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1、(10)申请公布号 CN 103830844 A (43)申请公布日 2014.06.04 CN 103830844 A (21)申请号 201310073634.5 (22)申请日 2013.03.08 A61N 5/06(2006.01) A61B 5/026(2006.01) A61B 5/0205(2006.01) (71)申请人 牛欣 地址 100029 北京市朝阳区北三环东路 11 号 申请人 杨学智 芦煜 (72)发明人 牛欣 杨学智 牛婷立 芦煜 (54) 发明名称 低频电磁振动调制的红外肝藏气机血流调理 仪 (57) 摘要 本装置为低频电磁振动调制的远红外加热肝 藏气机血流调。
2、理仪， 它采用肝区最适频率进行脉 冲加热， 加热媒介为红外光。它具有调理肝脏疏 泄功能， 条畅肝区气机， 同时对肝区的生理信息进 行实时诊断与监控的功能。它能够对肝区血流阻 抗， 肝主动脉压力值进行加热与测量同步进行， 动 态监测与反馈调控肝部三维温度值， 血流阻抗值 以及肝动脉脉搏波信号。信息同时配合胸导联心 电图进行脉搏波的传播速度， 动脉压力， 以及心输 出量等参数的测量。温度检测模块能够对肝区三 维温度信息进行梯度构建， 实时测量运算每一点 的温度值。 如果肝血流出现异常， 装置能够进行健 康预警。 装置的信号接收与处理模块运用MEMS技 术， 同时处理多路信号。 (51)Int.Cl。
3、. 权利要求书 1 页 说明书 10 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书10页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103830844 A CN 103830844 A 1/1 页 2 1. 本专利为低频电磁振动调制的红外加热肝藏气机血流调理仪， 由 6-13Hz 的最适频 率调制红外波加热， 形成红外发射功率在 20-100W 范围的对人体肝区所在的体表部分的直 接的辐射 ； 加热的过程会形成由体表指向内部肝脏的一个温度梯度， 经计算肝脏深部组织 可获得热增益t1.5的温度变化范围。 加热过程全程由肝阻抗血流， 配合肝动脉脉搏。
4、 波以及标准 II 导联心电图联合监测。 2. 根据权利要求 1 ： 调制红外加热的过程中， 热电偶温度传感器组进行温度的实时三 维梯度检测。运用安放在指定部位的热电偶温度传感器组， 对特定的几个身体部位进行测 量， 结合加热部位的比热与生理结构， 测算出从表皮指向内脏的任意一点的温度值。 肝区部 位的血流阻抗在加热的过程中实时监控加热部位血流灌流量的变化并通过反馈机制进行 功率调节。 3. 根据权利要求 1 ： 本装置的肝血流阻抗测量电极与供电电极均为仿肝脏体表投影边 界的形状制成， 既能够最大限度的获取肝区部位的血流灌流量的变化信息。又可以根据测 量需求改变位置， 平移至肋下或者后背的肝脏。
5、投影位置。 4. 根据权利要求 1 同时匹配肝动脉压力传感器对肝动脉压力脉搏波进行测量， 从获得 的脉搏波波动信号获得肝动脉的压力变化， 获得肝动脉的血压。 5. 根据权利要求 1 肝血流阻抗与配合测量的标准 II 导联心电模块计算心血管生理参 数如血压， 脉搏波传导速度等， 然后在加热的过程中， 运用针对本装置推导的公式得出随温 度变化的情况下肝部生理指标的变化。 6. 根据权利要求 1 肝血流阻抗导体材料采用网状柔性银 - 氯化银材料， 宽度为 0.6 厘 米， 并且与下面的导电织物一同置于高约 1 厘米的弹性海绵垫下。电极外侧有汗液吸附装 置， 为高分子 SAP 材料的体液采集带， 覆盖。
6、了血流阻抗导体的内部区域。心电为标准 II 导 联心电图也有类似的高分子 SAP 材料的体液采集带， 防止汗液对测量数据的影响。 7.根据权利要求1、 本装置硬件部分应用MEMS芯片进行包括信号的采集、 滤波、 转换与 发射等信息的处理。 软件运用medlab软件编写信号采样点获取， 并利用Microsoft visual basic6.0 作为软件开发平台编写信号的特征点提取以及时域分析等后期信号处理程序。 8. 根据权利要求 1 ： 信号采集辩证模块将信号依次处理并最终变换为数据包的形式发 送到接收端， 也可以直接输出到配备的显示器上。 当检测到测量信号不再正常值范围内时， 会有健康预警提。
