一种基于语音识别的OSA电刺激装置

本发明涉及数据处理及电路控制，尤其涉及一种基于语音识别的osa电刺激装置。

背景技术：

1、阻塞性睡眠呼吸暂停症(osa)的神经调控方案包括植入式神经刺激技术，其中一种代表性的方案是舌下神经刺激(hypoglossal nerve stimulation，hns)。该方案需要一个植入式脉冲发生器，用于产生电脉冲。通常植入在胸部，可以通过外部设备进行调节；刺激电极植入在舌下神经附近，用于传递电脉冲以刺激舌肌，提高舌肌张力，在上述方式中还需要植入传感器用于检测患者的呼吸模式以根据需要调整神经刺激模式，当植入的脉冲发生器电能耗尽时，还需要通过手术进行更换。过多的手术操作存在一定风险，包括感染、出血和植入物移位等。

2、因此，一种能够减少植入手术、能够准确检测osa病症等级并实现有针对性的电刺激方案是本领域所亟需的。

技术实现思路

1、为了实现减少植入手术、能够准确检测osa病症等级并实现有针对性的电刺激的目标，本发明提出了一种基于语音识别的osa电刺激装置，包括体外机和体内机，其中，所述体外机采用红外辐射的方式为所述体内机供能，并由所述体内机产生刺激信号，所述体外机包括：音频采集模块，用于对用户的鼾声进行音频采集，获得音频数据；数据处理模块，用于通过预设的语音识别系统判断用户是否出现osa病症以及病症等级，并根据所述病症等级生成控制信号；红外发射模块，用于根据所述控制信号生成对应强度和频率的红外辐射。

2、在一个或多个实施例中，通过预设的带有残差模块的第一卷积神经网络模型分别提取所述音频数据的时域特征、时频域特征以及通道特征以判断用户是否出现osa病症；通过预设的带有长短期记忆网络模块的第二循环神经网络模型对所述osa病症进行分类以确定osa病症等级。

3、在一个或多个实施例中，所述红外发射模块包括可控阵列光源，所述可控阵列光源用于根据控制信号中的点亮范围及点亮频率产生对应强度和频率的红外辐射。

4、在一个或多个实施例中，所述体内机包括：光伏单元，用于接收体外机发射的红外辐射并转换为电压信号；刺激电极，与所述光伏单元连接，用于引导所述光伏单元产生的电压信号至待刺激人体组织部位并产生刺激电流。

5、在一个或多个实施例中，所述刺激电极包括柔性的刺激阵列，所述刺激阵列包括多个刺激电极对。

6、在一个或多个实施例中，所述体内机还包括：由电/光双功能氧化还原电位晶体管组成的材料电路，所述材料电路电连接于所述光伏单元与所述刺激电极之间，用于对所述光伏单元产生电压信号进行稳压输出。

7、在一个或多个实施例中，所述材料电路还用于：当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第一阈值时，控制刺激阵列中第一数量的刺激电极放电；当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第二阈值时，控制刺激阵列中第二数量的刺激电极放电；其中，所述第二阈值大于所述第一阈值，所述第二数量大于所述第一数量。

8、在一个或多个实施例中，所述刺激阵列呈环形排列，所述材料电路还用于：当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第一阈值时，控制刺激阵列内环中的刺激电极放电；当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第二阈值时，控制刺激阵列所有的刺激电极放电。

9、在一个或多个实施例中，所述刺激阵列呈十字交叉排列，所述材料电路还用于：当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第一阈值时，控制刺激阵列中行向刺激电极或列向刺激电极放电；当所述光伏单元产生的电压信号大于等于第二阈值时，控制刺激阵列行向刺激电极和列向刺激电极同时放电。

10、在一个或多个实施例中，所述刺激阵列中的每个刺激电极对中的一个连接至所述材料电路的高电势输出端，另一个连接至所述材料电路的低电势输出端，所述刺激电极对根据设置的距离不同需要不同的输出电压以产生刺激电流。

11、本发明的有益效果包括：本发明通过采用音频采集识别用户鼾声的方式实现了将osa检测的外移，使其在体外机中实现，减少了植入手术的风险；同时，本发明通过体外机为体内机无线供能的方式也避免了体内机电池需要手术更换的问题，保证了产品工作的稳定性并进一步降低了手术风险，且红外辐射对人体无害，保证了用户的使用安全。

技术特征：

1.一种基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，包括体外机和体内机，其中，所述体外机采用红外辐射的方式为所述体内机供能，并由所述体内机产生刺激信号，所述体外机包括：

2.根据权利要求1所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述数据处理模块还用于：

3.根据权利要求1所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述红外发射模块包括可控阵列光源，所述可控阵列光源用于根据控制信号中的点亮范围及点亮频率产生对应强度和频率的红外辐射。

4.根据权利要求1所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述体内机包括：

5.根据权利要求4所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述刺激电极包括柔性的刺激阵列，所述刺激阵列包括多个刺激电极对。

6.根据权利要求5所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述体内机还包括：

7.根据权利要求6所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述材料电路还用于：

8.根据权利要求7所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述刺激阵列呈环形排列，所述材料电路还用于：

9.根据权利要求7所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述刺激阵列呈十字交叉排列，所述材料电路还用于：

10.根据权利要求6所述的基于语音识别的osa电刺激装置，其特征在于，所述刺激阵列中的每个刺激电极对中的一个连接至所述材料电路的高电势输出端，另一个连接至所述材料电路的低电势输出端，所述刺激电极对根据设置的距离不同需要不同的输出电压以产生刺激电流。

技术总结
本发明提出了一种基于语音识别的OSA电刺激装置，包括体外机和体内机，其中，体外机采用红外辐射的方式为体内机供能，并由体内机产生刺激信号，体外机包括：音频采集模块，用于对用户的鼾声进行音频采集，获得音频数据；数据处理模块，用于通过预设的语音识别系统判断用户是否出现OSA病症以及病症等级，并根据病症等级生成控制信号；红外发射模块，用于根据控制信号生成对应强度和频率的红外辐射。本发明通过鼾声检测实现了将OSA检测的外移，使其在体外机中实现，减少了植入手术的风险；同时，无线供能的方式也避免了体内机电池需要手术更换的问题，保证了产品工作的稳定性并进一步降低了手术风险，且红外辐射对人体无害，保证了用户的使用安全。

技术研发人员：陈笑艳,王文思,吉彦平,赵伯言,李嘉伟,曹硕,吴晓,刘传真,王添祺,王竟菁,王韶怡
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27