專利名稱：一種復合式多輸出體表胃刺激裝置及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學信息提取和處理技術領域，特別涉及一種對胃的體表投影區(qū)、消化相關穴位、聽覺甚至視覺進行刺激的復合式多輸出體表胃刺激裝置及其使用方法。
背景技術：
隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，環(huán)境污染、生活方式的迅速變化以及食品安全問題等， 都大大增加了胃腸功能性疾病的發(fā)病率，其中胃腸功能性疾病約占臨床消化科就診病人的 40%，而且50%胃腸疾病患者與動力功能異常相關。目前，相對于藥物治療副作用大、療效受諸多因素影響等，電刺激治療方式已經在胃腸功能性疾病的治療、康復過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。在國內，如中國專利申請?zhí)朇N200880101462. 5涉及用于患者管理的傳感器驅動的胃刺激，特別地通過修改引起過量體重減輕的患者行為而提供了用于治療患者的胃刺激系統(tǒng)和方法。使用至少一個電極， 胃刺激被提供給部分胃腸道，特別是胃部?？梢允褂酶鞣N胃刺激系統(tǒng)，包括以內窺鏡方式放置、以腹腔鏡方式放置或者利用修改的或者組合方法放置的刺激器。中國專利申請?zhí)?CN200880107017.X提供了胃刺激裝置、系統(tǒng)以及方法，尤其用于刺激具有內腔的胃器官。這種裝置和系統(tǒng)通常植入到所述胃器官的外側，而所述內腔的環(huán)境由一個或更多個的傳感器來探測和監(jiān)測。傳感器信息可用于影響由所述裝置和系統(tǒng)提供給所述胃器官的刺激信號。 以上方案以有創(chuàng)方式為主，使用多種胃刺激系統(tǒng)裝置儀器或傳感器來實現(xiàn)胃刺激，有創(chuàng)方式給患者帶來了較大的痛苦。中國專利申請?zhí)?5118078. 9提供一種便攜式胃腸起搏器，涉及一種胃腸電刺激電療裝置，根據(jù)模擬正常人胃腸蠕動規(guī)律的生物電信息反饋到患者的胃腸起步點。中國專利申請?zhí)?2222253. 7提供一種袖珍型智能化多參數(shù)胃腸生理起博器， 它以微控制器89C 51為核心，由微控制器電路、對控制電路輸出的數(shù)字波形進行轉換的數(shù)模轉換電路、濾波電路、對模擬輸出信號進行阻抗匹配的信號緩沖和模擬放大電路、顯示電路、鍵盤電路、為控制電路提供可靠復位及程序監(jiān)控的“看門狗”電路、電源電路、以及輸出的電極線及低頻醫(yī)用體表貼敷電極片等組成，能產生更接近胃腸細胞起搏的電生理起搏刺激信號。以上方案通過電極作用于胃起搏點在體表的投影區(qū)，但是很多同類儀器或裝置的生成胃電信號的輸出刺激方式較為單一；現(xiàn)有技術中有提到利用音樂消除胃鏡檢查患者術前焦慮的影響或者心理應激的影響等，但沒有提到利用音樂信號進行胃部刺激治療疾病的方案。

發(fā)明內容
為解決以上技術問題，本發(fā)明提供了一種復合式多輸出體表胃刺激裝置及其使用方法，本發(fā)明利用多種刺激信號疊加后同時作用人體，利用經音頻信號調制后的胃電信號刺激人體，達到更好的治療疾病的目的。本發(fā)明實現(xiàn)電路簡單、調整方便、刺激方式多樣，具有廣闊的市場前景。本發(fā)明的一種復合式多輸出體表胃刺激裝置，包括
數(shù)據(jù)存儲模塊101，用于存儲胃電信號和音頻信號；音視頻解碼器模塊102，用于讀取音頻信號并對讀取的音頻進行解碼，獲得解碼后的音頻信號；胃電信號預處理模塊103，用于從數(shù)據(jù)存儲模塊或者直接提取類似正弦波的胃電信號，對胃電信號預處理，獲得預處理后的胃電信號；信號調制處理模塊104，用于利用解碼后的音頻信號調制預處理后的胃電信號，獲得調制后的胃電信號；電極輸出模塊105，用于將調制后的胃電信號作用于胃起搏點在人體體表的投影區(qū)或/和胃腸功能相關穴位處；音頻輸出模塊106，用于將解碼后的音頻信號作用于人體聽覺。優(yōu)選的，進一步包括視頻解碼器處理模塊108，用于對視頻文件進行解碼處理；所述數(shù)據(jù)存儲模塊101還存儲視頻信號。優(yōu)選的，進一步包括視頻輸出模塊109，用于將解碼后的音頻信號轉化為視頻信號作用于人體視覺感觀或者將解碼后的視頻信號直接作用于人體視覺感觀。優(yōu)選的，進一步包括信號變換模塊110，連接信號調制處理模塊104與電極輸出模塊105，用于對調制后的胃電信號進行數(shù)模轉換和濾波放大處理。優(yōu)選的，作為一種可實施方式，胃電信號預處理模塊103所述對胃電信號預處理為，在基波上等間隔提取Ni個點，Ni e
或Ni e
，以隊/2為中心，向兩邊每隔5個間隔抽取一個樣點、，所述、e
或者、e W，160]，獲得預處理后的胃電信號。優(yōu)選的，作為一種可實施方式，所述在基波上等間隔提取點的方法為
