一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，且公开了一种神经调控系统，包括信息采集模块、调整控制模块、神经刺激模块与系统交互模块，所述信息采集模块、调整控制模块与神经刺激模块通过数据总线进行通信连接，所述系统交互模块通过无线通信技术与信息采集模块、调整控制模块和神经刺激模块进行无线通信连接。该一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置，通过脑电刺激电路控制脑电刺激电极放电，通过非侵入式地向大脑传输微弱电流，形成神经元兴奋或抑制，调节神经网络模式，特异性地针对干预觉醒

【技术实现步骤摘要】
一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，具体为一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置。

技术介绍

[0002]脑是一个由成千亿个神经元组成的器官，这些神经元形成一个相互交织的神经网络，神经网络之间通过神经元的膜电位发放进行信息的传递与整合，而在睡眠状态下的脑波与正常清醒时的脑波是不同的。随着科学技术的发展，在改善睡眠的研究中，针对睡眠调节的非侵入式脑刺激方案越来越凸显优势。使用最广泛的神经刺激技术是经颅电刺激tDCS，可用于长时程增强LTP和抑制LTD，增强神经可塑性，从而实现物理刺激调节神经活动，已达到睡眠改善的目的。但是DCS设备笨重且昂贵，不能被广泛使用。因此，针对当前诊疗设备的监护环境要求高、分析技术要求高、费用高、院内院外使用的缺点，临床上已提出一种亟待解决的需求：更加科学、先进的新睡眠监测与调控整体解决方案以替代原有技术。
[0003]为此，我们提出一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置。

