CN117504152A - 一种眼脑协同治疗的光声设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种眼脑协同治疗的光声设备，涉及医疗设备领域，该设备中光疗模块包括：头部光疗单元和眼部光疗单元；声疗模块设置在壳体与双耳对应的位置处；头部光疗单元设置在壳体内；在头部单元外表面设有透明壳体；在透明壳体外设有限位硅胶垫；头部光疗单元采用多个柔性OLED发光面板；柔性OLED发光面板间设有LED；位置监测模块设置在壳体的内部；所述位置监测模块用于捕捉头盔与患者的图像，并通过所述微控制模块计算图像中的特征点来定位头盔位置；诊断模块用于电极诊断患者脑电波的电生理学特性，通过对脑电信号的特征信息的分析和处理，得到大脑的神经元活动情况，并确定治疗方案。本发明能够提高光照的均匀性以及降低产热量。

Description

一种眼脑协同治疗的光声设备
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，特别是涉及一种眼脑协同治疗的光声设备。
背景技术
随着科学技术的日新月异，人们的生活节奏日益加快，人们或多或少的存在一些精神障碍，如思维、情感、行为和情绪等心理方面的功能紊乱，同时随着老龄化趋势，神经退行性疾病如阿尔兹海默症、帕金森综合症、脑萎缩等严重影响着人们的身体健康。精神障碍与神经退行性疾病是迫切需要解决的重大医学问题，目前，世界上有近10亿人患有不同程度的精神障碍或神经退行性疾病，这些疾病不仅给患者和家庭带来了沉重的负担，也对社会经济造成了巨大的压力。
针对精神障碍和神经退行性疾病目前主要采用药物治疗和心理治疗，然而目前还没有有效的药物治疗治疗神经退行性疾病，同时长时间的药物治疗还会产生一定的副作用，使患者具有一定的抵触心理。近年来，人们开始利用物理方法治疗精神障碍和神经退行性疾病，如近红外光治疗、经颅直流电刺激、经颅磁治疗等，与传统治疗方法相比，物理疗法具有非侵入性、副作用小、安全性高等优点。
光疗是一种治疗精神障碍、神经退行性疾病的创新治疗方法。光生物调节治疗可以增强线粒体功能，增强神经元的代谢能力，刺激抗炎、抗凋亡反应，增强抗氧化应激能力，它对于神经退行性疾病的作用受到越来越多的关注。600-1100nm波长的光源能够显著刺激线粒体，增强ATP的合成能力，刺激神经活动，可显著改善大脑功能，同时该波长的光具有较强的穿透能力。450nm-550nm的蓝光可调节生物节律，降低神经的兴奋性，具有镇静作用，改善抑郁行为。
声疗通过刺激听觉***，影响大脑的神经***和情绪中枢，从而促进身体和心理健康。不同的声音频率和音调可能影响情绪中枢，有助于缓解焦虑、抑郁等情绪障碍。30-100HZ的γ波可以促进神经元之间的协调和连接，促进脑部抗氧化和抗炎机制的活化，从而减轻神经炎症和细胞损伤，同时有利于促进突触的形成和强化，有助于缓解神经退行性疾病的症状。音乐疗法通过与患者产生情感共鸣帮助患者愉悦身心，缓解压力焦虑，音乐治疗可以帮助降低血管交感神经张力，使患者的血压心率降低，放松身心。大脑通过对音乐的旋律的感知，会引起人体的生理变化，通过悦耳的音乐会产生积极的神经冲动。
现有的光声设备大多采用密集LED、激光作为光源，往往会伴随着产热量高，存在着安全隐患，光声设备多采用增加散热模块来散除多余的热量，这会导致光声设备功耗增大，会加重光声设备的重量，影响了光声设备的便携性；少数光声设备采用OLED作为光源来解决光声设备的产热问题，然而又会带来光功率不足，治疗效果不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种眼脑协同治疗的光声设备，能够提高光照的均匀性以及降低产热量。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种眼脑协同治疗的光声设备，包括：壳体、微控制模块和人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块；所述微控制模块分别与人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块进行通信；
