一種生物波檢測裝置及系統的制作方法

本發明涉及視力醫療保健設備技術領域，具體而言，涉及一種生物波檢測裝置及系統。

背景技術：

現有的視力矯正儀通常是采用高頻電流或者高速震動刺激患者的相關穴位，并不能準確地刺激靶細胞及組織，其治療效果不明顯。由于“生物波”被證實是一種完全不損傷人體正常組織的巨大能量波，是迄今為止最安全、最強大、最深層以及最快速的能量波，且不損傷人體正常細胞。因此，基于生物波的視力矯正儀得到了廣泛的應用。它能夠安全準確地作用于人體的相關靶細胞及組織，使其產生生物共鳴，以促進自我調節和恢復。

發明人在研究中發現，現有的基于生物波的視力矯正儀主要是簡單地對相關靶細胞及組織進行刺激，其治療方案單一，不能形成一個閉環系統。另外，不能對患者產生的生物波進行識別，并選擇相應的治療方案，從而不能選擇最優的生物波進行治療調節。

技術實現要素：

本發明提供了一種生物波檢測裝置及系統，旨在通過對患者產生的生物波進行識別，從而選擇最優的生物波進行治療調節，有效提高了治療效果。

第一方面，本發明實施例提供的一種生物波檢測裝置，包括：

用于實時采集生物波信號的生物波采集電極；

用于對所述采集的生物波信號進行時域處理的信號調理電路；

用于對經過時域處理后的生物波信號進行傅里葉變換的第一傅里葉變換器；

用于對經過傅里葉變換后的生物波信號進行頻域處理的信號處理電路；

用于在預存的大數據多樣本生物波庫中選擇出與采集到的生物波信號相匹配的樣本生物波信號的中央處理器；及

用于對所述樣本生物波信號進行傅里葉變換的第二傅里葉變換器；

其中，所述生物波采集電極與所述信號調理電路相連，所述信號調理電路與所述第一傅里葉變換器相連，所述第一傅里葉變換器與所述信號處理電路相連，所述信號處理電路與所述中央處理器相連，所述中央處理器與所述第二傅里葉變換器相連，所述第二傅里葉變換器與所述信號處理電路相連。

優選地，所述信號調理電路包括與所述生物波采集電極相連的放大濾波器以及與所述放大濾波器相連的模數轉換器。

優選地，所述信號調理電路還包括與所述模數轉換器相連的用于對生物波信號進行濾波的數字多項濾波器。

優選地，所述信號處理電路包括與所述第一傅里葉變換器相連的用于提高生物波信號的信噪比的積分及數字增益控制器。

優選地，所述信號處理電路還包括與所述積分及數字增益控制器相連的數字相關器，所述積分及數字增益控制器通過采用定時長的累加方式對經過所述第一傅里葉變換后的生物波信號以及經過所述第二傅里葉變換后的樣本生物波信號進行增強。

優選地，所述信號處理電路還包括與所述數字相關器相連的相關度分析器，所述相關度分析器連接于所述中央處理器，所述數字相關器通過互相關函數對經過所述積分及數字增益控制器增強后的生物波信號和樣本生物波信號進行互相關運算。

優選地，所述相關度分析器根據選取的熱點頻率計算經過數字相關器輸出的生物波信號和樣本生物波信號的互相關度。

優選地，所述數字相關器分別根據相關計算求取所述生物波信號和樣本生物波信號的互相關度。

優選地，所述第一傅里葉變換器基于2048點對所述經過時域處理后的生物波信號進行傅里葉變換，所述第二傅里葉變換器基于2048點對所述經過時域處理后的樣本生物波信號進行傅里葉變換。

第二方面，本發明實施例提供的一種生物波檢測系統，包括以上所述的生物波檢測裝置，用于根據檢測到的生物波信號產生生物波治療波形的生物波發生裝置，所述生物波發生裝置與所述生物波檢測裝置相連。