7、示。 9. 根据权利要求 1、 测量过程为， 加热前， 对肝区血流阻抗和心电图进行测量， 得到正 常状态下的肝血流曲线和心电图， 并通过信号分析与辩证模块计算出诸如肝区血流灌注 量， 心率， 心每搏输出量， 心指数， 舒张压与收缩压， 脉搏波传导速度， 血管顺应度等生理信 息的一般值。 然后在加热的过程中， 连续测量肝区阻抗血流曲线及其心电图， 同时拟合温度 曲线， 实时观测二者的变化， 并通过阻抗血流曲线和心电图在加热过程中的变化得到诸如 肝区血流灌注量， 心率， 心每搏输出量， 心指数， 舒张压与收缩压， 脉搏波传导速度， 血管顺 应度等生理信息的变化情况， 推算出肝脏的血液系统调节能力以。
8、及肝区部位血氧信息以及 酶的活性变化。然后停止加热， 测量肝区体表投影温度的下降幅度对应的血流阻抗值变化 和心电图的变化， 推算肝脏的自我调节能力。 10.根据权利要求1 ： 本装置设置有自动、 手动两种调节模式， 可以根据需求进行选择。 权 利 要 求 书 CN 103830844 A 2 1/10 页 3 低频电磁振动调制的红外肝藏气机血流调理仪 技术领域 0001 本设计属于中医类医疗设备类发明， 涉及到低频电磁振动调制、 红外加热和三维 温度梯度检测反馈控制技术、 动态血流阻抗检测、 MEMS 嵌入式技术、 无线信息发射接收技 术、 动态血压和血氧、 标准II导心电图、 脉搏波传导速度。
9、(PWV)等参数数字化检测和量化识 别研究技术。 背景技术 ： 0002 目前的人体信息检测设备有几个特点 ： 0003 一， 检测的是直观的生理状况， 通常就是血压血氧体温和心电， 没有对这些数据进 行中医证候的辩证分析， 得到适合作为中医辨证能够采用的数据。 0004 二、 前端检测设备的数据没有得到后期综合处理， 通常多路信号同时检测出来， 而 读图人员很难在较短时间内全面顾及到所有信号波形代表的意义， 更考虑不到信号之间时 间差和相对频率幅度的不同反应的机体状态。 0005 三、 只是作为对使用者的一种被动检测， 虽说他们也是在测量动态的信号， 但是通 常在一段时间里佩戴者所处的环境并。
10、不会有很大的变化， 也就是说， 他们得到的动态数据 实质上也是佩戴者当前的一种生理状态， 并没有真正得到机体的动态的变化。也就是说这 些装置并没有实现主动添加一个环境变量然后观察在这个过程中机体的应对与变化， 而针 对变化的环境机体所作出的反应以及其快慢恰恰反映出大量的人体生理病理信息。 0006 四、 目前的设备很多都是单独作为信息检测使用， 也有一些专门作为治疗产品， 没 有能够将两者集成。 0007 阻抗血流图测量人体血流灌注量等电生理信号， 是一项较为便捷的检测技术， 它 无创， 无害， 可以连续监测， 测量数据有较好的实时性。但是由于对其输出的检测信号的生 理意义非常模糊， 所以长期。
11、以来并没有得到比较广泛的发展。目前多数血流阻抗图仪研究 缺乏针对性， 往往仿真研究效果较好， 但实际应用效果不佳。 发明内容 ： 0008 一、 理论思路 0009 中医里讲肝藏主疏泄， 喜条达， 恶抑郁。作为人体中最大的实体性器官， 肝脏担负 着全身大量的能量转换与新陈代谢， 是全身脏器温度最高的器官， 也是少数可以再生的器 官， 肝脏的血液循环的好坏是保证所有机体代谢过程的基础， 是肝疏泄功能的表现。 人的正 常衰老与肝脏改变关联明显， 肝血流量会随着年龄的增加而减少。男过 25 岁， 女过 20 岁以 后， 肝脏循环血流量平均每年下降 0.3 1.5。60 岁时的肝内血流量约比 20 岁。
12、时减少 4050。 在病理状态下， 肝血流的减少量会更多。 因此， 无论是调节人体的整体气血运 行， 还是对疾病尤其是肝脏疾病的调养， 保持肝脏疏泄功能的正常是非常关键的一步。 0010 本设计目的是为了通过利用低频调制的红外技术对肝脏的进行温度调节， 并利用 温度传感器组对肝脏的表面温度进行实时监测， 并利用反馈调节加热功率。同时实现肝部 说 明 书 CN 103830844 A 3 2/10 页 4 血流信息的同步实时监测， 这种动态测量比单纯的静态测量获得的关于人体功能方面的信 息要多很多。在检测的过程中， 通过对红外脉冲进行低频调制作为可控热辐射加热装置对 肝区部位进行加热， 并利用血。
