制显示及存储电路。

声光刺激及感应模块，集成声光协同发生和检测功能，主要包括led灯、语音芯片、麦克风、光敏二极管组成的声光刺激电路和声音检测、光强度检测的感应电路。如图4所示，本实用新型通过d1获取光感应信号，然后向微处理器输出对应的感应信号。如图6所示，本实用新型通过xf-18d获取声音感应信号，然后经电路处理后向微处理器输出audio信号。在微处理器发出的40hz低频脉冲控制信号下，实现led灯和音频器声光协同发生。同时声检测电路检测声音的强度变化并反馈给微处理器，光检测电路检测背景光变化并反馈给微处理器。本实施例的声光刺激及感应模块可由mcu控制的语音芯片gbg40，接收主控芯片发出的语言提示和发出40hz低频音，采用xf-18d麦克风检测声音检测模块实现语音的检测并反馈检测结果给mcu；采用低能12v电源同时供电恒流源电路和2个白色20w的led灯，接收主控芯片发出的pwm信号稳定控制白色节能灯闪烁及亮度，利用光敏二极管检测环境中背景光的变化频率反馈给mcu以判断光闪是否正常。

电源模块，为5v可充电直流电源，充电时与220v、50hz转5v电源适配器通过圆口连接直接为微处理器模块和光刺激及感应电路供电，该电压经降压至3v后为声刺激及感应电路提供电源；也可用输出5v、1a的充电宝通过usb线经usb口直接为微处理器模块和光刺激及感应电路供电；本实施例的电源模块将220v市电电源适配器后转成的5v直流电源给微处理器和三极管等控制管供电，内部升压电路采用sx1318芯片升至12v给led1、led2(如图3所示)低压节能灯泡供电，经ams1117-3.3芯片转为3v直流电压给语音芯片gbg40(如图5所示)供电。

按键和显示模块，设有4个按键，其中开始和关机为一个按键，存储数据访问回放功能为一个按键，上/下选择分别为一个按键；以及一个液晶显示界面(显示治疗时间及次数)；如图2所示，本实施例的按键和显示模块由1个电源开关按键15、1个回放功能键6、1个上移按键13和下移按键5、4个数字键14、1个led灯7和一个液晶屏(lcd12864)4组成。电源按键15实现电源的开关机(短按开机、长按1s关机)；1个回放功能键6用于回放和查看已治疗的患者信息和次数；1个上移按键13和下移按键5用于上下移动信息条目；led灯7用于显示开机状态(红色)；0-3的4个数字键用于输入患者id编号，液晶屏4用于实时显示患者id、治疗时间和已治疗次数。

存储模块，用于存储ad患者治疗的疗程、次数(天数)和每次治疗时间，采用sd卡直接存储，以供ad患者医生或家属查看，安排检测脑脊液、mri或认知功能检测。本实施例的存储模块由1个16g金士顿sd卡17存储数据。微处理器将患者信息和治疗次数及时间送实时显示同时写入sd卡存储供患者家属或医护人员查看患者已治疗次数及时间，以便安排进行认知功能检测和其它评价方式检测患者治疗效果，收集的数据可供科研分析用。

声光报警模块，由一个led灯和蜂鸣器及控制电路组成，用于声光感知异常报警。本实施例的声光报警模块由一个led灯11、1个蜂鸣器10及其控制电路组成。led灯11用于反映光感应异常报警(红色闪烁)，蜂鸣器10用于反映声检测异常报警。

本实用新型的电路的具体工作原理如下：首先接通设备电源，开电源键15后，电源灯7亮为红色，微处理器初始化，提示患者准备治疗，让陪护家属或医护人员输人或选择患者信息；然后微处理器发出40hz低频pwm信号控制声光刺激和感应模块发出白光闪烁和声音刺激，并同时接收光敏二极管对环境光变化频率与音频变化频率与40hz比较，如异常则开启声光报警电路11用于反映光感应异常报警(红色闪烁)，蜂鸣器10响及关机，确保治疗声光协同性和治疗实效性。正常治疗时，微处理器还实时将患者信息和治疗次数及时间在存储sd卡17中存储和显示屏4显示；正常治疗1小时后，微处理器发出治疗结束语音提示，并存储数据至sd卡17，结束治疗进入低功耗待机状态，若不关闭电源开关，将在第二天定时间到语音提醒治疗，如果关闭电源，第二天需要开机开始上述治疗过程。

本实用新型的低频声光协同ad预防与治疗刺激装置工作过程为：在白色墙壁的无光声空间中，将低频声光协同ad预防与治疗刺激装置经适配器或充电宝或充电电池供电的情况下，打开电源开关，电源灯亮为红色，语音提示治疗后根据显示屏提示，输入或选择将治疗患者的id信息，确认后将开始声光协同刺激，音频会发出40hz的音乐，2个低压led的20w白色节能灯根据40hz的pwm信号闪烁，如果装置正常，将持续1个小时(如果声光协同异常会蜂鸣器发声，同时警告灯红色闪烁报警3s，然后装置后自动关机)，过程中显示屏会显示已治疗次数和本次已治疗时间。1小时满，装置会发出治疗结束的语音提示，然后可关闭电源(如果不关闭，将进入低功耗计时模式，在第二天同一时间提示治疗，如果同一患者连续治疗7次，将语音提示可做检查或新的治疗周期开始。

综上所述，本实用新型的装置具有以下优点：

本实用新型利用阿尔兹海默病患者大脑中的β淀粉样蛋白和tau蛋白的积累与老年痴呆患者疾病密切相关，ad患者大脑视觉皮层(ac)的γ波频率会被打乱的生理特征，基于音乐疗法和光疗法对ad患者治疗具有一定的效果，采用40hz的pwm信号控制声光刺激模块，实现对ad患者的声光协同刺激，通过对老年痴呆鼠患者进行试验，采用脑脊液、mri图像、脑电分析发现大脑中枢神经系统的主要组成部分小胶质细胞会增多，细胞直径会增大，ad鼠患者病理大脑中的β淀粉样蛋白减少，mri图像中颞部额部的病理斑块数量减少，脑电图显示大脑视觉皮层(ac)的γ波频率提升，认知功能检测也发现ad鼠认知得到改善。该装置便携方便，适于携带，为目前ad患者治疗这一老大难问题，提供新的治疗方式和专用设备，突破了当前音乐疗法和光刺激疗法但未明确使用的音乐、光的性质特征问题和设备的多样无效性问题。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。