本發明實施例提供的一種生物波檢測裝置及系統，通過生物波采集電極實時獲取患者產生的生物波信號，并對該生物波信號依次進行時域處理、傅里葉變換以及頻域處理之后，發送給中央處理器，使得該中央處理器根據經過頻域處理之后的生物波信號在預存的大數據樣本生物波庫中選擇出最優的樣本生物波信號對患者進行治療，由于對生物波信號進行頻域分析具有更高的靈敏度與準確度，從而有效提升了治療效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發明的某些實施例，因此不應該看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1是本發明實施方式提供一種生物波檢測系統的組成框圖。

圖2是本發明實施方式提供的一種生物波檢測裝置的整體組成框圖。

圖3是本發明實施方式提供的一種信號調理電路的組成框圖。

圖4是本發明實施方式提供的一種信號處理電路的組成框圖。

圖中標記分別為：

圖標：100-生物波檢測系統；200-生物波檢測裝置；生物波發生裝置-300；201-生物波采集電極；202-信號調理電路；203-第一傅里葉變換器；204-信號處理電路；205-中央處理器；206-第二傅里葉變換器；2021-放大濾波器；2022-模數轉換器；2023-數字多項濾波器；2041-積分及數字增益控制器；2042-數字相關器；2043-相關度分析器。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。同時，在本發明的描述中，術語“第一”、“第二”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1所示，示出了本發明實施例提供的一種生物波檢測系統100。該生物波檢測系統100可以包括生物波檢測裝置200和生物波發生裝置300。其中，所述生物波檢測裝置200與所述生物波發生裝置300相連。本實施例中，所述生物波檢測裝置200用于實時采集患者產生的生物波信號，并對該生物波信號進行變換和分析等，以生成一控制指令發送給所述生物波發生裝置300。所述生物波發生裝置300在所述控制指令的作用下發出與患者產生的生物波信號的幅度和相位等參數相對應的生物波治療波形，并作用于患者，以對該患者的視力問題進行治療恢復。

基于上述連接關系和信號流向，可以理解的是，所述生物波檢測系統100為一個閉環系統。詳細地，生物波檢測裝置200采集反映患者視力問題的生物波信號，對該生物波信號進行實時分析，根據分析結果有選擇地控制所述生物波發生裝置300產生與所述生物波信號的幅度和相位等參數相對應的生物波治療波形，從而能夠對不同的患者進行有針對性的治療，有效改善了治療效果。

另外，所述生物波檢測系統100還可以包括控制面板，該控制面板與所述生物波檢測裝置200相連。本實施例中，所述控制面板主要用于控制所述生物波檢測裝置200的開啟關閉狀態以及控制所述生物波發生裝置300產生的生物波治療波形的輸出強度等。其中，控制面板在所述生物波檢測裝置200與用戶之間提供一個交互界面(例如用戶操作界面)或用于顯示圖像數據給用戶參考。在本實施例中，所述控制面板可以是液晶顯示面板或觸控顯示面板。若為觸控顯示面板，其可為支持單點和多點觸控操作的電容式觸控屏或電阻式觸控屏等。支持單點和多點觸控操作是指觸控顯示面板能感應到來自該觸控顯示面板上一個或多個位置處同時產生的觸控操作，并將該感應到的觸控操作交由所述生物波檢測裝置200進行計算和處理。

如圖2所示，是本發明實施例提供的生物波檢測裝置200的整體組成框圖。該生物波檢測裝置200可以包括生物波采集電極201、信號調理電路202、第一傅里葉變換器203、信號處理電路204、中央處理器205和第二傅里葉變換器206。其中，所述生物波采集電極201與所述信號調理電路202電性連接。所述信號調理電路202與所述第一傅里葉變換器203相連。所述第一傅里葉變換器203與所述信號處理電路204相連。所述信號處理電路204與所述中央處理器205以及第二傅里葉變換器206相連。所述中央處理器205與所述第二傅里葉變換器206相連。所述第二傅里葉變換器206與所述信號處理電路204相連。其他實施例中，所述第一傅里葉變換器203和第二傅里葉變換器206可以被同一個傅里葉變換器替代。

