基于1/f波動(dòng)的便攜式多功能治療儀的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2022-10-04 19:26
現(xiàn)如今,隨著生活壓力增大以及環(huán)境惡化等因素,亞健康人群比例不斷增加,從而使得健康理療設(shè)備引起人們廣泛關(guān)注。這些理療設(shè)備在促進(jìn)人體血液循環(huán),疲勞緩解,鎮(zhèn)靜鎮(zhèn)痛等方面具有積極作用。但目前理療產(chǎn)品設(shè)計(jì)存在大量問題,主要體現(xiàn)為:功能性單一,易用性弱,參數(shù)設(shè)計(jì)不合理,用戶舒適度差等。因此,本文基于1/f波動(dòng)理論,采用STM32F103系列芯片作為微處理器,設(shè)計(jì)了一款功能豐富且易攜帶的治療裝置,此裝置主要集成了體感音樂振動(dòng)、TDP電磁理療以及生物電刺激三大功能,并采用按鍵和LCD顯示屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。首先,本文通過對1/f波動(dòng)理論分析,得出人的大腦活動(dòng)符合1/f波動(dòng)規(guī)律,同時(shí)具有該規(guī)律的活動(dòng)帶給人一種和諧舒適感,確定1/f波動(dòng)作為各功能參數(shù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論;同時(shí)結(jié)合生物醫(yī)學(xué)和電子信息技術(shù)詳細(xì)闡述各功能模塊治療機(jī)理。其次,本文通過以下三個(gè)方面完成裝置系統(tǒng)設(shè)計(jì)。硬件電路設(shè)計(jì)方面,主要包括:振動(dòng)器驅(qū)動(dòng),RC測溫及溫度控制,信號(hào)濾波,Boost變換器,脈沖信號(hào)調(diào)理,過流保護(hù),主控模塊,人機(jī)交互的電路設(shè)計(jì)以及PCB板制作等。軟件設(shè)計(jì)方面,主要包括:采用MATLAB篩選符合1/f特征的音樂信號(hào),設(shè)計(jì)低通濾波器濾出...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 結(jié)構(gòu)安排
第2章 治療儀理論研究及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 1/f波動(dòng)理論
2.2 各功能模塊治療機(jī)理分析
2.2.1 體感音樂治療原理
2.2.2 TDP電磁理療原理
2.2.3 生物電刺激治療機(jī)理
2.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.3.1 設(shè)計(jì)方案
2.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第3章 多功能治療儀硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 硬件體系整體設(shè)計(jì)
3.1.1 主控模塊設(shè)計(jì)
3.1.2 系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)
3.2 電源管理模塊設(shè)計(jì)
3.3 體感音樂振動(dòng)模塊
3.4 測溫技術(shù)及加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.4.1 RC測溫原理
3.4.2 測溫及加熱電路實(shí)現(xiàn)
3.5 生物電刺激硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.1 升壓電路設(shè)計(jì)
3.5.2 信號(hào)調(diào)理及反饋電路
3.6 液晶顯示模塊
3.7 本章小結(jié)
第4章 治療儀各功能參數(shù)設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)
4.1 音樂信號(hào)處理
4.2 TDP理療參數(shù)設(shè)計(jì)
4.3 生物電刺激參數(shù)研究與設(shè)計(jì)
4.3.1 波型與波頻
4.3.2 脈沖強(qiáng)度與脈沖寬度
4.3.3 電刺激參數(shù)產(chǎn)生方法
4.3.4 脈沖信號(hào)輸出程序設(shè)計(jì)
4.4 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析
5.1 裝置研制
5.2 系統(tǒng)性能測試及分析
5.2.1 加熱系統(tǒng)測試
5.2.2 生物電刺激測試及結(jié)果分析
5.3 舒適度評估與結(jié)果分析
5.3.1 語義分析與方差分析概念
5.3.2 舒適度評估及分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深部熱療對放射性肺炎預(yù)防作用的臨床研究[J]. 高玉華,楊育梁,唐楠,陳婧,王海燕,潘巖,李冬杰,馬少林,王艷麗,李潤浦,張旭宇,李冬雷,李鳳彩. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué). 2018(01)
