一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法技术方案

本发明专利技术涉及无创性神经调控领域，具体公开了一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，该调控系统包括显示单元，用于向被试者展示刺激图片；脑电信号收集单元，用于接收被试者看到刺激图片后的脑电信号；脑电信号处理单元，用于实时接收脑电信号并进行分析，判断被试者的脑电信号是否存在异常；经颅交流电刺激单元，用于接收脑电信号处理单元发送的异常指令信号，并对被试者的靶区进行电刺激，本发明专利技术可以实时获得被试者的大脑活动情况，在被试者大脑紊乱的时候，及时予以调控，在被试者大脑正常的情况下不调控，有效提高了神经调控的效果，可以对抑郁症病人进行针对性的治疗，使他们的紊乱的脑电波恢复正常。使他们的紊乱的脑电波恢复正常。使他们的紊乱的脑电波恢复正常。

【技术实现步骤摘要】
一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法


[0001]本专利技术涉及无创性神经调控领域，具体是一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法。

技术介绍

[0002]近年来，神经调控技术已经成为神经科学与生物医学工程相结合发展得最快的交叉学科，也成为科学研究、临床治疗和医疗器械投资的重点关注对象。脑神经调控技术是通过侵入性或非侵入性手段，利用光、磁、电、超声等物理或化学等外部技术手段改变脑部内源神经信号传递，从而引起脑功能变化的重要方法。神经调控不仅能在较短时间内引起神经元结构变化，而且特定设计的调控范式还可带来神经功能环路的改变，从而恢复或者提高神经突触连接可塑性，是解析神经元信号传导、研究神经环路、阐明脑功能与行为因果关系的有力工具，又是治疗临床神经系统和精神科疾病的重要手段。
[0003]经颅交流电刺激(tACS)是一种非侵入性技术，低强度的正弦电流被传送到头皮上，以调节皮层脑区的活动，目标脑区处的神经元群的活动频率被带到施加交流电的相同频率。相较于其他神经调控装置，在tACS期间，目标脑区中的尖峰活动越来越多地锁相于外部施加的节律电场，如果施加的频率与网络的固有频率相似，在刺激期间观察到的效果可以一直持续下去。通过对正在进行的神经元活动进行特定频率的时间重组以及随后对突触可塑性的调节，tACS非常适合于神经精神疾病人群的康复神经调节。
[0004]中国专利CN114366126A提出了一种闭环脑电调控方法及系统，以脑电theta节律作为标志物，通过无创脑神经调控技术进行闭环脑电调控，但这个技术方案没有针对性，当被试者仅存在部分认知问题，另一部分认知没有问题时，无法对被试神经进行调控，中国专利CN 113040790A提出了一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统，这个技术方案仅指出被试在睁眼、闭眼任务下如何进行神经调控，使用范围较窄。

