一种通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置的制作方法

1.本发明属于认知功能的改善和预防技术领域，具体涉及一种通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置。


背景技术：

2.阿尔兹海默症(ad)，随着病情加重，患者通常会渐渐丧失认知能力。目前主流的治疗方法为药物治疗，以阻止淀粉样蛋白-β(aβ)和磷酸化的tau蛋白的积累，但是药物治疗往往效果不明显且副作用大。
3.研究表明通过30hz-100hz光刺激大脑可以预防和改善认知功能，目前有一些是治疗器械采用30hz-100hz频闪光通过刺激眼睛进行治疗的器械，但是这类器械存在着体积较大，不易日常使用的问题；此外，产生的30hz-100hz频闪光对于老年人视觉刺激过强，舒适度较差，容易有眩晕、呕吐、头疼等副作用等的问题，较难在患者日常治疗中实施，导致治疗效果欠佳。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置，旨在解决现有技术中采用30hz-100hz频闪光通过刺激眼睛进行治疗的器械，产生的30hz-100hz频闪光对于老年人视觉刺激过强，容易产生不适的问题。
5.本发明所采用的技术方案为：
6.第一方面，本发明提供了一种通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置，包括基座、控制电路板和两个鼻塞；
7.两个所述鼻塞设置在基座上，每个鼻塞内均设有一个发出波长为650-820nm的近红外灯；
8.所述近红外灯与控制电路板相连，且控制电路板上设有驱动近红外灯以30hz-100hz的频率发出近红外光的近红外灯驱动电路。
9.进一步改进的方案：所述鼻塞为圆柱形且内部设有空腔，所述鼻塞的一端设置在所述基座上，所述鼻塞的另一端设有供近红外灯发出的近红外光穿过的透光孔。
10.进一步改进的方案：所述基座的两端设有用于将基座固定在头部的头部固定器。
11.进一步改进的方案：所述控制电路板设置在基座内。
12.进一步改进的方案：所述控制电路板上设有主控电路，所述近红外灯驱动电路与主控电路相连；所述近红外灯驱动电路与所述近红外灯相连。
13.进一步改进的方案：所述主控电路包括型号为nrf52840的主控芯片。
14.进一步改进的方案：所述近红外灯驱动电路驱动近红外灯以40hz的频率发出近红外光。
15.基于上述方案，近红外光以40hz时的治疗效果最好。
16.第二方面，本发明提供了一种预防和改善认知功能的治疗装置，包括鼻塞组件、眼
镜组件和驱动电路板；
17.所述鼻塞组件包括基座和两个鼻塞；两个所述鼻塞设置在基座上，每个鼻塞内均设有一个近红外灯，所述近红外灯为发出波长为650-820nm近红外光的灯；
18.所述眼镜组件包括眼镜框架和led灯组件；所述led灯组件设置在眼镜框架上对应两个眼睛的位置；所述led灯组件包括发出波长为460-480nm的led灯、510-530nm的led灯、540-60nm的led灯、580-600nm的led灯和/或610-630nm光的led灯；
19.所述驱动电路板包括驱动led灯组件发出频率为30hz-100hz光的led灯驱动电路以及驱动近红外灯以30hz-100hz的频率发出近红外光的近红外灯驱动电路。
20.进一步改进的方案：所述驱动电路板设置在眼镜框架上；所述驱动电路板上设有主控电路以及与主控电路相连的led灯驱动电路以及与主控电路相连的近红外灯驱动电路。
21.进一步改进的方案：所述近红外灯驱动电路通过usb接口与近红外灯相连。
22.进一步改进的方案：所述主控电路包括型号为nrf52840的主控芯片。
23.本发明的有益效果为：
24.本发明中通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置，在预防和改善认知功能时，采用是一种将鼻塞插入鼻腔中，使得鼻塞内的近红外灯发出的30hz-100hz且波长为650-820nm的近红外光，波长为650-820nm的近红外光可以穿透组织和骨骼传递到大脑细胞；即所述近红外灯照射人体鼻腔，可以使人脑产生协同的γ震荡；从而可以预防和改善认知功能，大大降低了现有技术中30hz-100hz闪烁光对眼睛引起的不适感、提高患者的依从性。
25.由于大脑细胞中的线粒体的性能可以通过吸收红色到近红外波长(650-820nm)范围内的光能来改善，且波长为650-820nm的能够穿透组织和骨骼，使光子传输到大脑神经元线粒体；故本发明中基于鼻腔的近红外光可以为大脑细胞提供能量进行生化反应和其他细胞过程，从而可以改善脑血液循环，减少炎症，提高认知功能(包括mmse简易精神状态检查，脑灌注，dmn大脑网络)，改善记忆，提高睡眠质量，缓解阿尔兹海默症。