[2]“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下健康理療產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)趨勢研究[J]. 傅曉云,胡茜茜,朱意灝. 包裝工程. 2017(22)
[3]鼻炎熱療儀治療小兒鼻炎鼻竇炎的療效觀察[J]. 高穎. 中國醫(yī)療器械信息. 2017(21)
[4]不同頻率和波寬組合電刺激對健康大鼠痛閾變化的研究[J]. 周杰,莊晟堅(jiān),龔杰,吳媛媛,房軍帆,邵曉梅,方劍喬. 浙江中醫(yī)雜志. 2017(10)
[5]相關(guān)變量隨機(jī)數(shù)序列產(chǎn)生方法[J]. 馬續(xù)波,劉佳藝,徐佳意,魯凡,陳義學(xué). 物理學(xué)報(bào). 2017(16)
[6]中頻電療儀相關(guān)醫(yī)療器械不良事件的國內(nèi)文獻(xiàn)分析[J]. 楊飛,鐘蕾,劉東紅. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志. 2017 (07)
[7]不同頻率電針刺激緩解大鼠痛情緒的行為觀察[J]. 秦國華,馬洋,趙欣,王志華,賈欣,代潔瓊,陳建鳴,張策,張宇. 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2017(14)
[8]中國健康產(chǎn)業(yè)國際化的思考——以中華養(yǎng)生文化及中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)國際化為分析視角[J]. 郭德君. 社會(huì)科學(xué). 2016(08)
[9]熱療加化療治療晚期胃癌疼痛的臨床應(yīng)用價(jià)值[J]. 王浩,趙雄,朱靜. 吉林醫(yī)學(xué). 2016(06)
[10]自然界信號(hào)的1/f特征和感覺神經(jīng)系統(tǒng)響應(yīng)特性[J]. 范博強(qiáng),何裕嘉,于玉國. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2016(04)
碩士論文
[1]便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙愛玲.電子科技大學(xué) 2017
[2]基于用戶為中心的家庭醫(yī)療保健產(chǎn)品開發(fā)[D]. 林齊超.華南理工大學(xué) 2016
[3]嵌入式中頻電療儀設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭楷.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[4]體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)研究[D]. 魏靜.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[5]青年理療產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D]. 祁琪.北京理工大學(xué) 2015
[6]基于ARM的智能溫度控制器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 蔡恩豐.寧波大學(xué) 2014
[7]基于ARM的新型智能電針治療儀的研制與療效評估[D]. 畢圣昭.南昌大學(xué) 2014
[8]基于電磁理療技術(shù)的保健服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究[D]. 頊偉.浙江大學(xué) 2014
本文編號(hào):3685623
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本文研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 結(jié)構(gòu)安排
第2章 治療儀理論研究及系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 1/f波動(dòng)理論
2.2 各功能模塊治療機(jī)理分析
2.2.1 體感音樂治療原理
2.2.2 TDP電磁理療原理
2.2.3 生物電刺激治療機(jī)理
2.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
2.3.1 設(shè)計(jì)方案
2.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)
2.4 本章小結(jié)
第3章 多功能治療儀硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1 硬件體系整體設(shè)計(jì)
3.1.1 主控模塊設(shè)計(jì)
3.1.2 系統(tǒng)外圍電路設(shè)計(jì)
3.2 電源管理模塊設(shè)計(jì)
3.3 體感音樂振動(dòng)模塊
3.4 測溫技術(shù)及加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.4.1 RC測溫原理
3.4.2 測溫及加熱電路實(shí)現(xiàn)
3.5 生物電刺激硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.5.1 升壓電路設(shè)計(jì)