13、流阻抗以及心电图检测同步动态的描记机体的状态变化， 并 从中反映出机体自我调节的能力。本装置可以在加热的环境下同步测量， 按照程序设定好 的程序， 可以得到加热和冷却情况下的肝脏血流调节情况和相关联的心血管生理信息。通 过提供长时间段的监测数据， 让病人的身体信息能够得到充分有效的采集， 如果再加热的 过程中出现温升异常或者加热血流变化异常， 仪器能够自动报警。如果配合医生使用， 便 可以很便捷的提供很多具有诊断价值的信息， 并且通过与中医中讲的肝藏的生理功能相结 合， 可以作为对肝藏疏泄功能， 藏血功能的一种量化的调理手 段与检测方式 . 0011 本产品面向的用户既可以是肝部疾病或者脾胃病。
14、的患病人群， 也可以是需要长期 监护的慢性病患者， 比如高血压， 糖尿病， 心脏病患者， 当然也可以作为亚健康人群的体质 监测仪。 0012 二、 设计结构与方案 0013 肝血流调理仪为利用红外脉冲加热配合血流阻抗与心电检测的具有诊断功能的 调理肝血流设备。它的具体原理与规格陈列如下 ： 0014 本设计分为传感器检测外束带部分和信号接收与处理模块两部分。 0015 1. 传感器部分 0016 传感器部分集成有 ： 0017 (1) 血流阻抗检测模块 0018 血流阻抗检测模块、 在检测带内层装设的血流阻抗信息检测电极为四导检测模 式。 外侧供电电极为与肝脏在胸前体表的投影相对应的环状电极，。
15、 供电电压小于1V， 供电电 流小于 2mA。供电频率为可调频率。 0019 内侧检测电极与外侧供电电极形状相似， 均为肝区在体表投影的边界形状， 且由 外向里等比例缩小， 具体数据参见说明书附图 1。最内侧供电电极为圆形， 这种设计方式可 以最大限度的检测到肝脏的血流变化情况， 电极采用 Ag-AgCl 电极， 导体在设计上采用网 状柔性加工手段， 并置于弹性莱卡材料衬垫上， 保证它在使用时有高出调理仪内侧表面 1cm 的距离， 可以实现在肢体适度运动的情况下与身体保持良好的接触。 0020 (2) 心电图检测模块 0021 心电为标准 II 导联心电图， 分别利用导电织物无粘性的与皮肤接触。
16、， 分别贴在右 胸前上锁骨下位置， 左下腹， 和右下腹三个位置。其中右下腹电极为右腿驱动电极。电极外 侧有高分子 SAP 材料汗液吸附装置， 覆盖在心电贴片周围区域。可以防止在加热过程中机 体为了散热而出汗， 或者是使用者在运动的过程中出汗而导致测量数据失真。 0022 (3) 可控频加热模块及其附属的温度检测模块 0023 其温控模块采用远红外脉冲加热垫作为加热元件， 加热方式为电加热， 电源设计 为可充电式高能锂电池， 在使用的过程中只需要将开关打开， 就可以实现可调功率加热。 充 电方式为 220V 市电充电法， 充电插销后端有电隔离器， 作为充电变压器的同时， 保持装置 的电器隔离。远。
17、红外脉冲加热垫的加热脉冲频率为 7-13Hz， 红外波长为 500-1000m。属 于经过检测的肝脏最适加热频率， 加热器功率为 20-100kj/h， 0024 本装置附有温度检测的热电偶传感器组， 用来综合测量计算体表温度， 并在信号 说 明 书 CN 103830844 A 4 3/10 页 5 分析与辩证模块中根据年龄， 性别， 身高与体重计算得出的体表面积获取体表产热量和基 础代谢率。有一个肝区皮肤温度检测传感器， 用来检测加热部位的体表温度。 0025 血流阻抗供电与检测导体电极两侧同样有高分子 SAP 材料的体液采集带作为汗 液吸附装置， 既可以及时吸收汗液， 防治汗液以及其他体。
18、液影响皮肤电阻。 又可以采集体表 分泌物， 用来分析分泌物成分， 判断机体的酸碱平衡以及气血津液的整体状况， 0026 (4) 肝动脉压力检测模块 0027 通过在肝动脉的体表波动处， 约在心窝下 2-4cm 偏右 1-2cm， 依据个人情况不同， 脉搏波动的最明显位置有所差异， 但是均在本传感器的覆盖范围之内。传感器采用的是压 力传感器， 利用的原理是压电半导体的压电效应。 波动传入信号接收装置， 经过以及放大之 后， 在波形 medlab 软件中滤掉呼吸波以及其他干扰， 获得肝动脉压力波波形图。 0028 2. 信号接收与处理部分 0029 首先将传感器传来的信息输入集成 MEMS 芯片技。
