智能呼吸調節儀的製作方法

2023-06-12 03:56:46

智能呼吸調節儀的製作方法
【專利摘要】一套智能呼吸調節儀，包括：光體積描記器(PPG)傳感器1，USB接口數據線2，APP軟體和智慧型手機3。其中PPG傳感器通過USB接口數據線連接智慧型手機，智慧型手機安裝有專用控制系統，控制系統由APP軟體實現對PPG傳感器採集的人體數據進行心率變異性分析並對引導用戶的呼吸進行引導。該引導給用戶提供一種非藥物療法使用戶降低藥物的使用量，達到調節情緒、輔助降壓的效果。
【專利說明】智能呼吸調節儀
所屬【技術領域】
[0001]本發明涉及一種裝置，該裝置通過引導用戶的呼吸頻率達到調節情緒和降低血壓目的，尤其適用於高血壓患者的輔助降壓。

【背景技術】
[0002]高血壓，是多種心、腦血管疾病的重要病因和危險因素，影響心、腦、腎等重要臟器的結構與功能，並最終導致這些器官的衰竭。隨著高血壓患病率的逐年上升，各種降壓藥被大量研製開發並應用於臨床。然而，藥物的副作用，與其所造成的依賴性，以及昂貴的費用等等也成為不容忽視的問題。人們迫切需要一種經濟而有效的非藥物療法來降低藥物的使用量，達到輔助降壓的效果。


【發明內容】

[0003]為了克服高血壓藥物的副作用、依賴性以及昂貴的醫療費用，本發明提供一種非藥物療法來降低藥物的使用量，達到調節情緒和輔助降壓的效果。
[0004]非藥物療法大多採用專業治療儀器進行治療，但專業治療儀器大多體積大、攜帶便利性差。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:提供一套呼吸減壓減壓儀，包括:光體積描記器(PPG)傳感器、USB數據線、智慧型手機和專用控制軟體APP。光體積描記器(PPG)傳感器通過USB數據線連接智慧型手機，該智慧型手機安裝有專用控制軟體APP。其中PPG傳感器夾在人體的耳垂或手指等處，從人類主體採集心率數據並通過USB數據線傳輸給智慧型手機，控制軟體APP運用心率變異性分析手段分析該數據並用於引導用戶調整呼吸頻率，從而能夠增強患者的迷走神經，抑制交感神經並增強壓力反射敏感性，繼而達到在降低藥物的使用量的同時還能降低患者的血壓的目的。
[0005]智慧型手機特別是蘋果、安卓作業系統手機，近年來大量普及，其已經基本具備個人掌上電腦的功能。利用智慧型手機作業系統的開放性，開發者可以根據需要，開發出各種滿足一定功能的應用。結合傳感器採集數據，使安卓應用更加廣泛。本發明就是採用智慧型手機結合傳感器的方式，給需要調節情緒、降低血壓的患者提供便利的輔助治療儀器。
[0006]研究表明:人類主體心態越放鬆，其RSA波長越長；而心理壓力大，其RSA波長越短。在人類主體中產生副交感傳出神經的方法由以下步驟組成:通過一個設備來比較當前階段的當前部分RSA波和前期階段之前的部分RSA波，從而確定至少一個RSA波的相變化；為主體提供RSA波滴點的信息——通過使用RSA波的相變化來探測滴點。當人們非常放鬆時(比如沉思狀態)，他們傾向於以每分鐘6次的穩定節律呼吸。這樣有節奏的呼吸使得RSA波長變得越來越像呼吸頻率。因此，6次/分鐘的節律呼吸會產生一系列波長為10秒的RSA波。所以，該發明的示範性實施例使用10秒的波長作為估算使用者壓力水平的放鬆臨界值。示範性實施例也包括用計算最後5個波的平均波長來確定平均值佔10秒的比例的方法和設備。這是一種「長度分數」。
[0007]研究表明，控制呼吸可以改變交感神經和副交感神經之間的平衡。三個具體的呼吸組件可以交互式地決定副交感神經的數量比例。這三個組件包括頻率，潮氣量，呼氣/吸氣比例。一般而言，副交感神經的活性可通過降低呼吸頻率，增加潮氣量和增加呼氣/吸氣比例來增強。因此，改變這三個變量有可能充分增加副交感神經的活性來有效地、重複地，簡單地引起放鬆反應，而且沒有不良的副作用。
[0008]一般而言，生物反饋的方法和設備參與幫助受試者改變自己的言行舉止以提高或保持一個甚至多個生理功能的過程。久而久之，一個受試者可以被訓練得能更好控制這些功能。與其他強加給受試者的療法相比，生物反饋的方法和設備允許受試者漸漸地將訓練過程整合成自然反應。
[0009]本發明的有益效果是，可以提供一種非藥物療法來降低藥物的使用量，而且其便攜性可以讓用戶隨時隨地實施治療，達到輔助降壓的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1.智能呼吸調節儀硬體結構圖:1.光體積描記器(PPG)傳感器；2.USB數據線；3.智慧型手機。

【具體實施方式】
在附圖1中，光體積描記器(PPG)傳感器I用來採集人體信息，其信息輸出接口為USB接口 2，工作時與智慧型手機3連接。光體積描記器(PPG)傳感器I夾在人體的耳垂或手指等處，當設備未夾東西時，智慧型手機3顯示屏會顯示一個錯誤消息提醒，系統無法啟動(APPs);正常工作時，智慧型手機3顯示屏會顯示一個引導呼吸的工作界面。
【權利要求】
1.一套智能呼吸調節儀，包括:光體積描記器(PPG)傳感器，USB接口數據線，APP軟體和智慧型手機。其特徵是=PPG傳感器通過USB接口數據線連接智慧型手機，智慧型手機安裝有專用控制系統，控制系統由APP軟體實現對PPG傳感器採集的人體數據進行心率變異性分析並對用戶的呼吸進行引導。
2.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:光體積描記器(PPG)傳感器夾在人體的耳垂或手指等處，用來採集人體信息並通過USB數據線傳輸給智慧型手機。
3.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:光體積描記器(PPG)傳感器是光電容積法製成的脈搏傳感器，通過對手指或耳垂末端透光度的監測，輸出反應血容積變化的完整的脈搏波電壓信號。其內部電路包含信號放大、信號調理、AD轉換和USB電路模塊。
4.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:智慧型手機顯示屏提供的呼吸指導信息是可視化的，APP軟體主要界面通過顯示屏用來提示使用者何時開始吸氣何時呼氣。
5.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:智慧型手機喇叭或耳機可提供聽覺型的呼吸引導信息。APP軟體可通過提供可供用戶選擇和調節的背景音樂來提示使用者何時開始吸氣何時呼氣。
6.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:智慧型手機中的顯示屏輸出數據為人類主體提供至少一個RSA波的滴點，它使用RSA波的相變化來檢測滴點，其中通過比較一個當前階段的當前部分RSA波和一個前期階段之前的部分RSA波來探測前者。
7.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:利用智慧型手機的運算功能結合APP軟體對PPG採集到的人體主體信息進行心率變異性分析，監測人體的壓力狀態。
8.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:利用智慧型手機結合APP軟體提供一個能被使用者調節的呼吸節拍器。其中與呼吸相關的信息包括速率，節律和音量。
9.根據權利要求1所述的呼吸調節儀，其特徵是:利用智慧型手機結合APP軟體將PPG採集的信息上傳到雲端伺服器，讓醫生進行指導，實現遠程醫療操作模式。
【文檔編號】A61M21/02GK104367311SQ201310404151
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】李光熙, 王師菡, 李洪川, 周建國 申請人:北京優瀚康科技有限公司