【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可穿戴医疗设备，并且更具体地涉及用于可穿戴实时认知行为治疗设备的系统和方法。
技术介绍
1、冲动(impulsivity)是许多大脑疾病中常见的最普遍和最致残的行为障碍之一。在预期奖励刺激期间伏隔核(nac)中的增强的反应性容易诱发冲动行为，这可能对适应不良行为的发展产生严重影响。值得注意的是，据报道在短暂预期窗口期间，在多个物种中存在电生理、神经化学和功能性神经影像学的相关项(correlates)。在“虚弱时刻(moment ofweakness)”之前的这些相关项(或生物标志物)有可能通知治疗者递送时间敏感的干预。
2、奖励超敏是神经精神疾病的一个共同特征，表现为对预期激励的冲动。在完成行为之前的预期时段期间发生的伏隔核(nac)内活动的时间特定变化代表了干预的关键机会。然而，没有可用的疗法能够自动感测可能存在与预期相关的神经信号的该易感时刻并对其做出治疗反应。
技术实现思路
1、本文公开的是用于可穿戴实时认知行为治疗设备的创新设备和方法，其用于检测用户的冲动状态，并且一旦超过活动阈值就向患者和/或患者识别的人员网络提供即将发生的冲动事件的警报。该方法和设备利用可穿戴非侵入式传感器的组合，这些传感器被配置为由用户穿戴并且检测用户头皮处的电生理信号和/或诸如除了头皮之外的身体位置处的用户的生理信号。例如，生理信号可以是心理生理信号(即，与心理过程或障碍相关的生理信号)。传感器输出与头皮处的电生理信号和除头皮之外处的生理信号相对应的相应传感器信号，并且将
2、在另外的方面中，该设备可以被配置为向用户提供治疗处置，诸如响应于由该设备检测到的冲动状态而直接向用户递送电刺激。
3、根据一个公开的实施例，一种可穿戴认知行为治疗设备包括被配置为穿戴在用户上的第一传感器和被配置为穿戴在用户上的第二传感器。第一传感器是被配置为检测用户的头皮处的电生理信号的非侵入式传感器，该电生理信号是用户的nac信号的相关项。例如，第一传感器可以是包括头皮传感器阵列的头皮传感器，其检测背外侧前额皮质(dlpfc)θ(theta)(4-8hz)信号。第一传感器被配置为输出与检测到的电生理信号相对应的第一传感器信号。第二传感器是被配置为检测生理信号(例如心率、心率变化性等)的非侵入式传感器，该生理信号是用户的nac信号的相关项。例如，第二传感器可以是包括一个或多个电极的心率传感器，该一个或多个电极可以被放置在用户的手腕上方以检测心率和心率变化性。第二传感器被配置为输出与检测到的生理信号相对应的第二传感器信号。
4、该设备还包括与第一传感器和第二传感器可操作通信的计算设备。例如，计算设备可以是便携式计算设备，诸如智能手机、平板计算机、手持计算机、其他便携式计算机或类似物。计算设备被配置为接收第一传感器信号和第二传感器信号。计算设备也具有冲动软件应用程序(app)，其对计算设备进行编程以处理传感器信号并且利用检测算法来检测用户的冲动状态。然后app可以提供关于用户的冲动状态的信息和/或治疗信息。例如，app可以向用户(也称为“患者”)、患者识别的人员网络(例如，为患者提供处置的临床医生等)推送警报通知，以通知他们患者的冲动状态。
5、在另一个方面中，该设备可以具体被配置为处置患有失控的(loc)饮食障碍的患者。通过侵入式的经验实验已经确定，nac的低频(1-4hz)δ(delta)带信号是对导致饮食障碍的冲动行为的敏感度量。一种这样的实验被描述在如下出版物中：“closing the loopon impulsivity via nucleus accumbens delta-band activity in mice and man(通过小鼠和人的伏隔核δ带活动关闭冲动环路)”，美国国家科学院院刊(pnas)2018年1月2日，2018年1月2日第115卷第1期(以下简称“关闭环路出版物”；还参见halpem的pct公开wo2018/064225，其全部公开内容通过引用并入本文。本文引用的所有出版物、专利和参考文献均通过引用整体并入本文。因此，在这个方面，第一传感器是非侵入式传感器，其被配置为检测nac信号的δ带的相关项，例如dlpfcθ信号。在关闭环路出版物中描述的实验中，检查了闭环(closed-loop)系统紧接在收到高奖励刺激之前的易感期期间进行干预的可能性。电刺激期待食物奖励的小鼠的nac有效地减弱暴食行为，这一发现可用于治疗人类。然而，为了使用自动刺激系统来对这种干预“闭合环路”，预期生物标志物的识别、表征和细化是关键步骤。在奖励预期的时段期间对小鼠和人类nac进行了局部场电位(lfp)记录，并发现在预期高奖励刺激期间引发了显着的δ振荡。多单元分析揭示了nac中的单元活动和δ振荡之间的强相关性。利用预先确定的功率阈值，将该转换生物标志物用作触发器。因此，闭环系统以显着的行为特异性阻止了小鼠的暴食，这一结果可以用于对患有病理动机过敏的神经精神病患者进行有针对性的干预。
