微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明主要涉及针刺治疗和疾病防治的技术领域，具体涉及一种微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置。
【背景技术】
[0002]针刺是在中医理论指导下把针具按照一定角度刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来刺激人体特定部位，通过提高人体抗病能力而达到治疗和强身健体的目的，其疗效在对外传播中得到国际上的广泛认可，现已被世界卫生组织(WHO)倡导并用于防治疾病。其中，针刺治疗量由针刺技术和腧穴共同作用决定，与针刺刺激量关系密切，而针刺刺激量主要取决于取穴多少、针具粗细、针刺深浅、手法轻重和留针时间长短等，一般留针时间在30分钟以上。此外，医者还可以通过捻转、提插针体的频率、幅度、角度和控制留针时间来调节刺激量的大小。因此，针刺疗法对医者要求高，有经验的医者可以根据病症确定取穴位置，根据病症的轻重、深浅和病人的体质确定运针手法、留针时间和行针间隔，这些因素最终决定了针刺的治疗效果。然而，上述针刺经验无法量化，大都依赖医者个人对中医理论的理解、运针手法的训练和临床经验的积累，故培养一个合格的针灸医生需要较长时间。
[0003]现有的电针疗法可代替人作较长时间的持续运针，它是将针刺入腧穴得气后，在针上通以接近人体生物电的微量电流，利用针和电两种刺激达到疾病防治的目的。实际应用中需要医生根据患者病症、体质和治疗情况确定电信号的波形、强度和频率，需要患者根据疼痛感仔细调整电流强度，存在如下问题:(1)不同位置引起刺激的生物电特性不尽相同，确定性电信号不具有普适性；(2)现有电针技术没有自适应能力，针刺刺激量和针刺深度依赖医者判断；(3)现有电针不具备诊断能力，无法对针刺的疗效进行监测，也无法根据疗效调整刺激量；(4)现有电针不具备数据储备和挖掘能力，无法将已有针刺经验记录下来，也无法利用已有的治疗数据指导新的针刺诊疗。
[0004]鉴于此，本专利提出了一种微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置。本专利所述方法主动检测针刺刺激产生的生物电信号，利用该信号并调整它的波形参数后通过微电极主动发射，利用电刺激达到中医针刺疗效并缩短留针时间。在主动发射电信号的同时，利用其他微电极进行电信号检测，通过数据处理端的信号处理对针刺位置的肌体组织特性进行辨识而实现疗效监测和辅助诊断。该装置具有操作方便、自适应、留针时间缩短、数据可记录和疗效可跟踪判断等优点，通过数字化将针刺经验记录下来并实现传承，可广泛用于疾病治疗、健康保健和辅助诊断等领域。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置。根据解剖学研宄，可兴奋细胞受到刺激时在静息电位基础上会产生可扩布的电位变化，即动作电位。只有当初始刺激达到阈电位，就能引起一系列离子通道的开放和关闭，形成离子流动并改变跨膜电位，这个跨膜电位的改变能引起临近位置上细胞膜电位的改变，使得动作电位及产生它的刺激能沿着一定路径传导下去，激发人体的免疫功能而提高人体抗病能力。动作电位短暂且具有特殊波形，其幅度约为90-130mV，本发明在针刺的同时检测这个生物电信号并把它记录下来，然后通过微电极在针刺位置直接施加类似的电信号，即模拟针刺产生的动作电位，这个动作电位可以通过细胞膜传导下去，引起这个动作电位的刺激也传导下去了，从而激发人体的免疫功能而实现治疗。在主动发射电信号的同时，利用其他微电极进行电信号检测，采用信号处理方法识别微电极附近的机体组织特征，可对针刺疗效进行监测而实现辅助诊断。
[0006]为了实现上述目的，本发明给出了一种微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置，其特征在于包括具有收发能力微电极阵列的针具和数据处理端。针具和数据处理端相连接，针具负责微电极阵列的推动、电信号发射和接收、数据通信；数据处理端负责信号调整、信号特征提取、信道特性反演、针刺参数的设置与控制、检测结果的存储、数据通信及人机交互。
[0007]上述一种微电极阵列数字针刺诊疗装置，其中所述针具包括微电极阵列、针管、步进电机、发射处理单元、接收处理单元和通信单元。其中，微电极阵列由多个微电极按一定方式排列并组成阵列，每个微电极都具有电信号的收发功能；针管负责保护微电极，微电极阵列通过支架固定在针管内，针刺时通过手动或自动的方式把微电极推出针管并刺入特定部位；步进电极根据接收的控制信息推动微电极阵列刺入，实现自动进针；发射处理单元根据数据处理端的设置参数对从数据处理端发来的电信号进行数据缓存和D/A转换，转换后的电信号从选定的微电极发出；接收处理单元根据数据处理端的设置参数对检测到的电信号进行放大、A/D转换和数据缓存；通信单元负责针具与数据处理端之间数据和控制信息的传递，可采用有线/无线通信模式；
