本發(fā)明涉及家用醫(yī)療儀器，特別是涉及一種基于體外反搏控制的智能化家用保健儀及其控制方法。
背景技術(shù)：
：心衰竭、冠心病、心絞痛、腦中風(fēng)等心腦血管疾病是人類的主要?dú)⑹?，占總病死亡?3.5％。隨著世界多數(shù)國(guó)家人口老齡化趨勢(shì)的加劇，心腦血管疾病易感人群急劇增加，如何預(yù)防和治療心腦血管疾病已經(jīng)成為全球關(guān)注的重要課題。根據(jù)我國(guó)衛(wèi)生部發(fā)布的2000-2006《中國(guó)衛(wèi)生統(tǒng)計(jì)年鑒》的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這類疾病是導(dǎo)致我國(guó)人口死亡的主要原因之一，在這七年中一直處于前三位，不僅致殘率高，死亡率也很高。一部分病人病情危重，經(jīng)搶救脫險(xiǎn)后又半身不遂、吞咽困難、失語(yǔ)或癡呆，給社會(huì)和家庭造成沉重的負(fù)擔(dān)。目前對(duì)此類疾病的主要治療手段包括藥物治療、血管再造、動(dòng)脈搭橋以及血管內(nèi)置氣囊等。盡管此類方法見效快，療效較為顯著，但或存在藥物反應(yīng)、耐藥性等問(wèn)題，或因?yàn)榻槿胄詣?chuàng)傷手術(shù)存在大出血、感染以及其他后遺癥風(fēng)險(xiǎn)。從1953年哈佛大學(xué)教授Kantrowitz提出反搏理論開始，經(jīng)過(guò)紐約州立大學(xué)Soroff教授以及中山醫(yī)科大學(xué)鄭振聲教授等不懈努力，體外反搏裝置在過(guò)去50年中得到了大力的發(fā)展和改進(jìn)，在治療心腦血管疾病領(lǐng)域開創(chuàng)了一種非介入、安全有效、無(wú)副作用的新途徑。其治療原理為：在心臟舒張期，對(duì)包裹于小腿、大腿和臀部的氣囊以大約0.03MPa的壓強(qiáng)進(jìn)行擠壓或者序貫擠壓，增加血液回流，改善血液循環(huán)。在動(dòng)脈瓣關(guān)閉之前，快速完全地釋放壓力，不影響心臟收縮期的正常血流。近來(lái)年，在世界范圍內(nèi)陸續(xù)開展了以美國(guó)哈佛大學(xué)、哥倫比亞大學(xué)、耶魯大學(xué)、紐約州立大學(xué)等組成的體外反搏多中心研究(MUST－ECP)和體外反搏治療充血性心衰竭的前瞻性實(shí)驗(yàn)(PEECH)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，體外反搏能有效減輕心絞痛，治療慢性心衰竭、冠心病等多種疾病，并且被證明為能有效保護(hù)心臟 功能，提高生命質(zhì)量。作為用于治療心血管疾病的一項(xiàng)重要手段，該項(xiàng)技術(shù)已被美國(guó)食品和藥物管理局(FoodandDrugAdministration－FDA)認(rèn)可。2006年9月底，美國(guó)權(quán)威心臟病期刊《美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)》雜志上發(fā)表了一篇體外反搏治療心力衰竭的前瞻性研究文章《ProspectiveEvaluationofEECPinCongestiveHeartFailure:ThePEECHTrial》，指出體外反搏能改善正在接受治療的心力衰竭患者的運(yùn)動(dòng)能力，減輕癥狀和改善生活質(zhì)量。報(bào)告分析還顯示，因動(dòng)脈硬化導(dǎo)致的缺血性心衰患者使用EECP治療效果比較好。但是，現(xiàn)有的體外反搏裝置還是存在如下不足：1、現(xiàn)有裝置均以氣體作為動(dòng)力源，其必備的空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐，體積和重量均較大，只適用于醫(yī)院病房使用，由于療程較長(zhǎng)(以月為單位)，病患需每天前往醫(yī)院，十分不便，對(duì)于老年病患更為辛苦；2、鑒于心血管疾病?？赏ㄟ^(guò)預(yù)防措施來(lái)降低發(fā)病率，但現(xiàn)有裝置以治療為主，在前期家庭預(yù)防方面無(wú)法發(fā)揮效果；3、智能性不強(qiáng)，現(xiàn)有裝置大多由醫(yī)生護(hù)士等專業(yè)人士進(jìn)行操作，其人機(jī)交互功能不足。由此可見，體外反搏的小型化、智能化和家用化是擺脫目前體外反搏儀器市場(chǎng)和應(yīng)用推廣尷尬局面的必要手段。