基本信息
- 项目名称：
- 基于超混沌信号的保健理疗仪
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本作品将超混沌理论与传统中医结合在一起并应用到电子理疗仪器的设计中，利用超混沌信号代替以往周期性脉冲信号，经功率放大后输出电信号刺激人体穴位。因超混沌信号具有丰富的动力学特性，不易被肌体所适应，能更好的起到疏经通络、缓解疲劳、改善使用者身体状况的作用。 通过改变电理疗信号的混沌特性，频率和幅度，以满足不同的人不同程度的理疗需求。相比于现有电子理疗仪，本作品对人体的刺激作用持续有效，是对现有电子理疗仪器创新性的改进。
- 详细介绍：
- 自1963年Lorenz发现以他命名的混沌模型以来，混沌动力学在非线性研究领域取得重大发展。现在混沌动力学正由数学和物理的基础理论研究逐步过渡到实际的工程应用领域，并得到了很大发展。超混沌由于具有两个正的Lyaponov指数，其运动轨迹更不可预测。 现代电子技术的迅猛发展给传统中医学也带来了革命性影响，用电子脉冲信号刺激代替手工针刺、按摩的电子理疗仪器便是电子技术与传统中医学的完美结合。 结合国内外现有的电子理疗产品和混沌理论的发展，提出一种基于超混沌信号的保健理疗仪。 通过独立的模拟电路产生超混沌信号，输出的超混沌信号持续稳定，此设计能够克服数字混沌系统因有限字长效应会导致混沌特性退化，而在大范围时间内数字混沌信号亦会存在周期可预测性的问题。 用超混沌信号取代以往周期性脉冲信号，通过输出超混沌信号刺激人体，因其丰富的动力学特性而不易被人体适应，能更好地缓解疲劳，改善使用者身体状况。 产生的超混沌信号混沌特性、频率、幅度均可调，以适用于不同人群不同程度的理疗需求。 综上所述，通过对传统中医学、超混沌理论的运用以及对市场上现有理疗产品工作原理的研究，本作品创新性的将超混沌理论与传统中医学结合在一起应用到保健理疗设备的设计中，做了很多前瞻性探索，取得的专利如下： 实用新型名称：超混沌保健理疗仪 发明人：杨南东 罗小华 崔军 李锐 申请号：200920126668.5
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本作品的背景与目的： 随着生活节奏的加快，越来越多的人处于疲劳、睡眠不好、肌肉酸痛等亚健康状态。为解决这类问题，市面上有很多电子理疗仪器，相比于药物调理：电子理疗仪有使用方便，无副作用等优点而越来越为使用者所青睐。现有的电子理疗产品是用周期性电脉冲对人体进行刺激，一段时间后，肌体会产生适应，理疗效果发生衰减。超混沌信号具有丰富的动力学特性，能从根本上解决这一问题。 本作品的基本思路： 1.利用超混沌信号代替以往周期性脉冲信号 2.运用独立的模拟电路产生超混沌信号 3.将可控制混沌系统应用到电子保健理疗仪器的信号发生装置中 关键创新点： 1.超混沌理论应用于保健理疗仪的设计中 2.超混沌信号的控制与人体个体差异相对应，使理疗效果最佳 关键技术： 1.超混沌信号的产生 2.对输出混沌信号混沌特性、频率、幅度的控制 3.电信号作用于人体的安全性及有效性问题 技术指标： 电源：交流220V 50Hz 功率： ≤15W 工作波形：超混沌与混沌信号 输出超混信号频率范围： 0.1Hz-550Hz 控制信号频率范围： 0-1KHz 电极输出最大能量： ＜300mj 电极有效输出电压： 1K欧姆负载最大有效值小于36V
科学性、先进性
- 作品科学性及先进性： 国内外在低频电子理疗方面的研究已广泛应用于临床，理疗采用的电信号多样，如正弦波、三角波、方波、梯形波以及各种信号的混合波形等。但是由于输出波形是周期性重复波形，容易被使用者肌体适应而影响理疗效果。国内外有对所述理疗仪的改进方案，如美国的雷沙尔.H.李设计的一种混沌治疗仪（专利号CN 1217943A），它利用微处理器处理存储于只读存储器芯片内的算法和初始化数据，产生数字混沌信号。因数字混沌系统字长有限，一段时间后，产生的混沌信号混沌特性退化，周期性占主导地位，波形仍然会重复，改进效果不明显。 而本作品在总结了上述产品的不足后，结合国内外现有的电子理疗产品和混沌理论的发展，提出一种运用模拟电路产生超混沌信号的电子理疗仪。从人体对电理疗信号的适应性角度出发，用超混沌信号取代周期性脉冲信号刺激人体穴位，并通过改变电理疗信号的混沌特性，频率和幅度，以满足不同的人不同程度的理疗需求。相比于现有电子理疗仪，本作品对人体的刺激作用持续有效，是对现有产品创新性的改进。