技术实现思路

[0004]为了弥补现有技术的不足，本专利技术提供如下技术方案：一种神经调控系统，包括信息采集模块、调整控制模块、神经刺激模块与系统交互模块，所述信息采集模块、调整控制模块与神经刺激模块通过数据总线进行通信连接，所述系统交互模块通过无线通信技术与信息采集模块、调整控制模块和神经刺激模块进行无线通信连接；
[0005]所述信息采集模块对睡眠时的脑电波活动进行检测与记录；
[0006]所述调整控制模块将信息采集模块收集的脑电波活动数据进行分析，并对睡眠时的脑电波进行特征提取；
[0007]所述神经刺激模块通过对靶向神经释放微电流，刺激靶向神经，改变脑电波；
[0008]所述系统交互模块集成为手机APP，并通过APP对信息采集模块、调整控制模块与神经刺激模块中的数据进行查看与调整。
[0009]优选的，所述信息采集模块包括历史脑电数据、实时脑电采集单元与脑电采集电极，所述历史脑电数据包括之前采并集所记录保存的所有脑电数据，所述实时脑电采集单元通过设定间隔时间对脑电波进行实时的采集、处理与记录，所述脑电采集电极通过与头部皮肤接触采集脑电波。
[0010]优选的，所述脑电采集电极采用银、氯化银、不锈钢或者金中的一种制成，所述脑电采集电极能够直接接触头皮，使用时不需要上导电胶，采集到的信号为10uV量级的电信号，所述脑电采集电极采集的信号为模拟电信号，经过实时脑电采集单元中的数字采集单元的放大、模拟滤波和A/D转换之后，最终输出为数字信号，数字信号最终被传输至系统交互模块上。
[0011]优选的，所述调整控制模块包括生理指标监测单元、预处理单元、脑电特征提取单
元与模式识别单元，所述生理指标监测单元以测量心率、血压、体温和呼吸频率，所述预处理单元对信息采集模块与生理指标监测单元采集的数据进行预处理，所述模式识别单元基于信息采集模块对处理后的脑波进行模式识别以对印不同的睡眠阶段。
[0012]优选的，所述神经刺激模块包括脑电刺激电极、安全隔离单元与脑电刺激电路，所述脑电刺激电极采用银或者氯化银制成，所述脑电刺激电极能够直接接触头皮，使用时不需要上导电胶，所述安全隔离单元用于降低其他模块对脑电刺激电极与脑电刺激电路的电流干扰，同时所述安全隔离单元也用于降低脑电刺激电极与脑电刺激电路之间的电流干扰，所述脑电刺激电路输出恒定电流传输至脑电刺激电极上，以使脑电刺激电极向大脑放点产生电刺激。
[0013]优选的，所述系统交互模块包括视窗单元、按键单元与语音单元，所述视窗单元、按键单元与语音单元集合在手机APP内，所述视窗单元通过手机显示屏显示各个模块的相应数据与按键模块的虚拟按键，所述视窗单元、按键单元与语音单元基于视频、按键与语音中的至少一种方式与系统使用者进行交互。
[0014]优选的，所述生理指标监测单元包含多个生理指标监测设备，所述生理指标监测单元的多个生理指标监测设备检测项目包括但不限于心率、血压、体温和呼吸频率。
[0015]优选的，所述脑电刺激电路包括升压电路和恒流源电路，升压电路主要用于将3.3V电源转换成恒流源电路所需要的12V电源，恒流源电路能够输出恒定电流，该恒定电流传输至脑电刺激电极上，以使脑电刺激电极向大脑放点产生电刺激。
[0016]一种可穿戴神经调控装置，包括柔性头盔和权利要求1～8中任一项所述的一种神经调控系统。
[0017]优选的，所述柔性头盔的内部固定安装有脑电采集电极与脑电刺激电极，所述柔性头盔的顶部固定连接有设备盒，所述脑电采集电极与脑电刺激电极依次交替设置在柔性头盔的内部，所述设备盒内设置有信息采集模块、调整控制模块与神经刺激模块。
[0018]有益效果
[0019]与现有技术相比，本专利技术提供了一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置，具备以下有益效果：
[0020]1、该一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置，通过实时脑电采集单元与脑电采集电极进行脑电的实时采集与记录，并通过调整控制模块中的预处理单元进行数据处理，实现对睡眠中的脑电活动的实时监测，通过模式识别模块配合生理指标监测单元的数据进行比对以确定睡眠随处的阶段与睡眠质量的好坏。
[0021]2、该一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置，通过信息采集模块与调整控制模块对睡眠时的脑电进行监测，当睡眠质量下降，脑电产生异常波动后，通过脑电刺激电路控制脑电刺激电极放电，通过非侵入式地向大脑传输微弱电流，自颅外无创伤地穿透颅骨屏障刺激小脑顶核区，刺激颅脑启动固有的神经保护机制，改善脑部血液循环，提高睡眠质量。
[0022]3、该一种神经调控系统及可穿戴神经调控装置，通过将柔性头盔佩戴在头部，用固定绑带固定住，使得柔性头盔便于携带，方便使用，可以居家治疗，通过脑电采集电极与脑电刺激电极分别对脑电进行检测收集和刺激调整，同时系统交互模块中的视窗单元、按键单元与语音单元集合在手机APP内，并通过视频、按键与语音中的至少一种方式与系统使
用者进行交互，使得使用者可以清楚直观了解自身的睡眠情况。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的调控装置的结构示意图一；
[0025]图3为本专利技术的调控装置的结构示意图二；
[0026]图4为脑电波波段频率表。
[0027]图中：100、信息采集模块；101、历史脑电数据；102、实时脑电采集单元；103、脑电采集电极；200、调整控制模块；201、生理指标监测单元；202、预处理单元；203、脑电特征提取单元；204、模式识别单元；300、神经刺激模块；301、脑电刺激电极；302、安全隔离单元；303、脑电刺激电路；400、系统交互模块；401、视窗单元；402、按键单元；403、语音单元；501、柔性头盔；502、设备盒；503、固定绑带。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经调控系统，包括信息采集模块(100)、调整控制模块(200)、神经刺激模块(300)与系统交互模块(400)，其特征在于：所述信息采集模块(100)、调整控制模块(200)与神经刺激模块(300)通过数据总线进行通信连接，所述系统交互模块(400)通过无线通信技术与信息采集模块(100)、调整控制模块(200)和神经刺激模块(300)进行无线通信连接；所述信息采集模块(100)对睡眠时的脑电波活动进行检测与记录；所述调整控制模块(200)将信息采集模块(100)收集的脑电波活动数据进行分析，并对睡眠时的脑电波进行特征提取；所述神经刺激模块(300)通过对靶向神经释放微电流，刺激颅脑启动固有的神经保护机制，改变脑电波；所述系统交互模块(400)集成为手机APP，并通过APP对信息采集模块(100)、调整控制模块(200)与神经刺激模块(300)中的数据进行查看与调整。2.根据权利要求1所述的一种神经调控系统，其特征在于：所述信息采集模块(100)包括历史脑电数据(101)、实时脑电采集单元(102)与脑电采集电极(103)，所述历史脑电数据(101)包括之前采并集所记录保存的所有脑电数据，所述实时脑电采集单元(102)通过设定间隔时间对脑电波进行实时的采集、处理与记录，所述脑电采集电极(103)通过与头部皮肤接触采集脑电波。3.根据权利要求2所述的一种神经调控系统，其特征在于：所述脑电采集电极(103)采用银、氯化银、不锈钢或者金中的一种制成，所述脑电采集电极(103)能够直接接触头皮，使用时不需要上导电胶，采集到的信号为10uV量级的电信号，所述脑电采集电极(103)采集的信号为模拟电信号，经过实时脑电采集单元(102)中的数字采集单元的放大、模拟滤波和A/D转换之后，最终输出为数字信号，数字信号最终被传输至系统交互模块(400)上。4.根据权利要求1所述的一种神经调控系统，其特征在于：所述调整控制模块(200)包括生理指标监测单元(201)、预处理单元(202)、脑电特征提取单元(203)与模式识别单元(204)，所述生理指标监测单元(201)以测量心率、血压、体温和呼吸频率，所述预处理单元(202)对信息采集模块(100)与生理指标监测单元(201)采集的数据进行预处理，所述模式识别单元(204)基于信息采集模块(100)对处理后的脑波进行模式识别以对印不同的睡眠阶段。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：任彩丽，张国富，徐新蕾，郑凯，
申请(专利权)人：无锡市精神卫生中心，
类型：发明
国别省市：