基于MP3的植物针灸刺激装置的设计与实现

一种新型音乐治疗设备的研制李金骁;李恒聪;刘娜;罗丹;于兆明;胡曼;梁凤霞;陈瑞【期刊名称】《上海针灸杂志》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】2页(P117-118)【关键词】针灸器械;穴位疗法;五音;五行【作者】李金骁;李恒聪;刘娜;罗丹;于兆明;胡曼;梁凤霞;陈瑞【作者单位】华中科技大学同济医学院附属协和医院,武汉 430022;湖北中医药大学,武汉 430060;成都中医药大学,成都 610075;成都中医药大学,成都 610075;成都中医药大学,成都 610075;成都中医药大学,成都 610075;湖北中医药大学,武汉430060;华中科技大学同济医学院附属协和医院,武汉 430022【正文语种】中文【中图分类】R245-33音乐治疗指在现代科学和中医学理论指导下将“五行”音乐疗法与电热疗法、经络腧穴疗法结合,主要从精神层面、心理层面、生理层面进行治疗。

音乐治疗具有降低血压[1-2],改善睡眠[3-4],改善记忆[5],镇痛[6-7],减轻焦虑抑郁[8],治疗精神分裂等作用[9]。

当下,人们保健意识逐步增强,更加注重通过各种医疗仪器进行养生调理,因此音乐治疗仪有广泛应用前景,笔者团队在此背景下,研制出一种新型音乐治疗仪(国家实用新型专利ZL201620583186.2),将电热贴片疗法、音乐疗法、经络腧穴疗法,中医治疗“五行”“五音”原则结合,体积小,便于操作,价格低廉,应用广泛便捷,在发扬传统五音疗法内涵的基础上,与现代科学技术相融合,实现音乐治疗的新发展。

本音乐治疗仪由以下5个部分构成,音乐源、转换器、耳机、发热电极片、电源。

如图1、2所示,新型音乐治疗设备,包括信号发射器1、微处理器2、耳机插头3、耳机听筒4、温度感应器5、按摩仪贴片6、电加热片7、连接线8、主机9、控制面板10、显示器11、显示灯12、总开关13,耳机插头3通过耳机线与两耳机听筒4连接,耳机线上串接一微处理器2,所述微处理器2与信号发射器1连接,信号发射器1与主机9内置的信号接收器无线连接,同时主机9内置的信号接收器也可与手机无线连接,当使用该耳机听音乐时,信号发射器(或手机)随着音乐电流的不断变化,不断发送不同的控制信号,通过主机9内的信号接收器接收并传递给处理器,通过处理器控制按摩仪贴片的6电流变化,从而达到与音乐同步的按摩效果,主机9内还设有电池和处理器,主机9正面设有控制面板10、两显示灯12以及显示器11,主机9右侧面设有一总开关13,主机9通过连接线8与按摩仪贴片6连接,按摩仪贴片6与皮肤接触面设有电加热片7,电加热片7中部设有温度感应器5,处理器分别与电池、温度感应器5、按摩仪贴片6、电加热片7、控制面板10、显示器11、显示灯12以及总开关13连接;连接线8数量为两个,按摩仪贴片6数量为两个;控制面板10上面设有4个控制按钮,分别为按摩开关按钮、加热开关按钮以及两温度调节按钮,通过按摩开关按钮可以控制按摩仪贴片6的工作情况,通过加热开关按钮可以控制电加热片7的工作情况,通过两温度调节按钮可以上下调节电加热片7的温度;显示灯12数量为两个,分别为电量显示灯和无线连接显示灯,电量显示灯用于显示电池的电量,无线连接显示灯用于显示信号发射器和信号接收器的连接情况,电池为可充电电池,且主机9左侧面设有一与电池对应的充电口,便于长期使用。

基于情感化的智能针灸设备设计从用户情感角度出发，通过分析用户需求和用户人群模型对中医的针灸设备进行设计，根据针灸设备的使用事件分析来挖掘用户需求从而构建功能体系，得出设计要点。

最终通过以上分析得出了智能针灸设备的功能与模型，给出设计解决方案。

标签：针灸设备;用户情感;产品设计;人工智能1.研究基本思路我国的非物质文化遗产有很多，但是对身体健康层面有益处的一应该就只有中医了，中医在我国中医的受众群体一直逐年递增，中医讲究望闻问切，这一点目前来说还是需要医生的现场诊断，但是针灸的捻插手法也许人工智能可以学习并且用用到产品上，所以人工智能与中医针灸结合的想法就诞生了。