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：基于此，本發(fā)明提供一種基于體外反搏原理的小型化、智能化且操作簡(jiǎn)單化的家用保健儀。一種基于體外反搏控制的智能化家用保健儀，包括設(shè)備主體，以及置于該設(shè)備主體內(nèi)的體外反搏控制系統(tǒng)；所述設(shè)備主體包括有顯示面板、外界設(shè)備連接口、內(nèi)置氣泵及氣泵連接口；所述內(nèi)置氣泵與氣泵連接口密封連接；所述體外反搏控制系統(tǒng)包括心電信號(hào)采集模塊、指脈信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊及優(yōu)化控制模塊；所述心電信號(hào)采集模塊用于獲取心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字心電信號(hào)；所述指脈信號(hào)采集模塊用于獲取指脈信號(hào)，并將 指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)；所述信號(hào)處理模塊用于對(duì)數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令；其中，所述智能化家用保健儀還包括腿部序貫式氣囊組件、進(jìn)氣管及電磁閥；所述該腿部序貫式氣囊組件包括壓力傳感器以及與壓力傳感器電連接的壓力連接頭；所述進(jìn)氣管將腿部序貫式氣囊組件與設(shè)備主體上的氣泵連接口密封貫通；所述電磁閥用于控制進(jìn)氣管的關(guān)斷或?qū)?；所述壓力連接頭與設(shè)備主體的外界設(shè)備連接口形成電連接，用于將壓力傳感器所感應(yīng)到的腿部序貫式氣囊組件內(nèi)壓力脈沖信號(hào)變化狀態(tài)輸送至設(shè)備主體；所述體外反搏控制系統(tǒng)還包括壓力信號(hào)采集模塊，該壓力信號(hào)采集模塊與設(shè)備主體的外界設(shè)備連接口形成電連接，并將所述壓力傳感器輸送過(guò)來(lái)的壓力變化狀態(tài)采集后轉(zhuǎn)化為數(shù)字壓力信號(hào)；所述信號(hào)處理模塊用于對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出參考信息；所述優(yōu)化控制模塊用于根據(jù)所述參考信息和數(shù)字壓力信號(hào)，優(yōu)化所述腿部序貫式氣囊組件工作狀態(tài)的控制參數(shù)，并根據(jù)優(yōu)化后的控制參數(shù)輸出用以調(diào)整腿部序貫式氣囊組件及電磁閥工作狀態(tài)的控制命令。所述智能化家用保健儀，其中，所述設(shè)備主體還包括內(nèi)置的散熱風(fēng)扇以及用于安裝散熱風(fēng)扇的散熱口。所述智能化家用保健儀，其中，所述設(shè)備主體還包括用于安裝干電池的電池槽。所述智能化家用保健儀，其中，所述設(shè)備主體還包括設(shè)備固定裝置，設(shè)置于設(shè)備主體的背側(cè)，該設(shè)備固定裝置可以相對(duì)與設(shè)備主體旋轉(zhuǎn)。所述智能化家用保健儀，其中，所述設(shè)備固定裝置包括彎曲的兩個(gè)支撐臂，所述兩個(gè)支撐臂相對(duì)獨(dú)立設(shè)計(jì)或所述兩個(gè)支撐臂通過(guò)各自末端上的橫桿一體設(shè)計(jì)。所述智能化家用保健儀，其中，所述體外反搏控制系統(tǒng)還包括人機(jī)交互及接口模塊，所述人機(jī)交互及接口模塊與設(shè)置在設(shè)備主體上的功能控制按鈕電連接，并通過(guò)信號(hào)處理模塊輸出監(jiān)測(cè)信號(hào)。所述智能化家用保健儀，其中，所述體外反搏控制系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模 塊，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)記錄所述數(shù)字心電信號(hào)、數(shù)字指脈信號(hào)及數(shù)字壓力信號(hào)中各自對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)。所述智能化家用保健儀，其中，所述體外反搏控制系統(tǒng)還包括優(yōu)化控制模塊，該優(yōu)化控制模塊用于根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)、數(shù)字指脈信號(hào)及數(shù)字壓力信號(hào)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令。