AN
= Σ an^(t-nT)，其中 IaJ 為幅度值，ειη e [50yV,2mV],n = 1，2，· · ·，N，s (t)是周
n = \
期為T的類正弦波的基波信號，是抽樣信號。優(yōu)選的，信號調制處理模塊104所述利用解碼后的音頻信號調制預處理后的胃電信號，獲得調制后的胃電信號為，x(k) = w(t) * s(t)，所述W (t)為抽樣后的音頻信號，*表示卷積運算。優(yōu)選的，作為一種可實施方式，所述在基波上等間隔提取點的方法為
權利要求
1.一種復合式多輸出體表胃刺激裝置，其特征在于，包括 數(shù)據(jù)存儲模塊(101)，用于存儲胃電信號和音頻信號；音視頻解碼器模塊(102)，用于讀取音頻信號并對讀取的音頻進行解碼，獲得解碼后的音頻信號；胃電信號預處理模塊(103)，用于從數(shù)據(jù)存儲模塊或者直接提取類似正弦波的胃電信號，對胃電信號預處理，獲得預處理后的胃電信號；信號調制處理模塊(104)，用于利用解碼后的音頻信號調制預處理后的胃電信號，獲得調制后的胃電信號；電極輸出模塊(105)，用于將調制后的胃電信號作用于胃起搏點在人體體表的投影區(qū)或/和胃腸功能相關穴位處；音頻輸出模塊(106)，用于將解碼后的音頻信號作用于人體聽覺。
2.如權利要求1所述裝置，其特征在于，包括視頻解碼器處理模塊(108)，用于對視頻文件進行解碼處理；所述數(shù)據(jù)存儲模塊(101)還存儲視頻信號。
3.如權利要求1所述裝置，其特征在于，包括視頻輸出模塊(109)，用于將解碼后的音頻信號轉化為視頻信號作用于人體視覺感觀或者將解碼后的視頻信號直接作用于人體視覺感觀。
4.如權利要求1所述裝置，其特征在于，包括信號變換模塊(110)，連接信號調制處理模塊(104)與電極輸出模塊(105)，用于對調制后的胃電信號進行數(shù)模轉換和濾波放大處理。
5.如權利要求1-5任一所述裝置，其特征在于，胃電信號預處理模塊(10 所述對胃電信號預處理為，在基波上等間隔提取隊個點，Ni e
或隊e
，以隊/2為中心，向兩邊每隔5個間隔抽取一個樣點、，所述、e
或者k」e W，160]，獲得預處理后的胃電信號。
6.如權利要求5所述裝置，其特征在于，所述在基波上等間隔提取點的方法為aN^iO = Σ ans(t-nT)，其中{aj 為幅度值，ειη e [50yV,2mV],n = 1，2，· · ·，N，s (t)是周n = \期為T的類正弦波的基波信號，是抽樣信號。
7.如權利要求6所述裝置，其特征在于，信號調制處理模塊(104)所述利用解碼后的音頻信號調制預處理后的胃電信號，獲得調制后的胃電信號為，= m^Xi),所述W(t)為抽樣后的音頻信號，*表示卷積運算。
8.如權利要求6所述裝置，其特征在于，所述在基波上等間隔提取點的方法為Ms(t) = ^bmgT(t-mT)，其中{bj，m= 1，2，..^為幅度值，&(0是周期為T的矩形脈沖信m號，S(t)是抽樣信號。
9.如權利要求8所述裝置，其特征在于，信號調制處理模塊(104)所述利用解碼后的音頻信號調制預處理后的胃電信號，獲得調制后的胃電信號為，x(k) = IDFT(DFT{w(t))χDFT(s(t)))，所述w(t)為抽樣后的音頻信號，DFT( ·)表示離散傅里葉變換，IDFT( ·)表示離散傅里葉反變換。
10. 一種復合式多輸出體表胃刺激裝置的使用方法，其特征在于，在預設時間內進行刺激，并判斷預設時間是否到達，若預設時間到達，則停止刺激，否則，進行信號的采集、提取和分析，判斷是否產生波形，若沒有產生波形，則繼續(xù)在預設的時間內刺激，若產生波形，則用音頻信號對輸出的胃電信號進行調制，經調制后的胃電信號刺激人體，同時，將音頻信號直接刺激人體。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學信息提取和處理技術領域，特別涉及一種復合式多輸出體表胃刺激裝置及其使用方法，所述裝置包括數(shù)據(jù)存儲模塊(101)、音視頻解碼器模塊(102)、胃電信號預處理模塊(103)、信號調制處理模塊(104)、電極輸出模塊(105)和音頻輸出模塊(106)，本發(fā)明利用音頻信號對胃電信號進行調制，將調制后的胃電信號作用于人體，同時將音頻信號直接作用于人體，使得聽覺獲知的音頻信號與觸覺感知的胃電信號中都帶有音頻信息，人體感知的是復合式多輸出信息，不但使患者從聽覺上獲得音頻刺激，同時對于觸覺也能感知到音頻信息，從而產生較好治療效果。
文檔編號A61N1/36GK102553073SQ20121008221
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權日2012年3月26日
發(fā)明者何春蘭, 劉圣蓉, 張荔芳, 李章勇, 王偉, 郭毅軍, 魏進民 申請人:重慶郵電大學