6、在该设备的另一方面中，第二传感器可以是用于检测用户的心率和心率变化性的一个或多个电极。用户的心率和心率变化性是处于生理水平(即，心率峰值、心率变化)的nac信号的一个或多个相关项。该相关项的因果关系通过nac刺激来识别，诸如在nac刺激开启和关闭的情况下测量相关项。相关项的灵敏度也可以通过状态操纵来识别。
7、在确定冲动状态时使用头皮处的电生理信号和生理信号两者改善了设备的特异性、灵敏度和可靠性。例如，利用头皮处的电生理信号和生理信号的检测算法可以在检测冲动状态时的特异性、灵敏度和可靠性方面被验证。
8、在另一方面中，计算设备可以被配置为经由无线通信(诸如蓝牙、wifi或其他合适的无线通信系统)与第一传感器和第二传感器通信。因此，计算设备、第一传感器和第二传感器各自具有被配置为与其他通信模块(诸如蓝牙无线通信模块、wifi适配器等)通信的相应无线通信模块。
9、在另一方面中，该设备还可以包括电刺激系统，该电刺激系统被配置为响应于该设备检测到的冲动状态而将治疗电刺激直接递送至用户。在一方面中，电刺激系统可以包括被配置为植入到用户的大脑中以刺激nac的电刺激器。该app利用控制程序来控制电刺激系统，以基于检测到的冲动状态向用户递送受控的闭环电刺激。电刺激可以被配置为减弱冲动状态。例如，在即将发生的冲动事件包括失控的饮食行为的情况下，电刺激可以被配置为减弱失控的饮食行为。在另一方面中，电刺激可以是针对nac的高频电刺激脉冲短序列(train)。
10、在又一方面，该设备可以被配置为检测和/或处置其他基于冲动和焦虑的障碍，以在诸如强迫性神经症(ocd)、成瘾、酗酒、饮食障碍、广泛性焦虑症(gad)、创伤后应激障碍(ptsd)等的障碍中实施传感器检测。第一传感器和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电生理信号是伏隔核(NAc)信号的相关项。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一传感器是包括头皮传感器阵列的头皮传感器，所述头皮传感器阵列检测背外侧前额皮质(dlPFC)θ(4-8Hz)信号。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述生理信号是伏隔核(NAc)信号的相关项。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二传感器是被配置为检测心率和心率变化性中的至少一者的心率传感器。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二传感器包括一个或多个电极，所述一个或多个电极被配置为放置在用户的手腕上方以检测心率和心率变化性中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器被配置为检测伏隔核(NAc)信号的δ带的相关项。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述NAc信号的δ带的所述相关项是背外侧前额皮质(dlPFC)θ(4-8Hz)信号。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测算法在通过利用所述头皮处的所述电生理信号
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算设备被配置为经由无线通信协议与所述第一传感器和所述第二传感器通信。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述无线通信协议是蓝牙、WiFi和无线USB之一。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括：
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述冲动状态是失控的饮食行为，并且所述电刺激系统被配置为向所述用户的所述伏隔核(NAc)递送电刺激，所述电刺激被配置为减弱所述失控的饮食行为。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述电刺激系统是闭环刺激系统。
15.一种确定用户的冲动状态的方法，包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电生理信号是伏隔核(NAc)信号的相关项。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一传感器是包括头皮传感器阵列的头皮传感器，所述头皮传感器阵列检测背外侧前额皮质(dlPFC)θ(4-8Hz)信号。
18.根据权利要求15所述的方法，其中所述生理信号是伏隔核(NAc)信号的相关项。
19.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二传感器是检测心率和心率变化性中的至少一者的心率传感器。