所述智能化家用保健儀，其中，所述體外反搏控制系統(tǒng)還包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器用于接收控制參數(shù)和啟動(dòng)命令，并將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作的電信號(hào)。針對(duì)上述智能化家用保健儀，本發(fā)明還提供一種控制方法，包括如下步驟：S1、開啟電磁閥使進(jìn)氣管與腿部序貫式氣囊組件導(dǎo)通,通過(guò)壓力傳感器獲知腿部序貫式氣囊組件內(nèi)的壓力變化狀態(tài)，根據(jù)預(yù)置的控制參數(shù)，依據(jù)壓力變化狀態(tài)調(diào)整電磁閥的閉合狀態(tài)，用以控制進(jìn)氣管與腿部序貫式氣囊組件導(dǎo)通或關(guān)斷；S2、判斷檢測(cè)起始時(shí)間距離開機(jī)后的時(shí)間間隔是否大于第一預(yù)設(shè)值；如果是，則檢測(cè)指脈信號(hào)；否則，轉(zhuǎn)步驟S3；S3、判斷本次檢測(cè)起始時(shí)間距離上一次檢測(cè)結(jié)束時(shí)間是否超過(guò)第二預(yù)設(shè)值；如果是，則檢測(cè)指脈信號(hào)；否則，返回步驟S1；S4、根據(jù)檢測(cè)的指脈信號(hào)以及檢測(cè)獲得的心電信號(hào)，優(yōu)化上述步驟S1中的控制參數(shù)，并根據(jù)優(yōu)化后的控制參數(shù)輸出用以調(diào)整腿部序貫式氣囊組件及電磁閥工作狀態(tài)的控制命令，并返回步驟S1；S5、在顯示面板上實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的基于體外反搏控制的智能化家用保健儀，體積小、重量輕，無(wú)需大的空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐在家庭使用者，也可避免高壓裝置所帶來(lái)的安全隱患，并殼實(shí)現(xiàn)一鍵式啟動(dòng)；該保健儀可使更多的人能夠更加方便地受益于該項(xiàng)技術(shù)，并將體外反搏理論推廣到疾病預(yù)防與家庭保健領(lǐng)域。附圖說(shuō)明圖1A、圖1B、圖1C及圖1D為智能化家用保健儀的外部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)示 意圖；圖2為序貫式氣囊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為智能化家用保健儀的體外反搏控制系統(tǒng)方框圖；圖4為優(yōu)化控制模塊實(shí)現(xiàn)流程圖；圖5為控制參數(shù)與心電圖對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；圖6為指脈信號(hào)收縮波和反搏波對(duì)應(yīng)關(guān)系示意圖；圖7為R信號(hào)波檢查示意圖；圖8為R信號(hào)波延遲時(shí)間T確定方法圖；圖9為述智能化家用保健儀的使用方法流程圖。具體實(shí)施方式反搏是通過(guò)機(jī)械的方式，使主動(dòng)脈內(nèi)收縮期血壓降低和舒張期血壓增高，以達(dá)到輔助心臟做功,改善血液循環(huán),增加心、腦、腎等器官的血流灌注的一種輔助循環(huán)方法。反搏通過(guò)提高主動(dòng)脈舒張壓以增加冠狀動(dòng)脈的供血，搶救缺血的心肌，使心臟泵血功能得到增進(jìn)。常用的反搏方法有主動(dòng)脈內(nèi)氣囊反搏和體外反搏兩種。體外反搏(ExternalCounterpulsation,ECP)體外反搏是一種通過(guò)體外無(wú)創(chuàng)性按壓下半身的方法，減輕和消除心絞痛癥狀，改善機(jī)體重要臟器的缺氧缺血狀態(tài)，同時(shí)也是一種用于防治心腦血管疾病的醫(yī)療設(shè)備。它是通過(guò)包裹在四肢和臀部的氣囊，在心臟舒張期對(duì)氣囊充氣加壓，促使肢體動(dòng)脈的血液驅(qū)返至主動(dòng)脈，使舒張壓明顯增高，為心臟增加血流，降低心臟后負(fù)荷；在心臟收縮期氣囊迅速排氣，壓力解除，促使主動(dòng)脈內(nèi)收縮壓下降，最大限度減輕心臟射血期阻力，血液加速流向遠(yuǎn)端，從而達(dá)到反搏效應(yīng)。