19、术的信号接收处理器， 然后将信 号数字化并进行滤波与运算。 0030 对于血流阻抗信号， 采用直接数字合成技术 (Direct Digital Synthesis， DDS)， 再经过阻抗波滤波放大等电路模块， 将信号变换为输出波形信号。然后针对波形信号进行 的特征值提取， 上升支斜率最大值， 每周期波形积分面积均值运算， 并结合心电图的特征 值， 计算脉搏波传导速度以及血压值。 并将计算值与 肝动脉压力波的波形图进行等换算率 比较， 比较的结果作为压力波的矫正因素进行再次处理并最终得出动脉血压的校正值。 0031 对于心电信号， 由于心电信号对象比较微弱， 仅为毫伏 (mV) 级， 极易受环。
20、境及检 测设备的干扰。分别设计高通滤波器、 低通滤波器和工频滤波器， 利用 IIR 和 FIR 的陷波器 设计， 消除心电信号中的工频干扰。 0032 对预处理后的信号进行波形检测和特征点定位， 本设计分别从时域和变换域两方 面， 进行 QRS 波群、 P 波和 T 波的检测算法研究。时域峰值定位算法和小波变换模极值对算 法的 QRS 波群检测， 并以已检测的 QRS 特征点为基准， 结合 P、 T 波的幅值斜率特征和小波分 解所对应模极值对的特征， 分别采用差分阈值算法和小波模极值对算法， 对P、 T波的检测。 0033 温度信号和加热频率信号作为不易受干扰的变量， 直接可以将信号传入发射终。
21、 端。 0034 当信号采集并数字化滤波分析之后， 在手持显示屏上会显示出加热前的各项指 标， 加热时这些指标的漂移幅度， 加热后冷却过程中这些值的变化情况， 并从这些动态的数 据中得出诊断信息报告。报告能够对这些信息与设值的标准范围进行对照， 如果对照发现 超标项， 则能够发出报警并对超标项进行显示。 0035 将所有的信号通过频选装置采样并编码为数据包的形式， 通过微功率无线电发射 装置发射到终端设备上。 0036 另外， 根据采集到的心电信号联合计算血流速度的大小， 再根据肝区体表温度的 变化导致的血流量与血流速度的变化， 推算肝脏的调节血量的能力， 反应肝区血管的低热 恢复能力以及其他。
22、生理功能。 附图说明 ： 0037 图 1. 整体结构示意图 说 明 书 CN 103830844 A 5 4/10 页 6 0038 图 2. 肝血流阻抗检测电极示意图 0039 图 3. 设计实物图 0040 图 4. 使用示意图 0041 图 4(1). 叠合方式说明 0042 图 4(2). 肝血流调理仪穿戴样式图 0043 图 5. 初始加热状态下的联合波形图 0044 图 5(1). 停止加热后温度下降过程的肝血流阻抗联合波形图 0045 图 5(2). 肝动脉血流图与心电图比较分析 0046 图 6. 加热十分钟后的稳态波形 0047 图 7. 数据关系 0048 图 8. 信号。
23、流程 附图中序号说明 1 为肝血流调理仪的外层束带， 靠左边起 50cm 的区域附着有尼龙搭扣， 与右侧外束带 的外侧相互黏连。 2 为热电偶传感器组位置， 集合有多个传感器。 3 为肝血流阻抗检测导体。其中 ： 在图 2 上 3、 11 为供电电极， 9、 10 为检测电极。 4 为标准 II 导联心电贴片。 5 为信号接收辩证显示器。 6 为信号接收与预处理模块。 7 为远红外脉冲加热垫。 8 为脉冲、 功率调节器， 内附高能锂电池。 14 为导线， 实物以一条集成线传导信号， 本信号在调理仪外层布料的夹层中， 不与人体 直接接触。 15 为 SAP 材料的体液采集带， 覆盖了血流阻抗导体。
24、的内部区域。 16 为充电电源插销。 17 为电耦合器， 保证充电电源电流不与设备直接接触， 但是使用时依然注意， 不要在充 电的时候使用。 18 为肝动脉脉搏波传感器探头。 具体实施方案 ： 0049 一 . 肝血流调理仪理论背景 0050 肝血流调理仪的加热面积为 250cm2， 加热部位包括肝脏以及外侧的皮肤脂肪组 织。按照 1705cm 的标准， 可以测得总共加热部位的重量为 2 公斤左右， 其中分部的血 液为 600ml， 血液灌流量为 16cm3/s， 加热频率为 10Hz， 利用远红外线加热， 红外波长为 500-1000m。加热的方式为脉冲加热法， 频率为 2-20Hz， 00。