现代社会虽然老百姓们更习惯了西医的治疗方法，但是上图的数据显示从10年起看中医的人数在逐年递增，在民间也一直流传着“中药治本”的说法，现在还是有很多老人、妇女和儿童使用，中医煎草药、推拿、针灸等方法治疗，而且中医也是一项值得我们传承的手艺，现代中医的主要病人一般是来治疗慢性疾病的患者较多，因为西医的医药不会调理身体，中医讲究体内阴阳五行平衡，所以看中医的病人以调理为主的较多，而且呈现越来越多的趋势是看完西医再看中医，但是会出现一个问题就是现在学中医的人远不如学西医的人多，而且中医还讲究越老越值钱，这就造成了年轻的中医没人看，年老的中医挤满门的状况，所以本产品从方便在家使用进行了考虑，而且结合人工智能技术，让内置的人工智能学习了数百名老中医的行医习惯以及治疗方式，并设想了一款智能针灸产品。

2.用户感情要点分析2.1用户同理心首先运用挖掘用户同理心的方法发现传统针灸使用当中的问题，虽然有很多人逐渐使用针灸作为一种疗法，但是会有几个问题，首先喜爱针灸的大多是身体弱势群体，甚至有出行不便的残疾用户，其次有的用户裸露身体给别人在一定程度上会感觉心里不舒服，最后就是一针多人使用的情况即无法避免也无法保证消毒干净，所以要从解决问题要从这几个方面出发。

2.2现有产品现代针灸产品市场其实还是一个空白状态，因为它较为特殊，需要中医亲手在患者身上施针，所以不会中医的人不会买针贸然给自己做针灸，所以它需要较强的专业性，而针灸的替代产品也是几乎没有，拔罐产品算是一个较弱的替代产品。