基于以上連接關系，現對本發明的工作過程及原理進行詳細描述。

本實施例中，所述生物波采集電極201實時采集患者發出的生物波信號，并將該生物波信號發送給所述信號調理電路202。其中，所述生物波采集電極201位于患者身體相應部位(例如眼睛等)的附近。

然后，所述信號調理電路202對接收到的生物波信號進行時域的處理(例如放大和模數轉換等)，生成對應的數字生物波信號，并將該數字生物波信號發送給所述第一傅里葉變換器203。其中，所述第一傅里葉變換器203可以是，但不限于基于2048點的快速傅里葉變換器。

接著，所述第一傅里葉變換器203對接收到的生物波信號進行快速傅里葉變換后，發送給所述信號處理電路204。該快速傅里葉變換能夠增加生物波信號分析的靈敏度與準確度。本實施例中，所述快速傅里葉變換可以為基于2048點對接收到的生物波信號進行快速傅里葉變換。其中，所述第一傅里葉變換器203實現了將時域的生物波信號轉換為頻域生物波信號，所述頻域生物波信號包括幅度和相位等特征參數。

所述中央處理器205根據經過頻域處理后的生物波信號在預存的大數據多樣本生物波庫中選擇出與該生物波信號相匹配的樣本生物波信號，并將該樣本生物波信號發送給所述第二傅里葉變換器206，以使所述第二傅里葉變換器206對接收到的樣本生物波信號進行快速傅里葉變換后發送給所述信號處理電路204。該快速傅里葉變換能夠增加生物波信號分析的靈敏度與準確度。其中，所述第二傅里葉變換器206實現了將時域的樣本生物波信號轉換為頻域樣本生物波信號，所述頻域樣本生物波信號包括幅度和相位等特征參數。

本實施例中，所述信號處理電路204對經過快速傅里葉變換后的生物波信號和樣本生物波信號進行頻域處理后發送給所述中央處理器205。其中，所述頻域處理可以包括增益控制和相關度運算等。另外，該頻域處理使得對經過快速傅里葉變換后的生物波信號和樣本生物波信號的分析更準確。

最后，所述中央處理器205根據經過頻域處理后的生物波信號和樣本生物波信號控制所述生物波發生裝置300產生生物波治療波形，作用于患者，以對該患者的視力問題進行治療恢復。本實施例中，所述生物波治療波形的產生方式可以為：通過讀取相應的波形文件，并轉換成一高頻信號，將該高頻信號進行放大和調節之后經過生物波治療電極作用于患者。其中，所述生物波發生裝置300中預存有大數據多樣本生物波庫。該大數據多樣本生物波庫中包含各種不同年齡段、不同視力問題的患者的生物波治療波形。

為了將采集到的生物波信號進行有效的時域處理，以便于后續的傅里葉變換。如圖3所示，所述信號調理電路202可以包括放大濾波器2021、模數轉換器2022和數字多項濾波器2023。其中，所述放大濾波器2021與所述生物波采集電極201相連。所述模數轉換器2022與所述放大濾波器2021相連。所述數字多項濾波器2023與所述模數轉換器2022相連，所述數字多項濾波器2023連接于所述第一傅里葉變換器203。

基于上述連接關系，現對所述信號調理電路202的工作原理及信號流向進行詳細闡述。本實施例中，所述生物波采集電極201采集的生物波信號是模擬生物波信號，該模擬生物波信號由于受到外界環境的影響，信號比較微弱且存在干擾雜波(例如白噪聲等)，所述放大濾波器2021接收該模擬生物波信號，首先對該模擬生物波信號進行放大(例如線性放大)，以增加其能量。然后再對經過放大后的信號進行濾波，以去除干擾雜波，得到與患者相對應的模擬生物波信號，并發送給所述模數轉換器2022。所述模數轉換器2022對接收到的模擬生物波信號進行模數轉換后生成數字生物波信號發送給所述數字多項濾波器2023，以對該數字生物波信號進行數字濾波后發送給所述第一傅里葉變換器203。最后所述第一傅里葉變換器203對經過數字濾波后的數字生物波信號進行傅里葉變換后發送給所述信號處理電路204。其中，所述模數轉換器2022采用高速寬帶高量化率的模數轉換器2022，其自身噪聲低且分辨率高。所述數字多項濾波大大提高了生物波信號的頻域分析的通道分辨率。所述傅里葉變換可實現生物波信號從時域到頻域的轉換，從而增強生物波信號分析的靈敏度和準確度。