25、51 红外加热会引起反射性血管扩张， 有下面几个个途径 ： 0052 (1)热-皮肤内热感受器 【户菲尼(Ruffini)小体】 -丘脑下部前侧-交感神经-血 管平滑肌松弛 - 血管扩张 - 血液循环加强。 0053 (2) 热 - 血管 - 血液温度升高 - 血管周围神经丛兴奋 - 轴突反射 - 血管扩张。 0054 (3) 较强烈的热 - 组织 - 组织蛋白微量变性 - 形成组胺或血管活肤 - 血管扩张。 说 明 书 CN 103830844 A 6 5/10 页 7 0055 加热元件覆盖的的面积操过了肝脏在体表的投影面积。 加热的部位不仅包括了整 个肝脏， 而且包括了部分的脾脏， 十二。
26、指肠与大部分胃， 部分食道和一小部分肺脏。在加上 所包含的区域的表皮， 真皮与皮下组织， 所以测量到得血流阻抗值不全是肝脏部位的血流 灌注量的变化， 但是在非进食期间， 消化系统的血 流量比较少， 在提升机体温度的时候， 激 发交感神经， 副交感神经受到抑制， 使得消化系统血液循环阻力进一步升高， 血流量进一步 减少， 肺脏与消化系统都是空腔器官， 比热相对较小， 允许算在系统误差以内。所以在测量 期间的血流阻抗值可以认为代表着肝区部位的血液灌注量。 呼吸会导致肝脏位置在一个呼 吸周期里面上下运动， 幅度可以达到 2-3cm， 但是由于我们采用了带式加热方法， 覆盖了肝 脏移动的范围， 所以产。
27、生的误差极小， 可以忽略。 0056 在人保持安静的状态下， 肝区体表平均散热率经测定为 1.14J/s， 增加的血流量带 走的温度为， 整个肝区的平均比热值为 C 3.35J/gt， 正常情况下散热量为 5J/s。得到整 个区域要是想要升温一度需要 6700J 的能量。当需要加热的时候， 每升高一度， 肝区新陈代 谢的速率就上升 15， 也就意味着血流量增加 15。我们按照计算值 2000ml/min 来计算， 当肝区表面在将热升温到 50.5 度的时候， 稳定的散热量为 11J/s， 温度梯度可以延伸至肝 脏内部， 成梯度分布。高于体核温度 1 度的纵向梯度距离可以达到 3cm 以上。如果。
28、我们的 加热装置功率设定为 30J/s， ( 肝血流调理仪的功率范围为 20-100W)， 远红外脉冲加热频率 10Hz， 那么将肝脏部位 5cm 深度的部位加热到 38.5 度需要 10 分钟。关于本仪器加热在肝 区形成的从外向内的温度梯度中任意一点的温度计算公式如下 ： 0057 0058 Q qm+qr 2 0059 其中 为加热部位的平均密度， C 为加热部位的平均比热容， k 为热传导系数 T 为 加热区任意一点的温度值， 其中 Ta为体表血液温度， Tv为待测部位的温度， Wb值为血液灌注 率， Q 为加热组织的热量增量。 0060 其中 qm为组织的代谢产热率， 取值为常数， q。
29、r为单位组织所吸收的微波辐射能。 0061 经过变换在机体肝脏表面产生的热效应用以下公式为 0062 0063 1表示热传导系数， 在不同的部位， 不同的组织， 1的值不同。 0064 TP表示传递到肝脏表面部位 ( 估计厚度为 5 厘米 ) 时加热的温度值。 0065 0为温度梯度的上升时间常数。 0066 t 为时间。 0067 通过公式 3， 我们就可以把我们加热的体表温度与肝脏表面的温度关系表达出来。 随着时间的推移， 肝脏部位的温度会逐渐趋于稳定， 因为在肝脏表面加热的同时， 会引起微 血管的扩张， 血流灌注量的增加， 增加的血流灌注量会带走一部分热量， 同时， 局部的温升 会引起机。
30、体的体温调节， 通过增加其他部位体表的热辐射量， 用以保持温度的平衡。 只要保 持这样的一个加热状态， 肝脏部位的表层温度就会保持在高于体核温度 0.5-1 度的状态。 0068 当机体的温度加热到稳定的状态的时候， 肝区的散热量由于温度升高导致的增 量， 通过下面的公式可以得出。 说 明 书 CN 103830844 A 7 6/10 页 8 0069 0070 其中为肝区的吸收的净热量，为加热装置在肝区加热时释放的总热 热量，为肝区在基础新陈代谢的情况下散失的热量， 一般情况下为负值。为增 加的新陈代谢导致的肝区部位产热量的总量。 为由于加热原因导致的肝区增加的散热 量。简化后如下 ： 0。