生物电脉冲治疗仪的设计与实现许德成( 吉林师范大学 信息技术学院，吉林 四平 136000)摘 要:低频脉冲对人体有多种生理作用和治疗作用，尤其在减轻肌肉酸痛和缓解精神压力方面． 目前，利用电 刺激疗法的治疗仪器已得到临床广泛应用，并取得较好的治疗效果． 文中提出了一种人机交互界面友好、便携式 生物电脉冲治疗仪，基于 AT m ega16 微处理器内部 PW M 功能及滤波、功放、升压电路，产生 1 ～ 90 V 幅值可调，频 率在 0． 1 ～ 200 Hz 可控，脉宽范围为 0． 1 ～ 5 ms 的脉冲波，可较逼真地模拟中医针灸、按摩等不同的刺激效果． 关键词:生物电; 微处理器; 治疗仪; 低频脉冲中图分类号:TP 399 文献标识码:A 文章编号:1674-3873-( 2014) 04-0071-03强度、频率及 脉 宽均可调等优点． 这为身处精神压 力、亚健康人 群 带 了 福 音，具有良好的医疗保健功效，尤其适合中老年人、办公一族、强体力劳动者及 体育运动员使用．0 引言 在当今市场经济时代，信息技术迅猛发展，社会 竞争日益剧烈，人们正面临着工作压力大、经济负担 重等问题，各种职业病和亚健康人群逐渐年轻化且 呈逐年上升趋势，例如腰肌劳损、颈椎病、坐骨神经 痛、肠胃消化功能失调、失眠多梦、神经衰弱等［1-2］．随着人们生活条件的改善，医疗保健渐渐得到广泛 关注［3-4］，医疗重点也从重视病后治疗康复慢慢转向 健康时期的疾病预防和保健，生物电脉冲作为一种 新型辅助途径也得到了广泛的关注与应 用［5-8］． 例 如，文献［9］介绍了低频脉冲治疗仪在膝骨关节炎治 疗中的应用价值，文献［10］中提出了低频脉冲治疗仪 在人工流产术后康复中的应用价值． 人体组织是由 水分、无机盐和带电的胶体组成的复杂电解质导电 体，施加生物电脉冲时使带电离子定向移动，消除细 胞膜的极化现象，改变离子的浓度和分布，从而改善 组织的生理代谢． 另一方面通过作用于淋巴管壁和 血管壁的神经感受器，通过植物神经中枢发射到局 部，实现毛细血管的扩张、血管壁的渗透性增加，提 高组织细胞的活力［11］．为此，各大医疗器械企业推出了种类繁多的医 疗健身电子产品，如按摩仪、治疗仪等［12］． 但多数都存在价格昂贵、体型笨重、功能单一、操作繁琐等弊 端． 文中介绍了一种人机交互界面友好、便携式生物电脉冲治疗仪，模拟中医针灸、按摩等动作，具有舒 筋活血、缓解疲劳、促进微量元素吸收等功能，脉冲 1 系统硬件设计文中提出生物电脉冲治疗仪硬件设计框图如图 1 所示，主要包括生物脉冲的产生、工作模式输入设定和当前工作模式信息显示 3 部分． 通过做表方式 存储正弦波的每点对应的占空比，利 用 AT me g a16 微处理器 PW M 功能产生 PW M 脉冲波［13-14］，经低通 滤波器滤除高次谐波后得到正弦波． 经功率放大器以提升带负载能力，通过升压电路进行幅值调整，最终由电极接至患者产生预定特征值电脉冲进行刺激 治疗． 其中脉冲强度、频率及脉宽通过工作模式输入 模块均可调，显示模块采用具有简洁、清晰特点的数 码管，方便人机交互．图 1 生物电脉冲治疗仪硬件设计框图 PW M 脉冲波经低通滤波器后产生一正弦波，其低通滤波电路设计如图 2 所示． 通过功率运放和升 收稿日期:2014-07-24 基金项目:吉林省教育厅“十一五”科学技术研究项目( 吉教科合字［2010］第 135 号) 作者简介:许德成( 1977-) ，男，吉林省辽源市人，现为吉林师范大学信息技术学院讲师，博士研究生． 研究方向: 智能系统控制与传感技术及 信号处理．·71压电路模块产生一 1 ～ 90 V 幅值可调，频率在 0． 1 ～ 200 Hz 可控，脉宽范围为 0． 1 ～ 5 ms 的脉冲波． 其 中功率放大器选用意法半导体公司的 TDA 2030A 单 声道功放芯片，在 4 Ω 负载下能有 18 W 的额定输 出功率． 具有价格便宜、应用广泛及外围电路简单等 优点，原理图如图 3 所示． 乘进行调制，结构比较复杂． 本文基于 ATmega16 微 处理器的 PW M 模块产生一频率与脉宽可调的脉冲 波，开机后系统首先进行一系列工作模式初始化，在 数码管上显示当前工作模式信息，便于用户进行个 性化配置． 主函数中主要进行输入按键是否按下判 定和定时时间是否结束，若判断按键动作则进入按键中断服务函数，判断按键事件类型并进行相应设置．图 2 低通滤波电路原理图图 4 程序流程图图 3 功率放大单元原理图 对于按键输入模块和数码管显示模块，文中选 用具有串行接口的、可同时驱动 8 位 LED 数码管及64 键键盘智能控制芯片 H D7279A ，其内部含有译码 器，可直接接收 BCD 码或 16 进制码，此外还具有多 种控制命令，如消隐、闪烁、左移、右移及段寻址等． 3 实验结论低频脉冲对人体有多种生理作用和治疗作用，尤其在减轻肌肉酸痛和缓解精神压力方面． 本文提 出了一种人机交互界面友好、便携式生物电脉冲治 疗仪，基于 ATmega16 微处理器内部 PW M 功能及滤 波、功放、升压电路，产生 1 ～ 90 V 幅值可调，频率在 0． 1 ～ 200 Hz 可控，脉宽范围为 0． 1 ～ 5 ms 的 脉 冲 波． 经用户反馈表明，文中提出的生物电脉冲治疗仪可较逼真地模拟中医针灸、按摩等不同的刺激效果． 系统软件设计生物电脉冲治疗仪软件流程图如图 4 所示，传 统的低频脉冲波多采用模拟乘法器实现两个信号相2 参 考 文 献［1］裴跃生． 基于 FPGA 的便携式低频脉冲治疗仪的研制［D ］． 重庆: 重庆大学，2009．［2］刘付强． 电脉冲治疗仪电路分析设计［J ］． 太原师范学院学报( 自然科学版) ，2008，7( 3) : 93 ～ 95．［3］D ． Umer ，G ． Ell ah i ，W ． Ell ahi ，et a l ． Bi o -e l ectr i ca l I mpedence Pl ethysmgraphy -des i gn i ng an E ff i c i ent Non -i nvas i ve El ectrode for Cardiac ＲateA na l ys i s ［J ］． 2013，1( 1) : 29 ～ 32．［4］A ． Y ． S i monov ，V ． B ． K azantsev ． Mode l of the appearance of ava l anche b i oe l ectr i c d i scharges in neura l networks of the bra i n ［J ］． JETP l etters ， 2011，93( 8) : 470 ～ 475．［5］王保民，李 明，乔宪生，等． 电脉冲植物愈伤组织激活仪的研制及其应用［J ］． 果树学报，2012，28( 6) : 1117 ～ 1121． ［6］谈亚芳，杨宏春，徐 军，等． 不同中心频率下双极电脉冲的生物医学效应分析［J ］． 生物医学工程学杂志，2012，29( 3) : 438 ～ 442． ［7］徐 飞，张定国，许 恒． 电触觉的皮肤神经机理仿真及实验验证［J ］． 中国生物医学工程学报，2014，31( 1) : 22 ～ 27． ［8］段 君，刘 雯，郑雷蕾，等． 脉冲电场的生物效应与相关应用［J ］． 中国激光医学杂志，2011，20( 4) : 259 ～ 263． ·72·［9］肖红玉，黄璐．电子脉冲治疗仪配合活血安痛酒对膝骨性关节炎的治疗与护理［J］．