為了在頻域對生物波信號進行有效的處理，如圖4所示，所述信號處理電路204可以包括積分及數字增益控制器2041、數字相關器2042和相關度分析器2043等。其中，所述積分及數字增益控制器2041分別與所述第一傅里葉變換器203和第二傅里葉變換器206相連。所述數字相關器2042與所述積分及數字增益控制器2041相連。所述相關度分析器2043與所述數字相關器2042相連。所述中央處理器205與所述相關度分析器2043相連。

基于上述連接關系，現對所述信號處理電路204的工作原理及信號流向進行詳細闡述。所述積分及數字增益控制器2041分別接收經過第一傅里葉變換器203處理后的生物波信號以及所述第二傅里葉變換器206處理后的樣本生物波信號，對該生物波信號和樣本生物波信號進行積分和增益控制后發送給數字相關器2042，以提高其信號的信噪比。所述數字相關器2042對接收到的信號通過互相關函數進行數字相關后發送給所述相關度分析器2043，以使所述相關度分析器2043根據選取的熱點頻率計算經過數字相關器2042輸出的生物波信號和樣本生物波信號的互相關度。本實施例中，所述積分及數字增益控制器2041通過采用定時長的累加方式對經過所述第一傅里葉變換后的生物波信號以及經過所述第二傅里葉變換后的樣本生物波信號進行增強。所述數字相關器2042分別根據相關計算求取所述生物波信號和樣本生物波信號的互相關度。

詳細地，將第一傅里葉變換器203輸出的頻域信號設為復數序列A，第二傅里葉變換器206輸出的頻域信號設為復數序列B。經過積分及數字增益控制器2041后，與復數序列A相對應的輸出信號則為與復數序列B相對應的輸出信號則為其中，t0表示對復數序列進行處理的起始時刻，t表示對復數序列進行處理的結束時刻。再經過數字相關器2042后輸出的信號為R＝(1/N)∑[x(m)y(m+n)]其中m從0到N-1變化，它反映的是兩個函數在不同的相對位置上的互相匹配的程度。最后經過相關度分析器2043后輸出的選取的熱點頻率信號為Hp的互相關度為R＝AN※BN*/AN*※BN。其中，相關度只是一個比率，不是等單位量度，無單位。也不是百分比數，一般取小數點后兩位來表示。相關度的正負號只表示方向，其絕對值表示相關程度。本實施例中，選取的樣本生物波由相關度的最大絕對值所決定。

本發明實施例提供的一種生物波檢測裝置200及系統，通過生物波采集電極201實時獲取患者產生的生物波信號，并對該生物波信號依次進行時域處理、傅里葉變換以及頻域處理之后，發送給中央處理器205，使得該中央處理器205根據經過頻域處理之后的生物波信號在預存的大數據樣本生物波庫中選擇出最優的樣本生物波信號對患者進行治療，由于對生物波信號進行頻域分析具有更高的靈敏度與準確度，從而有效提升了治療效果。

需要說明的是，在本申請所提供的實施例中，應該理解到，所揭露裝置，可以通過其它的方式實現。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現時可以有另外的劃分方式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實現本實施例方案的目的。

另外，在本發明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理單元中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個單元中。

所述功能如果以軟件功能單元的形式實現并作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質中。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：U盤、移動硬盤、只讀存儲器(ROM，Read-Only Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上所述，僅為本發明的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應所述以權利要求的保護范圍為準。