體外反搏治療的獨(dú)特之處在于它是無(wú)創(chuàng)性的治療，避免了侵入性治療所產(chǎn)生的副作用，同時(shí)操作簡(jiǎn)便、易于推廣普及。這種治療不需要病人住院，在門診即可完成。在心腦血管病防治與康復(fù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，同時(shí)也有益于運(yùn)動(dòng)員疲勞恢復(fù)，糖尿病、功能性性功能障礙等相關(guān)疾病的治療。如圖1A、圖1B、圖1C、圖1D、圖2和圖3所示，本發(fā)明提供的一種基于體外反搏控制的智能化家用保健儀，包括設(shè)備主體4，以及置于該設(shè)備主體內(nèi)的 體外反搏控制系統(tǒng)；設(shè)備主體4包括有顯示面板3、外界設(shè)備連接口(圖中未示出)、內(nèi)置氣泵17(見圖1D中)及外界氣壓設(shè)備連接口7；上述內(nèi)置氣泵17與外界氣壓設(shè)備連接口7密封連接；顯示面板3設(shè)有控制鍵，通過(guò)控制鍵的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)血栓檢測(cè)過(guò)程的控制。顯示面板3為弧度面板，設(shè)于設(shè)備的正上面。顯示面板3與水平面的夾角的范圍為20°-40°。進(jìn)一步的，設(shè)備主體上4還設(shè)有方便提攜的設(shè)備把手1，設(shè)備把手1的大小與設(shè)備外殼4尺寸相適應(yīng)。再進(jìn)一步的，在設(shè)備主體上4還設(shè)有用于安裝備用干電池的電池槽6，設(shè)備主體4內(nèi)部還設(shè)有散熱裝置，如散熱扇，以及用于安裝散熱風(fēng)扇的散熱口5，散熱口5由多個(gè)小孔組成；散熱口5設(shè)置在設(shè)備的側(cè)面并與設(shè)備把手連接端相鄰，電池置于設(shè)備側(cè)面下端的底部，外界氣壓設(shè)備連接口7連接外部氣囊裝置，氣囊裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)人體部位的按摩。更進(jìn)一步的，設(shè)備主體上4還設(shè)有固定裝置2，設(shè)備固定裝置2固定在后背板8上面。為了便于患者在病床或椅子等周邊有固定環(huán)境的情況下，本的設(shè)備固定裝置2設(shè)有彎曲的支撐臂，設(shè)在設(shè)備端的設(shè)備固定裝置2為可旋轉(zhuǎn)，可旋轉(zhuǎn)的角度為180°。通過(guò)彎曲的支撐臂可提高固定的效果，根據(jù)患者的位置調(diào)整可旋轉(zhuǎn)的角度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制面板角度的調(diào)整；上述設(shè)備固定裝置2包括至少兩個(gè)支撐臂獨(dú)立，兩個(gè)支撐臂之間的夾角應(yīng)大于90°；或者上述設(shè)備固定裝置2由至少兩個(gè)支撐臂通過(guò)各自末端上的橫桿一體設(shè)計(jì)組成，最底部的臂主要用于穩(wěn)定支撐。如圖1D和圖3中，體外反搏控制系統(tǒng)包括心電信號(hào)采集模塊14、指脈信號(hào)采集模塊15、信號(hào)處理模塊111及優(yōu)化控制模塊112；上述心電信號(hào)采集模塊14用于獲取心電信號(hào)，并將心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字心電信號(hào)；上述指脈信號(hào)采集模塊15用于獲取指脈信號(hào)，并將指脈信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字指脈信號(hào)；上述信號(hào)處理模塊111用于對(duì)數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出參考信息；上述智能化家用保健儀還包括腿部序貫式氣囊組件21、進(jìn)氣管13及電磁閥18；上述該腿部序貫式氣囊組件21包括壓力傳感器20以及與壓力傳感器電連 接的壓力連接頭(圖1D中與20相連的部分，但未標(biāo)出)；上述進(jìn)氣管將腿部序貫式氣囊組件的進(jìn)氣口與設(shè)備主體上的氣泵連接口密封貫通；上述電磁閥18用于控制進(jìn)氣管的關(guān)斷或?qū)?