3.5.2 信號(hào)調(diào)理及反饋電路
3.6 液晶顯示模塊
3.7 本章小結(jié)
第4章 治療儀各功能參數(shù)設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)
4.1 音樂信號(hào)處理
4.2 TDP理療參數(shù)設(shè)計(jì)
4.3 生物電刺激參數(shù)研究與設(shè)計(jì)
4.3.1 波型與波頻
4.3.2 脈沖強(qiáng)度與脈沖寬度
4.3.3 電刺激參數(shù)產(chǎn)生方法
4.3.4 脈沖信號(hào)輸出程序設(shè)計(jì)
4.4 系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)
4.5 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析
5.1 裝置研制
5.2 系統(tǒng)性能測試及分析
5.2.1 加熱系統(tǒng)測試
5.2.2 生物電刺激測試及結(jié)果分析
5.3 舒適度評估與結(jié)果分析
5.3.1 語義分析與方差分析概念
5.3.2 舒適度評估及分析
5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 全文工作總結(jié)
6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]深部熱療對放射性肺炎預(yù)防作用的臨床研究[J]. 高玉華,楊育梁,唐楠,陳婧,王海燕,潘巖,李冬杰,馬少林,王艷麗,李潤浦,張旭宇,李冬雷,李鳳彩. 現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué). 2018(01)
[2]“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代下健康理療產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)趨勢研究[J]. 傅曉云,胡茜茜,朱意灝. 包裝工程. 2017(22)
[3]鼻炎熱療儀治療小兒鼻炎鼻竇炎的療效觀察[J]. 高穎. 中國醫(yī)療器械信息. 2017(21)
[4]不同頻率和波寬組合電刺激對健康大鼠痛閾變化的研究[J]. 周杰,莊晟堅(jiān),龔杰,吳媛媛,房軍帆,邵曉梅,方劍喬. 浙江中醫(yī)雜志. 2017(10)
[5]相關(guān)變量隨機(jī)數(shù)序列產(chǎn)生方法[J]. 馬續(xù)波,劉佳藝,徐佳意,魯凡,陳義學(xué). 物理學(xué)報(bào). 2017(16)
[6]中頻電療儀相關(guān)醫(yī)療器械不良事件的國內(nèi)文獻(xiàn)分析[J]. 楊飛,鐘蕾,劉東紅. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志. 2017 (07)
[7]不同頻率電針刺激緩解大鼠痛情緒的行為觀察[J]. 秦國華,馬洋,趙欣,王志華,賈欣,代潔瓊,陳建鳴,張策,張宇. 中國醫(yī)學(xué)創(chuàng)新. 2017(14)
[8]中國健康產(chǎn)業(yè)國際化的思考——以中華養(yǎng)生文化及中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)國際化為分析視角[J]. 郭德君. 社會(huì)科學(xué). 2016(08)
[9]熱療加化療治療晚期胃癌疼痛的臨床應(yīng)用價(jià)值[J]. 王浩,趙雄,朱靜. 吉林醫(yī)學(xué). 2016(06)
[10]自然界信號(hào)的1/f特征和感覺神經(jīng)系統(tǒng)響應(yīng)特性[J]. 范博強(qiáng),何裕嘉,于玉國. 中國科學(xué):生命科學(xué). 2016(04)
碩士論文
[1]便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 趙愛玲.電子科技大學(xué) 2017
[2]基于用戶為中心的家庭醫(yī)療保健產(chǎn)品開發(fā)[D]. 林齊超.華南理工大學(xué) 2016
[3]嵌入式中頻電療儀設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 鄭楷.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[4]體感音樂治療生理信息反饋智能系統(tǒng)研究[D]. 魏靜.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[5]青年理療產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究[D]. 祁琪.北京理工大學(xué) 2015
[6]基于ARM的智能溫度控制器的設(shè)計(jì)與研究[D]. 蔡恩豐.寧波大學(xué) 2014
[7]基于ARM的新型智能電針治療儀的研制與療效評估[D]. 畢圣昭.南昌大學(xué) 2014
[8]基于電磁理療技術(shù)的保健服務(wù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)研究[D]. 頊偉.浙江大學(xué) 2014
本文編號(hào):3685623
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