中医药导报，2011，17( 4) : 121 ～122．［10］周进春，周华．低频脉冲治疗仪在人工流产术后康复中的应用价值［J］．临床合理用药杂志，2012，5( 16) : 118 ～118．［11］陆为民，卢宁．生理学［M］．上海: 复旦大学出版社，2005．［12］李小海，艾信友，陈杏，等．便携式电子治疗仪的研制［J］．医疗装备，2013，26( 3) : 9 ～11．［13］孙晶，凌云峰． PWM 脉宽调制方向研究［J］．技术与市场，2011，18( 7) : 78 ～78．［14］王瑾．基于单片机的直流电动机控制系统研究［J］．中国科技信息，2011，( 2) : 144 ～145．D es i g n and I mp l e m e n t of B i o e l e c t ri ca l P u l se Th e r a py I n s t r um e n tXU D e-c h e ng( Co ll ege of I nformat i on and T echno l ogy，Jili n Norma l Un i vers i ty，S i p i ng136000，Ch i na)Ab s t r ac t: The l o w frequency pu l se has a v ar i o us s i g n i f i can t app li c a t i o n in the fi elds of phys i o l og y and therapy forthe human be i n g，espec i a ll y in aspects of reduc i n g musc l e soreness and re li ev i n g s t ress．Curren t l y，t he e l ec t r i ca l s t i mu l a t i o n therapy treatment i ns t rumen t has been widely used in clinical and o b t a i ned super i o r t herapeu t i c effec t． A fri endly man-mac h i ne i n t erfac e，p o r t ab l e b i o-e l ec t r i c a l pulse therapy i ns t rumen t was presented in t h i s paper，wh i c h c o u l d generate a pu l se wave w i t h the func t i o n of amp li t ude ad j us t ab l e from 1 t o 90 V，frequency between 0． 1 and 200 Hz and pu l se w i d t h in the range of 0．1 to 5 ms based on the ATmega16 m i cr o pr o cess o r i n t erna l PW M func t i o n and f il t er，p o wer amp li f i er，b oo s t er c i rc u i t．The b i o e l ec t r i c a l pu l se c o u l d s i mu l a t e d i fferen t s t i mu l a to ry effects of acupuncture，massage and others rea li s t i ca ll y．K e y w o r d s: b i o e l ec t r i ca l; m i c r o pr o cess o r; therapy i ns t rumen t; l o w frequency pulse( 责任编辑: 郎集会) ( 上接第70 页)Th e o r e t i ca l Study on t h e Ch ir a l T r a n s f o r m a t i o n of α-a l a n i n e M o l e c u l a rin I s o l a t e d C o nd i t i o n s Based on Ab I n i t i oZHANG X i n1，QIAN Yan2，LUO X i ang-y i1，ZHAO Yan-hu i1，WANG Z u o-c h e ng1( 1．Department of P hys i cs，B a i cheng Norma l Co ll ege，B a i cheng137000，Ch i na;2．Department of Med i a，B a i cheng Norma l Co ll ege，B a i cheng137000，Ch i na)Ab s t r ac t:By us i n g the HF m et hod bas ed on ab i n i t i o，us i n g6-31G( d) basis set，the m o l ecu l ar g e o me t ryp o ss i b l e c o nf i g ura t i o n of S type and Ｒty pe αa l an i ne m o l ec u l es was o p t i m i zed． The e l ec t r o n i c structure of t heo p t i m i zed g e o me t r i es was ca l c u l a t ed．A cc o rd i n g to t he o p t i m i zed c o nf i g ura t i o n，t he p o ss i b l e pat h of chiralt ransf o rma t i o n was ana l yzed for α-a l an i ne m o l ecu l ar enan t i o mers． Fi rs t，i n the HF /6-31G( d) level，the t rans i t i o n stat e of chiral t rans i t i o n process was ex p l o red and the g e o me t r i es of i n t er med i a t es were o p t i m i zed． The p o ss i b l epat h of chiral t rans i t i o n was f o und． And the energy barr i er of t he reac t i o n was o b t a i ned．Then，i n the HF /6-31G( d) level，the t rans i t i o n state was ca l cu l a t ed us i n g IＲC． The reliability of t he t rans i t i o n state was ver i f i ed．K e y w o r d s:chiral; αa l an i ne;Ab i n i t i o;t rans i t i o n s t a t e( 责任编辑: 林险峰)·73·。