20.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二传感器包括放置在所述用户的手腕上方的一个或多个电极以检测心率和心率变化性中的至少一者。
21.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一传感器被配置为检测伏隔核(NAc)信号的δ带的相关项。
22.根据权利要求21所述的方法，其中NAc信号的所述δ带的所述相关项是背外侧前额皮质(dlPFC)θ(4-8Hz)信号。
23.根据权利要求15所述的方法，其中所述检测算法在通过利用所述头皮处的所述电生理信号和除所述头皮之外处的所述生理信号两者来检测所述冲动状态时的特异性、灵敏度和可靠性被验证。
24.根据权利要求15所述的方法，其中所述计算设备被配置为经由无线通信协议与所述第一传感器和所述第二传感器通信。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述无线通信协议是蓝牙、WiFi和无线USB之一。
26.根据权利要求15所述的方法，还包括：
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述冲动状态是失控的饮食行为，并且所述电刺激系统向所述用户的所述伏隔核(NAc)递送电刺激，所述电刺激被配置为减弱所述失控的饮食行为。
28.根据权利要求27所述的方法，其中所述电刺激设备是闭环系统。
29.根据权利要求15所述的方法，其中所述用户的所述冲动状态是所述用户具有渴望的状态。
30.一种存储在存储设备上的计算机可执行方法，包括：
31.根据权利要求30所述的方法，其中确定所述用户的所述冲动状态包括利用阈值。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种系统，包括：
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电生理信号是伏隔核(nac)信号的相关项。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述第一传感器是包括头皮传感器阵列的头皮传感器，所述头皮传感器阵列检测背外侧前额皮质(dlpfc)θ(4-8hz)信号。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述生理信号是伏隔核(nac)信号的相关项。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二传感器是被配置为检测心率和心率变化性中的至少一者的心率传感器。
6.根据权利要求4所述的系统，其中所述第二传感器包括一个或多个电极，所述一个或多个电极被配置为放置在用户的手腕上方以检测心率和心率变化性中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一传感器被配置为检测伏隔核(nac)信号的δ带的相关项。
8.根据权利要求7所述的系统，其中所述nac信号的δ带的所述相关项是背外侧前额皮质(dlpfc)θ(4-8hz)信号。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测算法在通过利用所述头皮处的所述电生理信号和除所述头皮之外的位置处的所述生理信号两者来检测所述冲动状态时的特异性、灵敏度和可靠性被验证。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述计算设备被配置为经由无线通信协议与所述第一传感器和所述第二传感器通信。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述无线通信协议是蓝牙、wifi和无线usb之一。
12.根据权利要求1所述的系统，还包括：
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述冲动状态是失控的饮食行为，并且所述电刺激系统被配置为向所述用户的所述伏隔核(nac)递送电刺激，所述电刺激被配置为减弱所述失控的饮食行为。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述电刺激系统是闭环刺激系统。
15.一种确定用户的冲动状态的方法，包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电生理信号是伏隔核(nac)...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈尔彭，C·罗尔，
申请(专利权)人：里兰斯坦福初级大学理事会，
类型：发明
国别省市：
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