所述光疗模块包括：头部光疗单元和眼部光疗单元；所述头部光疗单元设置在所述壳体内；在所述头部单元外表面设有透明壳体；在透明壳体外设有限位硅胶垫；所述头部光疗单元采用多个柔性OLED发光面板；柔性OLED发光面板间设有LED；
所述位置监测模块设置在所述壳体的内部；所述位置监测模块用于捕捉头盔与患者的图像，并通过所述微控制模块计算图像中的特征点来定位头盔位置；
所述诊断模块用于电极诊断患者脑电波的电生理学特性，通过对脑电信号的特征信息的分析和处理，得到大脑的神经元活动情况，并确定治疗方案；
所述声疗模块设置在所述壳体与双耳对应的位置处。
可选地，所述壳体上设有前额PU垫、后额PU垫；所述后额PU垫上设有松紧带。
可选地，所述位置监测模块采用红外传感器。
可选地，所述眼部光疗单元为光疗眼镜；所述光疗眼镜内设置八个LED灯珠。
可选地，所述头部光疗单元照射模式为脉冲光照射模式；所述眼部光疗单元照射模式为连续光照射模式。
可选地，所述微控制模块包括：控制单元和通信单元；
所述控制模块用于控制光疗模块的光参数和声疗模块的声音类型；通信单元用于人机交互模块、控制模块和光疗模块、声疗模块间的信息传递。
可选地，所述诊断模块设有采集电极；所述采集电极用于脑电信号的采集。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明所提供的一种眼脑协同治疗的光声设备，光疗模块包括头部光疗单元和眼部光疗单元，声疗模块设置在壳体与双耳对应的位置处,可以独立治疗也可以联合治疗精神障碍和神经退行性疾病。所述诊断模块用于诊断，为患者提供更具有针对的治疗方案并有利于达到更好的治疗效果。所述位置监测模块用于照射部位的校准，提高治疗的精确度。所述诊断模块用于电极诊断患者脑电波的电生理学特性，通过对脑电信号的特征信息的分析和处理，得到大脑的神经元活动情况，并确定治疗方案。本发明实现精神障碍和神经退行性疾病的诊断一体化，将头部治疗单元与眼部治疗单元进行集成，有利于提高综合治疗效果，同时采用LED灯和OLED灯相结合的方式具有设计优化，结构新颖，高效节能，解决了头盔使用时内部温度过高，给使用者带来不适感的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明所提供的一种眼脑协同治疗的光声设备结构示意图；
图2为光声设备的壳体示意图；
图3为眼部光疗单元示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种眼脑协同治疗的光声设备，能够提高光照的均匀性以及降低产热量。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明所提供的一种眼脑协同治疗的光声设备，包括：壳体、微控制模块和人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块；所述微控制模块分别与人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块进行通信。
协同治疗是根据诊断模块提供的患者实际情况来，使用者操作人机交互模块来调节的，比如患者患有情绪低落，比较烦躁可以单独选用眼部光疗模块来稳定情绪，比如使用者患有抑郁症、阿尔兹海默症等可以使用头部、眼部的联合治疗，比如患者在眼睛治疗不便时，可以单独采用头部治疗。
人机交互模块能控制发光面板的开关，光照模式和光照强度，并可分区控制光疗模块和声疗模块；并能接收诊断信息和光声设备佩戴位置的相关信息。
所述光疗模块包括：头部光疗单元和眼部光疗单元；如图2所示，所述头部光疗单元设置在所述壳体内；在所述头部单元外表面设有透明壳体；在透明壳体外设有限位硅胶垫；所述头部光疗单元采用多个柔性OLED发光面板；柔性OLED发光面板间设有LED。壳体大致是头盔的形状，可覆盖整个头部。