[19]中华人民共和国国家知识产权局[12]发明专利申请公开说明书[11]公开号CN 1457904A [43]公开日2003年11月26日[21]申请号02119482.3[21]申请号02119482.3[22]申请日2002.05.27[71]申请人张缙地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区宣威街18号3单元3楼3门[72]发明人张缙 佟玉杰 刘轩 张忆玲 刘宗恒 [74]专利代理机构哈尔滨东方专利事务所代理人陈晓光[51]Int.CI 7A61N 1/36权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 2 页[54]发明名称音乐电针治疗仪[57]摘要音乐电针治疗仪，是一种利用音乐信号作为电针刺激源的治疗仪器。

传统的电针仅仅是周期重复性的电脉冲，使肌体产生适应治疗效果衰减。

本产品包括：外壳1，发声装置2，电路板3，与电路板3的输出电路相连的电针或者穴区板4，通过电容C7、C8构成的耦合电路经P1、P2、R1送到放大器U1中，通过P1和P2进行调幅，调整后的信号经过调幅电路后进入放大器，从放大器输出的信号经过R13、C9的阻容耦合电路后进入功率放大器U2中，功率放大器的输出端装有能量转换器B1，该能量转换器的输出电路与电针或者穴区板4相连接。

本产品用作音乐电针类的针灸治疗仪器。

02119482.3权 利 要 求 书第1/1页 1.一种音乐电针治疗仪，其组成包括：外壳，发声装置，安装在所述的外壳中的电路板，与所述的电路板的输出电路相连的电针或者穴区板，其特征是：所述的电路板上具有摄取音乐源的电容藕合电路和由电阻构成的调幅电路，电信号经过调幅电路后进入放大器，从所述的放大器输出的信号经阻容藕合电路后进入功率放大器，所述的功率放大器的输出端装有能量转换器，该能量转换器的输出电路与所述的电针或者穴区板相连接。

2.根据权利要求1所述的音乐电针治疗仪，其特征是：所述的能量转换器带有按钮，使用按钮调整联接的抽头位置。

植物声频振动特性检测系统中音频刺激发生器的研制
栾纪源
【期刊名称】《北京生物医学工程》
【年(卷),期】1994(013)004
【总页数】4页(P216-219)
【作者】栾纪源
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】R318.03
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3.植物声频发生器在大棚黄瓜及番茄上应用试验 [J], 张世财;杨喜霞;王慧德
4.植物声频发生器 [J],
5.植物声频振动特性检测仪的原理及其设计 [J], 栾纪源;侯天侦
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