26.此外，本发明还提供了一种结合近红外光治疗装置和已有的30hz-100hz光刺激眼镜相结合的技术方案，采用眼部和鼻部相结合的方式，两者的结合可以达到更好的治疗效果。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简要介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关附图。
28.图1是本发明实施例一中近红外光治疗装置的结构示意图。
29.图2是本发明中鼻塞内部的结构示意图。
30.图3是本发明中主控电路的电路原理示意图。
31.图4是本发明中近红外灯驱动电路的电路原理示意图。
32.图5是本发明中近红外灯usb接口的电路原理示意图。
33.图6是本发明中治疗装置的结构示意图。
34.图7是本发明中第一种led灯驱动电路的电路示意图。
35.图8是本发明中第二种led灯驱动电路的电路示意图。
36.图9是本发明中第三种led灯驱动电路的主电源模块的电路示意图。
37.图10是本发明中led灯组件和电池的接口电路示意图。
38.图11是本发明中充电电路示意图。
39.图12是本发明中主电源电路示意图。
40.图13是本发明中灯电源电路示意图。
41.图14是本发明中开关电路示意图。
42.图中标号说明：
43.1-基座；2-鼻塞；3-近红外灯；4-定位套；5-眼镜框架；6-数据线。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
45.实施例一：
46.参阅图1和图2，本实施例提供了一种通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置，包括基座1、控制电路板和两个鼻塞2；
47.两个所述鼻塞设置在基座1上，每个鼻塞2内均设有一个发出波长为650-820nm的近红外灯3；为了使得近红外灯发出的光穿过鼻塞2，所述鼻塞采用透明材质制作而成；近红外灯3的线路外表面上设有用于为近红外灯定位的定位套4，定位套4内设置在基座1上。
48.所述近红外灯与控制电路板相连，且控制电路板上设有驱动近红外灯以30hz-100hz的频率发出近红外光的近红外灯驱动电路,其中优选40hz。
49.所述鼻塞为圆柱形且内部设有空腔，所述鼻塞的一端设置在所述基座上，所述鼻塞的另一端设有供近红外灯发出的近红外光穿过的透光孔。
50.为了便于佩戴，在上述方案的基础上，所述基座的两端设有用于将基座固定在头部的头部固定器；所述头部固定器可以为头套或绑带。
51.在本实施例中，所述控制电路板设置在基座内；所述控制电路板上设有主控电路，所述近红外灯驱动电路与主控电路相连；所述近红外灯驱动电路与所述近红外灯相连。
52.如图3所示，所述主控电路包括型号为nrf52840的主控芯片；如图4所示，所述近红外灯驱动电路包括型号为mmbt3906的三极管，三极管通过pwm7接口与主控芯片相连，三极管通过red接口与近红外灯相连。在工作时，主控芯片控制近红外灯以30hz-100hz发出近红外光。
53.本实施例中的通过鼻腔预防和改善认知功能的近红外光治疗装置中，近红外光调节大脑活动整体机理为：近红外光通过提供被细胞色素氧化酶吸收的光子刺激神经元的线粒体呼吸；这是一个生物能量学过程，叫做神经组织中的光神经调节；这种细胞色素氧化酶对光能的吸收导致脑细胞色素氧化酶酶活性和耗氧量的增加；由于细胞色素氧化酶催化的
酶促反应是氧还原为水，因此细胞色素氧化酶催化活性的加速直接导致细胞耗氧量的增加；神经细胞耗氧量的增加与氧化磷酸化有关；因此，由于近红外光的代谢作用，增加了atp(三磷酸腺苷)的产量；线粒体通过三磷酸腺苷(atp)提供细胞能量，可以改善脑血液循环，减少炎症，提高认知功能(包括mmse简易精神状态检查，脑灌注，dmn大脑网络)，改善记忆，提高睡眠质量，缓解阿尔兹海默症。
54.此外，本发明近红外波长属于生物组织光学窗口的光学波长，这个光学窗口允许波长在650纳米到1200纳米之间的光穿过皮肤和颅骨，即可以进行经颅传输；该光学窗口的边界由血红蛋白和水的强烈吸收界定；例如：tedford等人测量了这些范围内的波长穿透深度，在波长为808纳米时获得了最大的穿透深度；后续又有临床实验证实810nm和660nm是经颅pbm(光生物调节)的最佳波长。
55.鼻腔和大脑之间距离较近，通过一层颅底骨质相隔，通过近红外光可以较容易通过穿过皮肤组织和颅骨，从而改善认知功能。