；上述壓力連接頭與設(shè)備主體的外界設(shè)備連接口形成電連接，用于將壓力傳感器20所感應(yīng)到的腿部序貫式氣囊組件內(nèi)壓力變化狀態(tài)輸送至設(shè)備主體；上述體外反搏控制系統(tǒng)還包括壓力信號(hào)采集模塊121，該壓力信號(hào)采集模塊與設(shè)備主體的外界設(shè)備連接口形成電連接，并將上述壓力傳感器20輸送過(guò)來(lái)的脈沖壓力信號(hào)采集后轉(zhuǎn)化為數(shù)字壓力信號(hào)；上述信號(hào)處理模塊用于對(duì)上述數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)進(jìn)行處理，輸出參考信息；上述優(yōu)化控制模塊用于根據(jù)上述參考信息和數(shù)字壓力信號(hào)，優(yōu)化上述腿部序貫式氣囊組件工作狀態(tài)的控制參數(shù)，并根據(jù)優(yōu)化后的控制參數(shù)輸出用以調(diào)整腿部序貫式氣囊組件及電磁閥、氣泵工作狀態(tài)的控制命令。如圖2和圖1D所示，腿部序貫式氣囊組件21的工作狀態(tài)包括序貫式氣囊211的充氣和放氣兩種工作狀態(tài)，而上述控制參數(shù)主要是用以控制序貫式氣囊在充氣和放氣兩種工作狀態(tài)間進(jìn)行切換。在本發(fā)明的實(shí)施例中，通過(guò)壓力傳感器感測(cè)氣囊內(nèi)的氣體壓力情況，然后結(jié)合上述數(shù)字心電信號(hào)和數(shù)字指脈信號(hào)來(lái)優(yōu)化用以控制腿部序貫式氣囊組件在充氣和放氣兩種工作狀態(tài)之間進(jìn)行切換的控制參數(shù)。然而，腿部序貫式氣囊組件充氣工作時(shí)，通過(guò)啟動(dòng)微型氣泵17和微型電磁閥18來(lái)使進(jìn)氣管向氣囊內(nèi)充氣，腿部序貫式氣囊組件放氣工作時(shí)，通過(guò)關(guān)閉微型氣泵17和微型電磁閥18來(lái)使進(jìn)氣管不向氣囊內(nèi)充氣，并泄放氣囊內(nèi)部氣體。如圖2和圖1D所示，腿部序貫式氣囊組件21包括圖2所示的序貫式氣囊、壓力傳感器20以及與壓力傳感器電連接的壓力連接頭(圖中未標(biāo)出)，其序貫式氣囊主要功能為在執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器115給出的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)下，執(zhí)行對(duì)人體下肢的擠壓動(dòng)作，主要分為三段：腳踝、小腿、大腿。壓力傳感器20主要設(shè)置在主控板12上，該主控板12上還設(shè)置有：心電信號(hào)采集模塊14、指脈信號(hào)采集模塊15、信號(hào)處理模塊111及優(yōu)化控制模塊112等等控制組件。另外在圖1D中，還包括電源控制板11，該電源控制板11與主控板12電連接。智能化家用保健儀通過(guò)設(shè)備主體4內(nèi)置的體外反搏控制系統(tǒng)和背部設(shè)有的氣泵結(jié)構(gòu)進(jìn)行血栓檢測(cè)。上述體外反搏控制系統(tǒng)中：心電信號(hào)采集模塊14，其主要功能為獲取人體心電信號(hào)，并經(jīng)過(guò)硬件信號(hào)處理和變化，將數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)。首先將三個(gè)心電采集電極分別置于人體前胸、左腹部和右腹部三個(gè)部位，其固定方法為將電極置于貼身背心中。采集到的人體表面電位經(jīng)過(guò)隔離電路進(jìn)行隔離后，經(jīng)過(guò)運(yùn)算及放大電路轉(zhuǎn)換為0-5伏特之間的II導(dǎo)聯(lián)或者III導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)，采取何種導(dǎo)聯(lián)可根據(jù)外部按鈕進(jìn)行切換。放大器要求：輸入阻抗≥2MΩ，共模抑制比≥80dB。經(jīng)過(guò)放大的心電信號(hào)由A/D轉(zhuǎn)換模塊變送為數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，采樣頻率為200Hz。指脈信號(hào)采集模塊15，其主要功能為利用光電傳感器采集人手指的實(shí)時(shí)血氧含量，利用血氧含量與血流量的正比性獲取指脈信號(hào)，并經(jīng)過(guò)A/D變換后送入計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)，采樣頻率為20Hz。