经颅刺激方法和装置制造方法及图纸

一种经颅刺激方法和装置，其中，该经颅刺激方法包括：获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。本申请提供的技术方案可有效提高对大脑的刺激效果。

【技术实现步骤摘要】
经颅刺激方法和装置
本申请涉及生物医学领域，尤其涉及一种经颅刺激方法和装置。
技术介绍
利用无创的经颅刺激技术来研究大脑工作机制以及改善脑功能是近些年脑科学研究的热点问题。经颅电刺激(TranscranialElectricalStimulation，TES)和经颅磁刺激(TranscranialMagneticStimulation,TMS)就是两种典型的经颅刺激技术。对健康成年人研究表明，无创的经颅刺激技术能够提高用户在多种任务下的认知能力，如增强用户在语言能力、数学能力、注意力、记忆力、协调能力和解决问题等方面的能力。TMS所需要的设备比较昂贵，体积也偏大，不适合便携和广泛推广使用。相比之下，TES所需要的设备相对便宜和轻便，可以做成适合家庭使用的便携设备。TES通过电极将低强度的电流作用于特定脑区，达到调节大脑皮层神经活动的目的。TES这项技术包括多种刺激方式，根据不同的电流形式分为：经颅直流电刺激(TranscranialDirectCurrentStimulation,tDCS)、经颅交流刺激(TranscranialAlternatingCurrentStimulation,tACS)、经颅随机噪声刺激(TranscranialRandomNoiseStimulation,tRNS)。由于目前存在的经颅电刺激所利用的电流均为普通的直流电或交流电，与大脑的工作机制关系不大，因此，现有的经颅电刺激对大脑的刺激效果小。
技术实现思路
本申请提供一种经颅刺激方法和装置，可提高对大脑的刺激效果。本申请第一方面提供一种经颅刺激方法，包括：获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。本申请第二方面提供一种经颅刺激装置，包括：获取单元，用于获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；确定单元，用于基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；输出单元，用于基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。本申请第三方面提供一种经颅刺激装置，包括：微处理器、刺激信号发生器以及刺激信号输出极；所述微处理器用于：获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；基于所述刺激信号序列控制所述刺激信号发生器产生相应的刺激信号并通过所述刺激信号输出极输出所述刺激信号。本申请第四方面提供一种经颅刺激装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述本申请第一方面提供的经颅刺激方法。本申请第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述本申请第一方面提供的经颅刺激方法。经专利技术人研究发现，大脑产生的脑电波中通常存在高低频振荡的耦合现象，故本申请通过获取与第一频率和第二频率，并基于该第一频率和第二频率确定刺激信号序列。由于在刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为第一频率，并且，第一频率和第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关且存在高低之分，因此，上述刺激信号序列所表征的刺激信号存在高低频振荡的耦合现象，也即，上述刺激信号序列与待测脑区的工作机制有较高的相关性，这使得基于该刺激信号序列向待刺激脑区输出的刺激信号能够更好地刺激待刺激脑区。可见，相对于传统的经颅电刺激方法，本申请能够有效提高对大脑的刺激效果。附图说明图1-a为本申请提供的经颅刺激方法一个实施例流程示意图；图1-b为本申请提供的一种对脑电中的低频段和高频段滤波后的脑电示意图；图1-c为本申请提供的一种基于红外序列公式所确定的刺激信号序列表征的刺激信号示意图；图1-d为本申请提供的一种LH-ACS的刺激信号示意图；图1-e为本申请提供的一种iLH-ACS的刺激信号示意图；图1-f为本申请提供的一种cLH-ACS的刺激信号示意图；图2为本申请提供的LH-ACS的一种应用场景示意图；图3为本申请提供的经颅刺激装置一个实施例结构示意图；图4为本申请提供的经颅刺激装置另一个实施例结构示意图；图5为本申请提供的经颅刺激装置再一个实施例结构示意图。具体实施方式为使得本申请的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。如图1-a所示，本申请实施例中一种经颅刺激方法包括：步骤101、获取第一频率和第二频率；其中，上述第一频率和上述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且上述第一频率低于上述第二频率。经过本申请专利技术人研究发现，脑电波是由不同种类的不同放电频率的神经元相互作用产生的，而产生的脑电波中通常存在高低频振荡的耦合现象。通常脑电波在功率密度谱(PowerSpectralDensity，PSD)1-100Hz上呈现下降趋势，但是在其耦合的两个频段往往会有连个波峰。这种高低频振荡的耦合现象的具体形式是：分别对低频段和高频段滤波后，发现低频信号在波峰时高频信号的幅值会变小，而低频信号在波谷时高频信号的幅值会变大，如图1-b所示。在图1-b中，AreaA、AreaB和AreaC分别表示不同的脑区，PeiodI和PeiodII表示不同的时段。利用这种脑电波的特性，在第一种应用场景中，可以由相关人员通过分析用户待刺激脑区的脑电特性，从中确定出上述第一频率和上述第二频率并输入，使得步骤101可获取到上述第一频率和上述第二频率。或者，在另一种应用场景中，专利技术人研究发现，大脑的内生振荡通常存在Theta频段和gamma频段，其中，Theta频率的频率范围为4-8赫兹(即Hz)，gamma频段的频率范围为30-100Hz。因此，步骤101具体可以表现为：从第一频率范围中选取一频率作为上述第一频率，并从第二频率范围中选取一频率作为第二频率，其中，上述第一频率为1Hz至40Hz，上述第二频率为10Hz至150Hz。具体的，也可以直接从Theta频段中选取一频率作为上述第一频率，并从gamma频段中选取一频率作为上述第二频率。需要说明的是，由于上述第一频率范围和上述第二频率范围存在交本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种经颅刺激方法，其特征在于，包括：获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。