56.此外，根据研究表明光通过30-100hz诱导人脑产生的γ波对于提高认知功能、改善记忆和提高睡眠质量有着比较好的效果。
57.实施例二：
58.参阅图6，本实施例提供了一种预防和改善认知功能的治疗装置，包括鼻塞组件、眼镜组件和驱动电路板；
59.所述鼻塞组件包括基座1和两个鼻塞2；两个所述鼻塞2设置在基座1上，每个鼻塞2内均设有一个近红外灯3，所述近红外灯3为发出波长为650-820nm近红外光的灯。为了使得近红外灯3发出的光穿过鼻塞2，所述鼻塞采用透明材质制作而成；近红外灯3的线路外表面上设有用于为近红外灯3定位的定位套4，定位套4内设置在基座1上。
60.所述驱动电路板包括驱动led灯组件发出频率为30hz-100hz光的led灯驱动电路以及驱动近红外灯以30hz-100hz的频率发出近红外光的近红外灯驱动电路。所述驱动电路板设置在眼镜框架上；所述驱动电路板上设有主控电路以及与主控电路相连的led灯驱动电路以及与主控电路相连的近红外灯驱动电路。所述近红外灯驱动电路通过usb接口与近红外灯相连。所述主控电路包括型号为nrf52840的主控芯片。具体参阅图3至图5，近红外灯驱动电路包括型号为mmbt3906的三极管，三极管通过pwm7接口与主控芯片相连，三极管通过red接口与型号为kh-type-c-16p的usb1相连，usb1通过red接口与近红外灯相连。
61.所述眼镜组件包括眼镜框架5和led灯组件；所述led灯组件设置在眼镜框架5上对应两个眼睛的位置；所述led灯组件包括发出波长为460-480nm的led灯、510-530nm的led灯、540-60nm的led灯、580-600nm的led灯和/或610-630nm光的led灯。所述led灯组件可以单独发出一种光，也可以采用发出白光的led灯组；具体包括但不限于以下方案：
62.第一种具体的方案为：所述led灯组件包括红灯、第一绿灯、第一蓝灯；红灯、第一色灯和第一色灯的组合可以发出白光；参阅图6，所述led灯驱动电路包括与红灯通过r-接口相连的红灯驱动电路、与绿灯通过g-接口相连的第一绿灯驱动电路、与第一蓝灯通过r-接口相连的第一蓝灯驱动电路，且各led灯的驱动电路均与主控芯片相连。
63.第二种具体的方案为：所述led灯组件包括第二绿灯、第二蓝灯和橙灯，第二绿灯、第二蓝灯和橙灯组合可以发出白光；参阅图7，所述led灯驱动电路包括与红灯通过r-接口相连的红灯驱动电路、与绿灯通过g-接口相连的第一绿灯驱动电路、与第一蓝灯通过r-接
口相连的第一蓝灯驱动电路，且各led灯的驱动电路均与主控芯片相连。
64.第三种具体的方案为：所述led灯组件包括红灯、第一绿灯、第一蓝灯、第二绿灯、第二蓝灯和橙灯；红灯、第一色灯和第一色灯的组合可以发出白光；第二绿灯、第二蓝灯和橙灯组合可以发出白光；两个组合均发出30hz-100hz的白光，且交替发光，由于交替发光眼睛感受到的白光频率较高，故可以减弱对眼睛的刺激，且两组白光的构成不同，故不会减弱治疗效果，反而有一定的提高。参阅图8，所述led灯驱动电路包括与红灯通过r-接口相连的红灯驱动电路、与绿灯通过g-接口相连的第一绿灯驱动电路、与第一蓝灯通过r-接口相连的第一蓝灯驱动电路、与橙灯通过o-接口相连的橙灯驱动电路、与第二蓝灯通过b1-接口相连的第二蓝灯驱动电路、与第二绿灯通过g1-接口相连的第二绿灯驱动电路，且各led灯的驱动电路均与主控芯片相连。
65.如图10所示，在上述三个方案中，各led灯均通过led灯组件和电池的接口对应led灯的驱动电路相连。
66.参阅图11至图14，所述驱动电路板上还设有充电电路、主电源电路、灯电源电路和开关电路；由于该部分属于常规设计，这里不再赘述。
67.下面结合工作原理对本发明做进一步说明：
68.参阅图6，本发明中的鼻塞组件可以通过数据线6和usb接口插接在眼镜框架上。
69.鼻塞组件工作原理为：将两个鼻塞插入两个鼻孔内，然后启动电源，近红外灯以30hz-100hz发出波长为650-820nm的近红外光，波长为650-820nm的近红外光穿透组织和骨骼传递到大脑细胞，大脑细胞接收到30hz-100hz的近红外光可以预防和改善认知功能，大大降低了现有技术中30hz-100hz闪烁光对眼睛引起的不适感、提高患者的依从性。
70.眼镜组件工作原理为：佩戴上眼镜组件后，启动开关，通过30hz-100hz闪烁白光照射眼睛，可以预防和改善认知功能。
71.鼻塞组件和眼镜组件可以组合在一起使用，可以提高了认证功能的预防和改善效果。
72.本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。