壓力信號(hào)采集模塊121，其主要功能為利用壓力傳感器采集氣囊中的當(dāng)前壓力，用于監(jiān)測(cè)是否正常。信號(hào)處理模塊111，其主要功能為對(duì)輸入計(jì)算機(jī)或者單片機(jī)的心電、指脈數(shù)字信號(hào)進(jìn)行軟件濾波去噪，并對(duì)電磁閥等關(guān)鍵器件進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證能自檢，如出現(xiàn)機(jī)器故障，可以提示用戶。體表心電信號(hào)十分微弱，其幅值范圍為10uV-5mV，及易被噪聲信號(hào)干擾。這些噪聲信號(hào)包括接觸噪聲、肌電信號(hào)干擾、儀器噪聲以及工頻干擾。高性能的前端放大器將有助于提高噪聲抑制能力，同時(shí)還需要進(jìn)行軟件濾波去噪。首先將心電信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)0.1-100Hz的帶通濾波，從而濾除低頻和高頻噪音。然后利用50Hz工頻陷波消除工頻干擾。最后經(jīng)過(guò)一個(gè)7點(diǎn)平滑濾波器，消除波形上的毛刺，以便后續(xù)處理。如圖3所示，進(jìn)一步地，上述體外反搏控制系統(tǒng)還包括如下模塊：人機(jī)交互及接口模塊114，分別與心電信號(hào)采集模塊14、指脈信號(hào)采集模塊15、壓力信號(hào)采集模塊121電連接；其主要功能為接收人對(duì)該保健儀發(fā)出的控制信號(hào)(如設(shè)備主體面板上的按鈕等)以及機(jī)器內(nèi)部對(duì)微型氣泵、電磁閥等 關(guān)鍵器件的監(jiān)測(cè)信號(hào)，并將保健儀的狀態(tài)通過(guò)可視化(如面板上的LED燈、內(nèi)部的蜂鳴器、消聲器、風(fēng)扇等)的方式顯示給使用者；同時(shí)，將心電信號(hào)采集模塊、指脈信號(hào)采集模塊、壓力信號(hào)采集模塊的各自的信號(hào)進(jìn)行制式轉(zhuǎn)換后輸送至信號(hào)處理模塊。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊113，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用于存儲(chǔ)記錄所述數(shù)字心電信號(hào)、數(shù)字指脈信號(hào)及數(shù)字壓力信號(hào)中各自對(duì)應(yīng)的控制參數(shù)。優(yōu)化控制模塊112，該優(yōu)化控制模塊用于根據(jù)數(shù)字心電信號(hào)、數(shù)字指脈信號(hào)及數(shù)字壓力信號(hào)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，輸出控制參數(shù)和啟動(dòng)命令。優(yōu)化控制模塊主要功能為優(yōu)化執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作參數(shù)，并正確檢測(cè)到R波信號(hào)，將控制命令發(fā)送到執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器，其流程圖如圖4所示。具體控制流程步驟入下：步驟S11，根據(jù)信號(hào)處理模塊輸出的控制參數(shù)，如，智能診斷模塊結(jié)果，判斷智能診斷模塊是否診斷出現(xiàn)異常；如果判斷出現(xiàn)異常，則轉(zhuǎn)至步驟S12；否則轉(zhuǎn)至步驟S13；步驟S12，通過(guò)上述人機(jī)交互模塊顯示診斷結(jié)果，如，通過(guò)設(shè)備主體上的顯示面板顯示，并轉(zhuǎn)步驟S16；步驟S13，根據(jù)指脈信號(hào)，調(diào)用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的歷史控制參數(shù)，并進(jìn)行比對(duì)，然后根據(jù)比對(duì)結(jié)果，優(yōu)化當(dāng)前的控制參數(shù)；步驟S14，對(duì)優(yōu)化后的控制參數(shù)進(jìn)行檢查，并判斷是否檢測(cè)到R信號(hào)波；如果有轉(zhuǎn)步驟S15，否則轉(zhuǎn)步驟S16；步驟S15，向執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器發(fā)送優(yōu)化后的控制參數(shù)，并延遲T時(shí)間發(fā)出啟動(dòng)命令；步驟S16，轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。