31、071 QPdt QSdt+Q散热dt+QMdt+ 5 0072 0073 其中为 QPdt 肝区在稳定后单位时间的吸收的净热量， Qsdt 为加热装置在肝区加热 时单位时间释放的总 热热量， 可以由加热装置的功率 P 乘以效率 便可得到， Q散热dt 为 肝区单位时间在基础新陈代谢的情况下散失的热量， 一般情况下为负值， 可以由腋下温度 贴片的温度上升值求得体表散热的总量。 QMdt为单位时间内增加的新陈代谢导致的肝区部 位产热量的总量。 为由于加热原因导致的肝区增加的散热量。 0074 散热量的增加的原因几乎可以认为是肝血流灌注量的增加而引起的。 主要通过吸 收三个方面进行热量散失。 一是。
32、加热装置的辐射， 二是动脉血的热传导， 三是与肝组织通过 静脉血管壁之间的热交换。 0075 动脉的搏动增加表现为血流阻抗图波幅增高， 积分面积增大。在生理上表现为其 相连续的动脉血管分支内血流速度加快以及相应的毛细血管的容量扩增。 参与了一部分热 量流失。另一部分热量流失增加表现为基线的漂移， 一般来讲表现为平均阻抗的下降。下 降的幅度代表着静脉血与相应的毛细血管丛的容量扩增。 0076 肝阻抗血流仪在指定的功率下进行加热 10 分钟即可达到内部肝脏表层升温 0.5 1 度的稳态， 维持 20 分钟左右， 然后停止加热并自然冷却， 在整个加热以及自然冷却 的过程中观察心电信号以及血流阻抗信号。
33、， 得出在自然降温过程中血流恢复情况， 通过与 加热血流增量的值作对比， 得出机体状态。辩证过程见表 1. 表 1. 辩证关系表 0077 红外辐射热能达到或进入人体组织， 使组织温度升高， 血管扩张， 血流加速， 局部 血液循环得到改善， 组织营养和代谢相应好转。 血流还把局部的热量带回全身， 使全身温度 升高。热还能使细胞吞噬机能加强， 局部代谢旺盛， 细胞氧化过程加快和肌张力降低。在红 说 明 书 CN 103830844 A 8 7/10 页 9 外辐照下， 支配小动脉和毛细血管的交感神经信号减弱， 小动脉和毛细血管扩张， 出现主动 性充血。照射部位附近的组织内均有充血和血流加速反应。。
34、血流加速的程度和持续时间与 红外辐射的作用时间长短和强度有关。据文献说明， 红外辐射引起的效果如表 2 所示。 表 2. 红外引起的机体反应 变量效果 血液循环加快 浅小动脉扩张 浅毛细血管扩张 浅静脉扩张 循环速度增加 脉率无变化 动脉血压无变化 毛细血管内压增加 静脉压增加 呼吸无变化 呼吸吕率无变化 深度无变化 呼吸量无变化 组织代谢增加 淋巴形成增加 吞噬作用增加 局部免疫能力增加 肌张力降低 出汗增加 尿量无变化 0078 二 . 可获得信息 0079 1. 心每搏输出量 SV 0080 外周毛细血管的扩张与静脉血的温度上升会导致静脉压的下降， 血循环阻力下 降， 静脉容血量增加。促。
35、使回心血量的增加。增加的血流量会引起每搏输出量增加， 舒张压 与收缩压差值扩大。我们通过测量血流阻抗图波形的上升支最大斜率点， 血液的电阻率以 及电极之间的位置与距离， 配合上左心室射血时间， 就可以测量每搏输出血流量的变化。 计 算公式为 ： 0081 0082 式中 ： 为血液的电阻率 ； L为两环状测量电极间的长度 ； Z0为测量到的肝区血流 阻抗， 乘以 0.14 代表心脏总的输出量在肝区表面的分布比值 ； (dZ/dt)max为阻抗变化的时 间导数的最大值 ； TZ为左心室射血时间。可得 SV。 0083 2. 脉搏波传导速度 0084 已知肝动脉左心室之间的动脉距离 L 为 30-。
36、40cm， 通过 0085 PWV L/PTT 7 0086 脉搏波传导速度与血管的硬化程度在一定范围内成正比， 血管的老化程度也可以 从血流阻抗波形图中得出， 根据血流阻抗的上升支的斜率最大值与每搏输出量， 我们就能 够算出血管弹性量。如果血流阻抗波图上升支幅度小于正常斜率的 80， 而对应的每搏输 出量没有出现相对应的改变， 配合我们得出的血压值， 如果收缩压偏高， 便可以判断出肝区 血管硬化情况。 说 明 书 CN 103830844 A 9 8/10 页 10 0087 3. 血压 0088 依 II 导心电 R 波波峰出现时间对应肝阻抗血流曲线上升支斜率最大点之间的时 间差 PTT，。