[0008]上述一种微电极阵列数字针刺诊疗装置，其中所述数据处理端包括信号调整单元、信号处理单元、主控制器、存储单元、人机交互单元、通信单元和数据缓存单元。其中，信号调整单元负责对接收的电信号参数进行调整，包括幅度、频率、脉宽等；信号处理单元负责对接收的电信号进行时频特征分析与信道特性反演；主控制器负责不同单元之间的调度，以保证整个系统正常运行；存储单元用于存储接收信号的时频特征、信道特性和疗效分类特征库；人机交互单元负责人机交互，用于检测参数的设置、控制命令的输入及检测结果的输出；通信单元负责针具与数据处理端之间数据和控制信息的传递，可采用有线/无线通信模式；数据缓存单元负责缓存电信号数据、控制参数。
[0009]本发明所述一种微电极阵列数字针刺诊疗方法，其主要特征为利用针刺刺激产生的生物电信号，调整它的波形参数后通过微电极主动发射电信号，利用电刺激达到中医针刺疗效，并缩短留针时间；利用其它微电极进行电信号检测，通过数据处理端的信号处理对针刺位置的肌体组织特性进行辨识可实现疗效监测和辅助诊断；诊疗时记录每次针刺的位置、深度、电信号、针刺疗效和患者的病症、年龄等，通过建立数据库为以后的针刺提供借鉴，可实现针刺经验的数字化传承。其具体实现步骤包括:
[0010]步骤1:装置控制参数设置。设置的参数包括:进针深度、病人体质、病症位置、留针时间、信号处理单元参数、通信单元参数和疗效监测结果显示参数。
[0011]步骤2:设备状态的自动检测。该步骤所检测的状态包括:微电极阵列的连接状态，针具与数据处理端的连接状态，通信单元的连接与在线状态，诊疗装置电源容量状态。
[0012]步骤3:微电极阵列推进和生物电信号检测。根据步骤I的参数，采用自动或手动模式把微电极阵列推进针刺部位，如果检测到生物电信号则停止推进，检测到生物电信号的微电极选定为电信号的发射电极，其它微电极作为电信号的接收电极；如果没有检测到生物电信号则继续推进微电极阵列，这个推进过程直到最大进针深度即停止。
[0013]步骤4:电信号调整。微电极检测到的生物电信号经过放大、A/D转换和数据缓存后通过通信单元传输至数据处理端；数据处理端的信号调整单元对接收的电信号参数进行调整，包括幅度、频率、脉宽等；
[0014]步骤5:电信号发射。调整后的电信号通过通信单元从数据处理端传至针具，在发射处理单元对该信号数据缓存和D/A转换，转换后的电信号从步骤3检测到生物电信号的微电极发射。
[0015]步骤6:信号检测和处理。负责接收电信号的微电极检测经过人体组织的电信号，接收的电信号在接收处理单元进行放大、A/D转换和数据缓存，然后通过通信单元传输到数据处理端；在信号处理单元中对该信号进行时频域的特征分析与信道特性反演。具体如下:
[0016]步骤6.1:数据预处理，包括数据频域变换、去噪声处理及频域滤波；
[0017]步骤6.2:信道特性反演，采用傅里叶变换对接收信号的频谱进行分析，得到接收电信号的频谱特征，进而对微电极附近人体信道的幅频和相频特性进行反演。
[0018]步骤7:根据人体信道特性及其变化，结合疗效分类特征库对针刺疗效进行判断，把发射的电信号、针刺位置、针刺深度、信道特性及其变化、针刺疗效和患者病症、年龄等保存在存储单元。
[0019]本发明所提出的一种微电极阵列数字针刺诊疗方法与装置，具有以下优点:
[0020](I)本发明利用针刺时微电极检测的生物电信号，通过电信号调整和主动发射，电刺激沿细胞膜传到下去，利用电刺激达到中医针刺疗效并缩短留针时间。
[0021](2)本发明在发射电信号同时在其它微电极上接收电信号，采用信号处理方法对电极附近的人体信道特性进行识别和反演，可对针刺疗效进行监测而实现辅助诊断。
[0022](3)本发明可以记录每次针刺的位置、深度、电信号、针刺疗效和患者的病症、年龄信息，通过建立数据库为以后的针刺提供借鉴，可实现针刺经验的数字化传承。
[0023](4)本发明对针刺人员要求低，操作简单方便，使用安全，根据数据分析结果可以实现自动针刺诊疗。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的系统框图；
[0025]图2是本发明的针具结构图；
[0026]图3是本发明的工作流程图。
【具体实施方式】
[0027]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述说明，但本发明的