上述執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器115用于接收控制參數(shù)和啟動(dòng)命令，并將控制參數(shù)和啟動(dòng)命令轉(zhuǎn)化為執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作的電信號(hào)，該電信號(hào)主要是用以控制電磁閥18、風(fēng)扇16、微型氣泵17等進(jìn)行工作。此外如圖1D所示，在與微型氣泵17連通的氣路上設(shè)置消音器19，用于降低氣泵打氣的噪音，提高用戶體驗(yàn)度。如圖4流程所示，所述的控制參數(shù)包括：從R波出現(xiàn)到開始對(duì)腿部進(jìn)行加 壓的延遲時(shí)間T_delay(延遲)，從開始加壓到完全釋放壓力的壓力保持時(shí)間T_keep(保持)以及加壓壓力峰值P_peak(峰值)；三個(gè)控制參數(shù)與心電圖信號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖5至圖8所示。其中，根據(jù)指脈信號(hào)、歷史控制參數(shù)優(yōu)化當(dāng)前的控制參數(shù)的方法為：(1)根據(jù)指脈信號(hào)，確定由心臟收縮引發(fā)的收縮波ASB段和由體外反搏引發(fā)的反搏波BDC段，如下圖所示。(2)計(jì)算兩個(gè)波段的峰值比以及面積比其中P(t)為t時(shí)刻的指脈值，并作為優(yōu)化的目標(biāo)。(3)利用在線優(yōu)化算法，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)，使得優(yōu)化目標(biāo)最大化，即：maxD/Sp＝f(T_delay,T_keep,P_peak)或maxD/Sa＝f(T_delay,T_keep,P_peak)或轉(zhuǎn)化為多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題maxD/Sp=f(T_delay,T_keep,P_peak)maxD/Sa=f(T_delay,T_keep,P_peak).]]>(4)對(duì)優(yōu)化所得的控制參數(shù)進(jìn)行上下界檢驗(yàn)，若控制越界，則賦予對(duì)應(yīng)的邊界值。其中，R波檢測(cè)的方法為：基于差分算法進(jìn)行R波檢測(cè)。通過(guò)計(jì)算心電信號(hào)的差分函數(shù)，消除或減弱P波T波以及其他干擾信號(hào)對(duì)R波檢測(cè)的影響。差分方程為：d(t)＝2f(t)-f(t+Δt)-f(t-Δt)其中f(t)為原始心電數(shù)據(jù)，d(t)為差分信號(hào)，Δt為差分階數(shù)?；诓罘炙惴ǖ腞波檢測(cè)具體步驟如下：(a)根據(jù)采樣率確定合適的Δt，按差分方程計(jì)算心電數(shù)據(jù)的差分，對(duì)于首尾的幾個(gè)數(shù)據(jù)做清零處理。(b)查找差分結(jié)果的最大值dmax，將αdmax作為閾值dlim。(c)遍歷差分結(jié)果，將差分結(jié)果同dlim相比較，若出現(xiàn)大于dlim的數(shù)據(jù)，則在此數(shù)據(jù)和此數(shù)據(jù)后80ms的范圍內(nèi)查找最大值作為一次R波。(d)在此R波后200ms處繼續(xù)開始重復(fù)(c)，直至查找完全部數(shù)據(jù)。通過(guò)試驗(yàn)得出，當(dāng)Δt＝5ts～8ts時(shí)(ts為采樣周期)，P和T波得到了很好的抑制，R波特征明顯。其中，延遲時(shí)間T的確定方法為：如圖7所示，為正確檢測(cè)R波峰值時(shí)刻，需要在R波峰值出現(xiàn)一段時(shí)間以后才能開始計(jì)算，設(shè)計(jì)算時(shí)刻為TJ，計(jì)算出R波峰值時(shí)刻為TR，則延遲時(shí)間T＝T_delay-(TJ-TR)。如圖9所示，針對(duì)上述智能化家用保健儀，本發(fā)明還提供一種控制方法，包括如下步驟：步驟S1、開啟電磁閥使進(jìn)氣管與腿部序貫式氣囊組件導(dǎo)通,通過(guò)壓力傳感器獲知腿部序貫式氣囊組件內(nèi)的壓力變化狀態(tài)，根據(jù)預(yù)置的控制參數(shù)，依據(jù)壓力變化狀態(tài)調(diào)整電磁閥和氣泵的工作狀態(tài)，用以控制進(jìn)氣管與腿部序貫式氣囊組件導(dǎo)通或關(guān)斷。