37、 可以得到脉搏波传导速度 PWV， 然后依据 PWV 与 BP 之间的关系， 尤其是与 SBP 之 间有很强的相关性， 可以求出肝区动脉收缩压。计算公式为， 0089 BP A/PTT2+B， 8 0090 通过对肝血流阻抗基线的标定， 在幅值的最高点与最低点的值与肝区血压的收缩 压和舒张压是一一对应的关系。于是便可以相对应的求出舒张压的值。测量值肝动脉压力 波的波形图进行等换算率比较， 比较的结果作为压力波的矫正因素进行再次处理并最终得 出动脉血压的校正值。 0091 4. 血液循环外周阻力 0092 体循环总外周阻力的实用公式， 0093 TPR Pm/CO 9 0094 总外周阻力指数 。
38、(TPRI) 0095 TPRI 80Pm/CI 80PmCO/BSA TPR*BSA 10 0096 所得到的这些信息， 通过对肝区部位的加热， 都会受到一定程度的影响。 正常人在 加热的过程中， 由于局部血管阻力减少， 心律会出现较小的下降， 肝阻抗血流的基线上升， 波幅增大， 相应的每周期的积分值也增大。 但是如果有中医辨证中肝气虚的病人进行检测， 会测得加热初期干血流阻抗波幅较小， 加热过程中波幅上升明显。每周期对波图面积积分 值相应增加。如果对肝硬化或者肝血淤滞症状的人进行加热， 由于加热导致的新陈代谢加 快， 氧气消耗量增加， 会测到心律有不同程度的加快。但是微循环供血不足， 会测。
39、得血流阻 抗基线上移， 但是阻抗波图的每周期面积积分并没有发生太大变化。 因此， 通过标准时间内 加热过程中血流阻抗的波动情况， 我们可以得到被测者的肝血流究竟是正常还是气虚还是 血瘀。 0097 如图 5 系列所示通过变化的外界环境影响来观察肝区阻抗血流的变化及其代表 的生理学特性改变， 是我们这款仪器的最大的创新点。 0098 三 . 设计结构 0099 本专利为一款肝阻抗调理仪， 产品设计规格为 150cm20cm0.5cm 远红外脉冲 加热垫， 利用市电 220V 电源进行充电加热， 功率为 20-100W 可调。 0100 在外观上它的特征在于， 它由红外加热装置， 肝区阻抗血流检测。
40、金属电极， 心电检 测电极， 信号接受与处理电路及显示几项功能部分组成。 0101 肝血流阻抗导体为内置的环绕肝区的柔性导体， 最外侧和最内侧为供电电极， 中 间的两个相似的闭合形状的电极为检测电极。 四个电极带的形状均为肝区的前胸体表投影 形状， 导体材料采用网状柔性银 - 氯化银材料， 宽度为 0.6 厘米， 检测导体与供电导体之间 的距离为 0,9cm 检测导体之间的距离为 1.9cm， 距离上的减少可以提高传感器的波形幅值， 而通过环绕肝区的设计结构又可以最大化采集肝区血流的整体信息， 采用柔性的材料可以 在身体做轻微弯曲的时候， 有效的保证到体育身体部位的紧密贴合， 并且与下面的导电。
41、织 物一同置于高约 1cm 的弹性海绵垫下， 又增加了部分弹性缓冲压力， 保证电极与体表的稳 定接触。电极外侧有汗液吸附装置， 为高分子 SAP 材料的体液采集带， 覆盖了血流阻抗导体 的内部区域。 说 明 书 CN 103830844 A 10 9/10 页 11 0102 心电为标准 II 导联心电图， 分别贴在右胸前上锁骨下位置和左下腹， 两个位置。 其中右下腹电极为右腿驱动电极。电极外侧有高分子 SAP 材料汗液吸附装置， 覆盖在心电 贴片周围区域的圆环区域。 0103 肝动脉脉搏波压力传感器为 r 2cm 的圆形接触面压敏半导体， 设置位置在心窝 下 3cm 偏右 1.5cm， 压电。
42、接触面部分的下端设置有身体微运动平衡装置， 能够保证在正常呼 吸状态下， 由于呼吸引起的干扰不会影响到肝动脉的测量值。 0104 信号采集与检测模块内置有电源， 导线接口， 一级差分放大， 滤波， 二级放大， A/D 转换， 频选器， 编码发射器。 既可以将信号依次处理并最终变换为数据包的形式发送到接收 端， 也可以通过数据线直接将信息输入到配备的显示器上。 0105 当血流阻抗图处于检测状态的时候， 开启温控模块的射频加热仪， 在量化好了的 加热模式下， 在规定的时间内将肝区体表温度加热到指定温度。血流阻抗图的幅度在这一 时间内随之改变。信号接收与处理模块同步记录下肝区的温度， 血流阻抗图以。
43、及心电图的 时域曲线， 并通过无线收发装置将信号发送给信号分析与辩证模块。 0106 信号分析与辩证模块硬件部分应用的是 MEMS 技术实现对低频调制以及对加热的 功率反馈进行控制。 软件部分利用的是Microsoft Visual basic6.0编程软件。 利用medlab 编程显示波形， 并且利用小波变换常规算法提取特征点。 0107 远红外脉冲加热模块的加热脉冲频率为 7-13Hz， 规格为 100*16cm， 红外波长为 500-1000m。属于经过检测的肝脏最适加热频率， 加热器功率为 20-100kj/h， 电源设计为 可充电式高能锂电池， 在使用的过程中只需要将开关打开， 就可。