技术实现思路

[0005]针对现有的问题，本专利技术提供一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，可以有效的解决
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案：
[0007]一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统，其包括，
[0008]显示单元，用于向被试者展示刺激图片，所述刺激图片包括负性图片、正性图片和中性图片；
[0009]脑电信号收集单元，用于接收被试者看到刺激图片后的脑电信号；
[0010]脑电信号处理单元，用于实时接收脑电信号并进行分析，判断被试者的脑电信号是否存在异常，若存在异常，则发送异常指令；
[0011]经颅交流电刺激单元，用于接收脑电信号处理单元发送的异常指令信号，并对被试者的靶区进行电刺激。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述显示单元包括计算机和显示器，计算机与显示器连接，计算机存储刺激图片并经过显示器向被试者显示，进行图片呈现，诱发特定的ERP成分。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述刺激图片选自国际情绪图片系统的图片库(IAPS库)。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述显示器中刺激图片每次展现6s且相邻图片之间黑屏时间为12s，展示时间和黑屏时间可以根据需求进行修改调整。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述计算机与脑电信号处理单元连接，用于向脑电信号处理单元发送图片标签，且负性图片发送标签1、正性图片发送标签2和中性图片发送标签3。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述脑电信号处理单元判断是否是负性图片，如果是负性图片，则计算被试者此时的ERP评分与theta同步评分，若两个评分中存在不合格项，通过经颅交流电刺激单元对被试者给与电刺激，若两个评分均合格，则不对被试进行刺激，若图片不是负性图片，则不对被试进行刺激。
[0017]还提供了一种基于内源性脑信号的闭环神经调控方法，其包括如下步骤：
[0018]1)配置区块的数量和休息的时长，配置每次区块刺激图片的呈现时间、刺激间隔时间以及每个区块的休息时间，配置脑电波成分N170的通道，确定ERP评分和theta同步评分的合格分数，设置theta波段检测的目标脑区；
[0019]2)显示刺激图片：通过显示单元依次向被试者展示刺激图片，进行图片呈现，诱发特定的ERP成分；
[0020]3)脑电信号处理单元判断刺激图片是否是负性图片，如果不是负性图片，则在刺激间隔时间后显示单元展示下一张图片；
[0021]4)每个负性图片展示结束后，脑电信号收集单元接收脑电信号并传输至脑电信号处理单元，脑电信号处理单元对每个通道获得的ERP分别进行叠加，并对叠加后的EPR进行N170成分检测，进行评分，并把评分与ERP评分的合格分数对比，低于ERP评分的合格分数，则对被试者给予靶区电刺激，电刺激持续；若评分高于ERP评分的合格分数，则进行下一步；
[0022]5)脑电信号处理单元分别计算该负性图片刺激下，左、右前额叶的theta波段能量的均值，并进行评分，并把评分与theta同步评分和ERP评分的合格分数对比，低于theta同步评分的合格分数，则对被试给予靶区电刺激，若高于ERP评分的合格分数，则在刺激间隔时间后展示下一张图片，直至所有刺激图片展示完成。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)本专利技术可以实时获得被试者的大脑活动情况，并在被试脑电异常的情况下予以及时调控。在被试脑电正常的情况下不调控；2)本专利技术基于人机互动的模式，对情绪管理进行细微的调整，被试在主观上需要调整自己的情绪和判断，在客观上受到脑电测量的监控；3)本专利技术引入了电刺激系统，协助神经系统进行神经元群电活动和频率上的调整，可提高神经调控的效果；本专利技术可以用于情绪障碍包括抑郁症的治疗，使病人异常的脑电波恢复正常。
附图说明
[0024]图1为一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统结构示意图；
[0025]图2为一种基于内源性脑信号的闭环神经调控方法流程图。
[0026]图中：1、显示单元；11、计算机；12、显示器；2、脑电信号收集单元；3、脑电信号处理单元；4、经颅交流电刺激单元；5、被试者。
具体实施方式
[0027]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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通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，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]如图1所示，在本实施例中，本实施方式提供了一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统，其包括显示单元1、脑电信号收集单元2、脑电信号处理单元3和经颅交流电刺激单元4，显示单元1向被试者5展示刺激图片，刺激图片包括负性图片、正性图片和中性图片，该刺激图片选自IAPS库，显示单元1包括计算机11和显示器12，计算机11与显示器12电连接，计算机11存储刺激图片并经过显示器12向被试者5显示，进行图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统，其特征在于，其包括，显示单元，用于向被试者展示刺激图片，所述刺激图片包括负性图片、正性图片和中性图片；脑电信号收集单元，用于接收被试者看到刺激图片后的脑电信号；脑电信号处理单元，用于实时接收脑电信号并进行分析，判断被试者的脑电信号是否存在异常，若存在异常，则发送指令显示异常；经颅交流电刺激单元，用于接收脑电信号处理单元发送的异常指令信号，并对被试者的靶区进行电刺激。2.根据权利要求1所述的一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，其特征在于，所述显示单元包括计算机和显示器，计算机与显示器电连接，计算机存储刺激图片并经过显示器向被试者显示，进行图片呈现，诱发特定的ERP成分。3.根据权利要求2所述的一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，其特征在于，所述刺激图片选自国际情绪图片系统的图片库。4.根据权利要求2所述的一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，其特征在于，所述显示器中刺激图片每次展现6s且相邻图片之间的黑屏时间12s。5.根据权利要求2所述的一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，其特征在于，所述计算机与脑电信号处理单元连接，用于向脑电信号处理单元发送标签，且负性图片发送标签1、正性图片发送标签2和中性图片发送标签3。6.根据权利要求1所述的一种基于内源性脑信号的闭环神经调控系统及调控方法，其特征在于，所述脑电信号处理单元判断是否是负性图片，如果是负性图片，则计算被试者此时的...

【专利技术属性】
技术研发人员：万李，
申请(专利权)人：合肥市第四人民医院，
类型：发明
国别省市：