所述光声设备采用柔韧轻薄的发光面板，发光面板具有一定的弧度可紧密的贴合在所述的光声设备上，厚度薄重量轻，可减轻使用者头部负担。
OLED不需要背光源，像素点自发光，进而减少了热量的产生，有效缓解了密闭空间温度较高的问题，提高了使用者的舒适性。
通过在所述光声设备上的OLED发光面板分别独立与所述的微控制模块连接，患者可根据自身实际情况，选择照射部位，独立控制各OLED的光照模式，针对性的治疗不同类型、不同程度的精神障碍、神经退行性疾病。所述的光疗模块包括但不限于光照波长、光照强度等。
通过限位硅胶垫使得头部光疗单元与患者头部隔离开来，使得所述头部的各个部位都能够被光源照射到，同时利于照射所产生热量的散失。
头部光疗单元使用450-1100nm波长的光源照射患者的头部，穿过患者的头部传送至大脑；并用于照射用户大脑的颞叶﹑额叶、顶叶、枕叶以及海马结构中的一个或多个。
所述位置监测模块设置在所述壳体的内部；所述位置监测模块用于捕捉头盔与患者的图像，并通过所述微控制模块计算图像中的特征点来定位头盔位置，进而以实现对光声设备姿态的监测和调整。
所述诊断模块用于电极诊断患者脑电波的电生理学特性，通过对脑电信号的特征信息的分析和处理，得到大脑的神经元活动情况，并确定治疗方案。为患者提供实时准确的参考依据，提供治疗设定光疗波长、时间、光照强度等光疗方案，达到更好的治疗效果。
所述声疗模块设置在所述壳体与双耳对应的位置处，采用声音的类型30-100HZ的γ波、音乐、大自然的声音。
所述壳体上设有前额PU垫、后额PU垫；所述后额PU垫上设有松紧带。所述松紧带可根据患者头部实际情况调节。
所述位置监测模块采用红外传感器。红外传感器共四个，前额区域即头盔前部的中央位置，左右颞部，后脑勺区域即头盔后部中央。
如图3所示，所述眼部光疗单元为光疗眼镜；所述光疗眼镜内设置八个LED灯珠。眼部光疗单元，使用450-1100nm左右波长的光源用照射患者的眼部，穿过患者的眼睛传送至大脑。
所述头部光疗单元照射模式为脉冲光照射模式；所述眼部光疗单元照射模式为连续光照射模式。
所述微控制模块包括：控制单元和通信单元；
所述控制模块用于控制光疗模块的光参数和声疗模块的声音类型；通信单元用于人机交互模块、控制模块和光疗模块、声疗模块间的信息传递。
所述诊断模块设有采集电极；所述采集电极用于脑电信号的采集。通过电极获取大脑的电生理信息，了解大脑的功能状态和活动情况，电极布置在前额区域用来检测患者的情绪、思维、认知功能等。
具体可以检测脑电波频率、幅度、时域和频域特征。检测脑电波频率变化可以了解大脑的状态和注意力水平；检测脑电波幅度可以反映大脑的兴奋性和抑制性。检测脑电波频域和时域反应神经退行性疾病。
人机交互模块与光声设备之间采用无线传输的方式，相较于有线传输更加的方便，易于操作。无线传输方式不限于蓝牙、wife等无线传输方式中的一种或几种。人机交互设备可通过下载相应的程序对光声设备进行控制，提高设备的适用性的，也降低了成本。
头部光生物调节的模式应为脉冲波模式，采用的频率应在10-3000Hz之间。研究表明，在一定频率下的脉冲波模式下，在经颅治疗中具有更好的治疗效果，影响经颅光生物的治疗效果的最大因素是光的穿透效率，脉冲光较连续光具有更好的穿透效果。
采用的声音类型可以是特定频率的声波如30-100HZ的γ波，也可以是自然环境的声音如鸟鸣声、流水声等帮助创造放松和安静的环境，有助于情绪的稳定和神经***的舒缓。还可以是音乐有助于情绪调节和减轻压力。
在阿尔兹海默症的治疗中，40HZ左右的声音有利于激活脑血管促进血液循环，有效的降低海马体内的淀粉样蛋白和Tau蛋白，从而有效的改善记忆力、善认知能力。
采用光声联合治疗还可以刺激小胶质细胞的免疫活化，促进与神经退行性疾病相关蛋白的清除。采用40HZ左右的声音可以有效的减少白质，从而延缓衰老，并且对脑神经元和突触有积极的保护作用，增加神经保护因子有利于改善认知障碍和阿尔兹海默症。