获奖情况及鉴定结果
- 第十一届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛重庆赛区 特等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
作品可展示的形式
- 实物现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 使用说明： 1.使用本仪器时，电极应避开心脏部位和皮肤破损部位2.本理疗仪不得与人工心肺机等仪器同时使用3.同一对输出电极应连接在身体的同侧4.调节刺激强度应从小到大，切勿突然增大 技术特点和优势： 1.用超混沌信号代替周期性电脉冲刺激人体 2.电理疗信号混沌特性持续稳定，不易被人体适应 3.超混沌信号的混沌特性可控制，频率、幅度可调 作品适用范围： 本作品适用于长时间处于疲惫状态得不到有效休息的人群以及有神经衰弱、忧郁、失眠等症状的病人。 作品推广前景： 现代中医学作为混沌理论应用的最新领域之一，有着无限的发展潜力。分析社会健康现状：“越来越多的人开始关注健康，但越来越多的人处于亚健康状态。”，一旦超混沌保健理疗仪通过临床试验并取得权威医疗机构认证，必定会带来巨大的社会效益和经济效益。随着混沌理论在生命科学领域的进一步发展，混沌理论有望应用到更多的理疗设备以及医学治疗仪器的设计中。
同类课题研究水平概述
- 我们委托教育部科技查新工作站针对本作品的技术要点，通过《中文科技期刊全文数据库》、《中国科技成果数据库》、《中国学术会议论文数据库》、《中国重要报纸全文数据库》、《中国博硕学位论文数据库》、《中国科技论文在线》、《万方数据库》，Internet对该项目进行了近10—25年的国内文献检索。在检索文献范围内，检索并筛选出相关文献5篇 科技工作站的分析结果如下： 文献[1] 燕山大学的洪文学等人设计的一种基于混沌信号发生技术的双路耳穴眼脑立清治疗仪。其特征是：通过单片机程序控制和极为精简的硬件平台，产生与针灸临床常用针法相对应的、不同频率、不同相位、不同幅值的电脉冲信号，并附加一定变化范围的混沌信号，可以有效的达到目前人工针灸现有的水平，并能有效地解决人体适应性的问题。 文献[2] 广东省汕头市的黄鸿飞设计的一种混沌激光保健医疗仪，根据混沌学理论、光子的生物效应，以及中华传统医学的经络学说和生物控制论等研究而成的仪器。 文献[3] 福建正普生物工程研究所的徐慎初等人设计的一种保健装置，尤其是一种应用混沌波电流刺激的保健装置。设有混沌信号电路、输出控制开关电路、过流控制电路、输出装置和稳压电源。本发明可成为防治神经类精神类疾病的辅助手段。 文献[4] 广东省汕头市的黄鸿飞设计的一种混沌光子医疗和生物种子优质化处理的一种混沌光子多用途装置，本发明根据混沌学理论、光子的生物效应，以及中华传统医学的经络学说和生物控制论等研究而成的装置。本发明不仅对人体的保健医疗、延年益寿等方面有显著的效果。 文献[5] 福建正普生物工程研究所的徐慎初等人设计的一种理疗装置。设有混沌信号电路、输出控制电路、定时控制电路、输出装置和稳压电源。已证实经颅混沌电信号刺激对美解眠诱导的大鼠癫痫发作有效，临床病例的发作频率和发作严重度有明显的降低，且耐受性良好。 经以上相关文献的分析，并结合委托查新项目的研究的主要技术要点，本项目查新结论如下： （一） 据检索的相关文献表明，国内文献报道了基于混沌信号的保健理疗仪的设计（文献[1]~[5]）。但未见.超混沌信号应用于保健理疗仪设计的报道。 （二）未见超混沌保健理疗仪输出的超混沌信号的类型（混沌、超混沌）、频率、幅度可调的报道。