【技术特征摘要】
1.一种经颅刺激方法，其特征在于，包括：获取第一频率和第二频率，其中，所述第一频率和所述第二频率与待刺激脑区的脑电特性相关，且所述第一频率低于所述第二频率；基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列，其中，所述刺激信号序列表征各时间点输出的刺激信号大小，且，在所述刺激信号序列中，刺激信号的输出频率为所述第二频率且刺激信号的幅值变化的频率为所述第一频率；基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。2.根据权利要求1所述的经颅刺激方法，其特征在于，所述获取第一频率和第二频率为：从第一频率范围中选取一频率作为第一频率，其中，所述第一频率范围为1赫兹至40赫兹；从第二频率范围中选取一频率作为第二频率，所述第二频率范围为10赫兹至150赫兹。3.根据权利要求1或2所述的经颅刺激方法，其特征在于，所述刺激信号具体为电流信号；所述基于所述第一频率和所述第二频率，确定刺激信号序列为：将所述第一频率和所述第二频率输入电流序列公式，得到刺激信号序列；其中，所述电流序列公式为：在所述电流序列公式中，It表示在时间点t输出的电流信号的大小，f1表示所述第一频率，f2表示所述第二频率，Imax表示电流信号的最大幅值。4.根据权利要求3所述的经颅刺激方法，其特征在于，所述基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号包括：在预设时长内的各个刺激时间段，分别基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号，且在所述预设时间内的各个等待时间段，停止向所述待刺激脑区输出刺激信号；其中，各个刺激时间段的时间长度相同，且各个等待时间段的时间长度相同，且每个等待时间段位于相邻两个刺激时间段之间。5.根据权利要求3所述的经颅刺激方法，其特征在于，所述基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号包括：在预设时长内连续基于所述刺激信号序列向所述待刺激脑区输出相应的刺激信号。6.根据权利要求1或2所述的经颅刺激方法，其特征在于，所述刺...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄艳，盛银河，胡月妍，赵文贵，唐红思，胡立平，李蕾，王立平，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44