44、以实现可调功率加热。 充电 方式为 220v 市电充电法， 充电插销后端有电隔离变压器， 实现充电电压转化的同时， 保持 装置的电器隔离。 高能锂电池的供电功率可以达到120kj/h， 每次充电之后都可以使用5小 时以上， 即至少十次标准测量。 由于存在能量的散失， 以标准热利用率50计算， 当功率打 开在 60W/h 时， 可以在 20 分钟的时间内将肝脏表面的温度加热上升 1 摄氏度， 如果将功率 输出以及环境温度作为恒定值， 便可以实现不同佩戴者， 或者同一佩戴者多次测量之后的 血流阻抗图以及心电图的直接可比性。 实现在不同的时间测量到的动态变化的肝血流数据 的相互比较。 将肝血流图在一。
45、天中的最大值和最小值的时间与正常人群测试的数据库相比 较， 得到差值最大的时间段， 然后对应人体经络当令时间， 判断出肝血流异常的病因。 0108 四 . 使用方法 ： 0109 将调理仪围在身体胸廓下部位置， 将标志物对准剑突位置， 然后用束带将调理仪 束紧， 打开左侧口袋里的电源开关， 就可以采集到信号， 信号采集装置会自动记录下波形 图， 并对采集到的信息进行计算， 得出人的各种生理指标数值。 0110 然后拨动穿戴以上的控温旋钮， 调节加热的温度以及加热频率， 也可以打开自动 调频调时反馈装置， 让加热仪自动打到最优频率位置。 在这个过程中， 检测仪实时记录下不 同时间不同温度情况下的。
46、生理参数变化， 然后将整个加热过程的曲线绘制为肝生理变化曲 线， 然后自动进行分析， 也可以根据功能的需求手动选择分析项。 计算得出机体调节能力以 及身体的健康状态。 0111 采集完毕后， 可以翻开历史记录， 进行肝加热生理参数变化曲线的比较， 观察身体 的状态变化。 也可以对曲线进行特征值分析， 结合四诊诊断信息， 综合得出原因所在以及治 疗方案。 说 明 书 CN 103830844 A 11 10/10 页 12 0112 分析完成之后， 可以将数据变成文本格式， 通过无线发射装置将调制好的信号发 送到附近的手机或者无线信号接收设备上去。 0113 打开接收软件， 便能够看到相应的信号。
47、波形以及分析结果报告。可以通过再次发 送将结果发送给医生或者监护人。实现远端监护。 0114 注意 ： 不要在充电的时候使用！ 0115 五 . 附图序号 ： 0116 1 为肝血流调理仪的外层束带， 靠左边起 50cm 的区域附着有尼龙搭扣， 与右侧外 束带的外侧相互黏连。 0117 2 为热电偶传感器组的位置， 集合有多个传感器。 0118 3 为肝血流阻抗检测导体。其中， 在图 2 上 3、 11 为供电电极， 9、 10 为检测电极 0119 4 为标准 II 导联心电贴片。 0120 5 为信号接收辩证显示器 0121 6 为信号接收与预处理模块 0122 7 为远红外脉冲加热垫 0。
48、123 8 为脉冲、 功率调节器， 内附高能锂电池。 0124 14 为导线， 实物以一条集成线传导信号， 本信号在调理仪外层布料的夹层中， 不与 人体直接接触。 0125 15 为 SAP 材料的体液采集带， 覆盖了血流阻抗导体的内部区域。 0126 16 为充电电源插销， 0127 17 为电耦合器， 保证充电电源电流不与设备直接接触， 但是使用时依然注意， 不要 在充电的时候使用。 0128 18 为肝动脉脉搏波传感器探头。 说 明 书 CN 103830844 A 12 1/4 页 13 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103830844 A 13 2/4 页 14 图 4(1) 图 4(2) 图 5 图 5(1) 图 5(2) 说 明 书 附 图 CN 103830844 A 14 3/4 页 15 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 103830844 A 15 4/4 页 16 图 8 说 明 书 附 图 CN 103830844 A 16 。