在音乐疗法中多采用轻柔舒缓的声音，在音乐疗法对阿尔兹海默症小鼠的研究中发现，音乐治疗可以有效改善阿尔兹海默症小鼠的空间认知能力，音乐治疗可以有效的降低与神经炎性相关因子的含量如白介素-1β、白介素-6等，有效的改善神经炎症。
音乐疗法通过与患者产生情感共鸣帮助患者愉悦身心，缓解压力焦虑，音乐治疗可以帮助降低血管交感神经张力，使患者的血压心率降低，放松身心。大脑通过对音乐的旋律的感知，会引起人体的生理变化，通过悦耳的音乐会产生积极的神经冲动，促进大脑的活化，调节神经细胞的兴奋性。
开机后，首先佩戴位置检测确保定位准确，检测前额、左右颞部，后脑勺区域，若定位错误，向使用者进行提示，若位置定位准确进入诊断阶段，然后进行诊断(脑电波频率、幅度、频率时域)并提出治疗建议，然后光疗模式的设定，光疗模块可设定波长调节范围450-1100nm，光照频率10-3000HZ，光照时间0-1小时，光照强度0-100％，照射位置颞叶﹑额叶、顶叶、枕叶以及海马等；眼部光疗模块可设定波长400-550nm，光照时间0-1小时，光照强度0-100％。使用过程中若头盔位置发生偏移发出提示。同时可选择声疗模式如特定的30-100HZ的γ波，自然环境声音，音乐等。
本发明头部治疗与眼部治疗相结合，不仅可以对头部或眼睛进行单独治疗，还可以协同治疗，治疗模式多样化，治疗效果更显著；光疗单元采用OLED和LED发光面板，面光源具有宽视角、光照均匀的优点，OLED为冷光源，减少了热量的产生提高了佩戴的舒适性，避免了使用者被灼伤的风险。OLED灯的使该光疗结构更加简单，节能高效，轻巧便携。声疗通过刺激特定频率的声音来调整脑波活动，以达到治疗神经退行性疾病和情绪障碍的目的。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，包括：壳体、微控制模块和人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块；所述微控制模块分别与人机交互模块、光疗模块、声疗模块、诊断模块和位置监测模块进行通信；
所述光疗模块包括：头部光疗单元和眼部光疗单元；所述头部光疗单元设置在所述壳体内；在所述头部单元外表面设有透明壳体；在透明壳体外设有限位硅胶垫；所述头部光疗单元采用多个柔性OLED发光面板；柔性OLED发光面板间设有LED；
所述位置监测模块设置在所述壳体的内部；所述位置监测模块用于捕捉头盔与患者的图像，并通过所述微控制模块计算图像中的特征点来定位头盔位置；
所述诊断模块用于电极诊断患者脑电波的电生理学特性，通过对脑电信号的特征信息的分析和处理，得到大脑的神经元活动情况，并确定治疗方案；
所述声疗模块设置在所述壳体与双耳对应的位置处。
2.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述壳体上设有前额PU垫、后额PU垫；所述后额PU垫上设有松紧带。
3.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述位置监测模块采用红外传感器。
4.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述眼部光疗单元为光疗眼镜；所述光疗眼镜内设置八个LED灯珠。
5.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述头部光疗单元照射模式为脉冲光照射模式；所述眼部光疗单元照射模式为连续光照射模式。
6.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述微控制模块包括：控制单元和通信单元；
所述控制模块用于控制光疗模块的光参数和声疗模块的声音类型；通信单元用于人机交互模块、控制模块和光疗模块、声疗模块间的信息传递。
7.根据权利要求1所述的一种眼脑协同治疗的光声设备，其特征在于，所述诊断模块设有采集电极；所述采集电极用于脑电信号的采集。
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