步驟S2、判斷檢測(cè)起始時(shí)間距離開機(jī)后的時(shí)間間隔是否大于第一預(yù)設(shè)值；如果是，則檢測(cè)指脈信號(hào)；否則，轉(zhuǎn)步驟S3。本步驟中檢測(cè)起始時(shí)間是指執(zhí)行上述步驟S1的時(shí)間。第一預(yù)設(shè)值用以通過(guò)時(shí)間判斷在設(shè)備啟動(dòng)正常后啟動(dòng)指脈檢測(cè)實(shí)現(xiàn)步驟S1的優(yōu)化控制，其可以是一個(gè)很小的時(shí)間范圍，例如0.5-2分鐘。步驟S3、判斷本次檢測(cè)起始時(shí)間距離上一次檢測(cè)結(jié)束時(shí)間是否超過(guò)第二預(yù)設(shè)值；如果是，則檢測(cè)指脈信號(hào)；否則，返回步驟S1。第二預(yù)設(shè)值大于第一預(yù)設(shè)值，例如10-35分鐘，第二預(yù)設(shè)值用以通過(guò)時(shí)間界限的判斷重新啟動(dòng)上述步驟S1，避免太長(zhǎng)時(shí)間處于檢測(cè)狀態(tài)而產(chǎn)生誤操作。步驟S4、根據(jù)檢測(cè)的指脈信號(hào)以及檢測(cè)獲得的心電信號(hào)，優(yōu)化上述步驟S1中的控制參數(shù)，并根據(jù)優(yōu)化后的控制參數(shù)輸出用以調(diào)整腿部序貫式氣囊組件及電磁閥、氣泵工作狀態(tài)的控制命令，并返回步驟S1。此步驟中有關(guān)控制參數(shù)的優(yōu)化過(guò)程參見前文相關(guān)內(nèi)容所述，例如，步驟S4包括：首先，根據(jù)指脈信號(hào)，調(diào)用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊中的歷史控制參數(shù)，并進(jìn)行比對(duì)，然后根據(jù)比對(duì)結(jié)果，優(yōu)化當(dāng)前的控制參數(shù)；然后，對(duì)優(yōu)化后的控制參數(shù)進(jìn)行檢查，并判斷是否檢測(cè) 到R信號(hào)波，如果有，則向執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制器發(fā)送優(yōu)化后的控制參數(shù)，并延遲T時(shí)間發(fā)出啟動(dòng)命令，否則轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)。步驟S5、在顯示面板上實(shí)時(shí)顯示檢測(cè)數(shù)據(jù)。如圖1D所示，在顯示面板22上可以顯示前文提到的指脈信號(hào)、心電信號(hào)、壓力信號(hào)、起搏次數(shù)、腿部序貫式氣囊組件的當(dāng)前工作狀態(tài)、電磁閥的當(dāng)前工作狀態(tài)等檢測(cè)數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S1之前還包括：將序貫式氣囊與設(shè)備主體連接好，并接通設(shè)備主體電源，同時(shí)確定序貫式氣囊已經(jīng)綁定于患者的小腿上。在本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施例中，在步驟S1之前還包括：?jiǎn)?dòng)設(shè)置在設(shè)備主體上的電源按鈕，使智能化家用保健儀進(jìn)行初始化設(shè)置，此時(shí)，依次進(jìn)行顯示面板上的面板燈的檢測(cè)、電磁閥和氣泵的檢測(cè)以及序貫式氣囊的檢測(cè)。本發(fā)明提供的基于體外反搏控制的智能化家用保健儀，體積小、重量輕，無(wú)需大的空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐在家庭使用者，也可避免高壓裝置所帶來(lái)的安全隱患，并殼實(shí)現(xiàn)一鍵式啟動(dòng)；該保健儀可使更多的人能夠更加方便地受益于該項(xiàng)技術(shù)，并將體外反搏理論推廣到疾病預(yù)防與家庭保健領(lǐng)域。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說(shuō)明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3