与呼吸同步的经皮电刺激系统的制作方法

本发明属于电刺激设备，具体涉及一种与呼吸同步的经皮电刺激系统。

背景技术：

1、神经调控的方法是运用相关医疗设备进行电流脉冲来刺激相关神经周边的穴位，达到增加迷走神经活性的效果，继而达到治疗目的，如提高胃肠动力，治疗炎症和管理疼痛。

2、有研究表明，有规律的低频率的深呼吸，也可以加强迷走神经活性。很多健康问题，与副交感神经低迷相关。

3、因此，将深呼吸的呼吸频率和神经调控频率进行结合，可以更大程度上增强迷走神经的活性。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供与呼吸同步的经皮电刺激系统，将呼吸频率和神经调控的输出脉冲频率进行同步结合，并且通过生物反馈的手段，鼓励用户有规律地按照脉冲刺激的频率进行呼吸，从而增强效果。

2、为达到以上目的，本发明提供一种与呼吸同步的经皮电刺激系统，用于将(深)呼吸频率和神经调控频率进行同步结合，包括呼吸信号记录仪、经皮神经电刺激器和终端控制器，其中：

3、所述经皮神经电刺激器安装于(用户)人体需要电刺激的部位(例如足三里穴位)并且所述经皮神经电刺激器包括电脉冲发生器和第一收发器(包括有线和无线，优选为无线传输)，所述电脉冲发生器(通过输出电极并且)根据预设电刺激周期向上述部位发出电流脉冲，以对上述部位进行神经调控，并且所述第一收发器将电流脉冲的脉冲(方波)信号(即脉冲串节律，神经调控频率)传输到所述终端控制器，以使得所述终端控制器将电流脉冲的方波信号转化为对应的电刺激正弦波并且进行实时显示，然后提示用户根据显示的电刺激正弦波进行深呼吸动作；

4、所述呼吸信号记录仪安装于(用户)人体的呼吸检测部位(优选为胸前横膈膜附近)并且所述呼吸信号记录仪包括呼吸信号传感器、呼吸信号处理器和第二收发器(包括有线和无线，优选为无线传输)，所述呼吸信号传感器实时采集用户的呼吸信号(即呼吸频率)并且通过呼吸信号处理器进行处理(将电信号转为数字信号)，所述第二收发器将经过处理的呼吸信号传输到所述终端控制器，以使得所述终端控制器生成对应的呼吸信号波形并且进行实时显示；

5、所述终端控制器将获取的电刺激正弦波和呼吸信号波形在同一坐标轴界面进行同步显示，从而反应当前的呼吸信号波形与电刺激正弦波的同步程度并且根据同步程度进行呼吸反馈(生物反馈指令/信息)，以使得呼吸信号波形在电刺激正弦波的允许误差之内。

6、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，对于呼吸反馈，通过颜色进行显示同步程度，其中：

7、在同一坐标轴界面中，将电刺激正弦波进行静态颜色显示(即颜色保持不变，优选为黑色或者灰色等暗程度颜色)并且将呼吸信号波形根据同步计算结果进行动态颜色显示，将动态颜色分为若干颜色区域，其中；

8、如果预设时间段内(例如1秒内)的呼吸信号波形与同时间段内的电刺激正弦波处于第一同步程度(即呼吸信号波形在电刺激正弦波的在允许误差之内，并且同步程度较高)，则将当前的呼吸信号波形显示为第一颜色区域，并且根据第一同步程度的高低显示第一颜色区域中具体对应的颜色(例如，第一颜色区域为蓝色，同步程度达到80％为淡蓝色，同步程度达到100％为深蓝色，以进行动态变色显示)，从而对用户进行第一呼吸反馈(例如，通过语音提示用户保持该呼吸频率)；

9、如果预设时间段内(例如1秒内)的呼吸信号波形与同时间段内的电刺激正弦波处于第二同步程度(即呼吸信号波形在电刺激正弦波的在允许误差之内，但是同步程度较低)，则将当前的呼吸信号波形显示为第二颜色区域，并且根据第二同步程度的高低显示第二颜色区域中具体对应的颜色(例如，第二颜色区域为绿色，同步程度达到50％为淡绿色，同步程度达到70％为深绿色，以进行动态变色显示)，从而对用户进行第二呼吸反馈(例如，通过语音提示用户保持稍微加快或者减缓呼吸频率，进而更大程度上与电刺激正弦波同步)；

10、如果预设时间段内(例如1秒内)的呼吸信号波形与同时间段内的电刺激正弦波处于第三同步程度(即呼吸信号波形在电刺激正弦波的不在允许误差之内，同步程度低)，则将当前的呼吸信号波形显示为第三颜色区域，并且根据第三同步程度的高低显示第三颜色区域中具体对应的颜色(例如，第三颜色区域为红色，同步程度达到30％为淡红色，同步程度达到10％为深红色，以进行动态变色显示)，从而对用户进行第三呼吸反馈(例如，通过语音提示用户加快或者减缓呼吸频率，进而更大程度上与电刺激正弦波同步)。

11、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，根据以下公式获得呼吸信号波形与电刺激正弦波的同步程度：

12、

13、其中，si表示呼吸信号波形对应的值，fi表示电刺激正弦波对应的值(对fi和si做归一化处理，以使得两者的值均在-1到1之间)。

14、作为上述技术方案的进一步优选的技术方案，所述终端控制器包括第三收发器和处理器，所述第三收发器的第一输入端与所述第一收发器数据通讯从而获取脉冲信号，所述第三收发器的第二输入端与所述第二收发器数据通讯从而获取呼吸信号，所述第三收发器的输出端分别将脉冲信号和呼吸信号传输到所述处理器，从而分别获得电刺激正弦波和呼吸信号波形。

技术特征：

1.一种与呼吸同步的经皮电刺激系统，用于将呼吸频率和神经调控频率进行同步结合，其特征在于，包括呼吸信号记录仪、经皮神经电刺激器和终端控制器，其中：

2.根据权利要求1所述的一种与呼吸同步的经皮电刺激系统，其特征在于，对于呼吸反馈，通过颜色进行显示同步程度，其中：

3.根据权利要求2所述的一种与呼吸同步的经皮电刺激系统，其特征在于，根据以下公式获得呼吸信号波形与电刺激正弦波的同步程度：

4.根据权利要求3所述的一种与呼吸同步的经皮电刺激系统，其特征在于，所述终端控制器包括第三收发器和处理器，所述第三收发器的第一输入端与所述第一收发器数据通讯从而获取脉冲信号，所述第三收发器的第二输入端与所述第二收发器数据通讯从而获取呼吸信号，所述第三收发器的输出端分别将脉冲信号和呼吸信号传输到所述处理器，从而分别获得电刺激正弦波和呼吸信号波形。

技术总结
本发明公开了与呼吸同步的经皮电刺激系统，用于将呼吸频率和神经调控频率进行同步结合，包括呼吸信号记录仪、经皮神经电刺激器和终端控制器，所述经皮神经电刺激器安装于人体需要电刺激的部位并且所述经皮神经电刺激器包括电脉冲发生器和第一收发器，所述电脉冲发生器根据预设电刺激周期向上述部位发出电流脉冲，以对上述部位进行神经调控。本发明公开的与呼吸同步的经皮电刺激系统，将呼吸频率和神经调控的输出脉冲频率进行同步结合，并且通过生物反馈的手段，鼓励用户有规律地按照脉冲刺激的频率进行呼吸，从而增强效果。

技术研发人员：郭磊,麻利义,陈建峰
受保护的技术使用者：宁波迈达医疗仪器有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12