[發明專利]多參數可調經顱電刺激系統

在審

• 申請號: 201610010976.6
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105664357A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 伊國勝;李彬;王江;鄧斌;魏熙樂;于海濤;張鎮
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發明涉及生物醫學領域，特別是一種多參數可調經顱電刺激系統。

背景技術

神經精神疾病已經成為危害當今人類健康和生活的一大殺手。我國的神經精神疾 病狀況堪憂，2012年的統計結果顯示，中國各類精神疾病患者的數目已經超過1億，居世界 首位。其所帶來的經濟、家庭、社會和醫療等方面的負擔已經成為所有疾病負擔中最大的一 項。目前，主要利用藥物、手術和心理輔導三種方法進行神經精神疾病的治療，這些方法都 有各自缺陷：藥物治療不能根治疾病而且會有較大副作用；手術方法風險高，對人體造成不 可逆的損壞，并且伴有后遺癥；心理輔導主要針對輕型疾病或作為其他方式的輔助療法。除 此之外，還有一種有創療法是深度腦刺激(DBS)。其對治療運動障礙性神經精神疾病有較好 的療效。但是其為有創式治療手段，技術難度、醫療費用和副作用都較大。

針對上述方法的缺點，人類發明了非侵入腦刺激技術，其突出優點在于其以非侵 入的方式刺激中樞神經系統從而實現腦功能調制，無需手術，也無需體內植入刺激裝置。按 照刺激強度區別，非侵入的腦刺激技術分為能實現閾上刺激的非侵入式刺激和能實現閾下 刺激的非侵入式刺激。經顱直流電刺激(tDCS)、經顱交流電刺激(tACS)以及經顱噪聲刺激 (tRNS)都屬于閾下刺激的非侵入式電流刺激。相對于閾上刺激，閾下刺激副作用小，更加安 全。目前，這些模式的經顱電刺激已經得到廣泛研究和臨床應用，為神經精神疾病的治療帶 來了新的曙光。

目前市面上有一些tDCS、tACS以及tRNS設備，但是大多設備都只能完成一種模式 的電流刺激，而且往往缺少友好的交互界面，造成了病人應用的不便利。

發明內容

針對現有經顱電刺激設備的缺陷，本發明目的提出了一種多參數可調經顱電流刺 激系統，以利于實現tDCS、tACS以及tRNS的可選擇刺激；實現tDCS刺激時電流的閉環控制、 tACS刺激時電流幅值和電流頻率的調節以及tRNS刺激時噪聲類型的調節；實現移動終端對 刺激參數的設定以及刺激歷史的記錄。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是提供一種多參數可調經顱電流刺激系 統能，其中：該系統包括相互連接的七部分：主電路、導電電極、微控制單元、AD模塊、WiFi模 塊、顯示屏、移動終端應用程序；所述主電路包括相互連接的電源部分、調壓電路、調頻電 路。

所述微控制單元是一款基于ARM內核的控制芯片，該芯片根據設定信息調節內部 定時器輸出五路脈沖寬度調制信號，一路信號輸入至主電路的調壓電路進行電壓調節，進 而實現刺激電流幅值的調節，另四路信號輸入至主電路的調頻電路進行刺激電流的頻率調 節。

所述移動終端應用程序通過WiFi模塊將設定信息傳送至微控制單元，微控制單元 根據設定信息以及經由AD模塊接收到的主電路的電壓和電流信息調整五路控制信號。

所述主電路的電壓和電流信息通過AD模塊傳送至微控制單元，微控制單元將這些 信息傳輸到顯示屏進行顯示，同時微控制單元將這些信息通過WiFi模塊傳輸至移動終端應 用程序通過顯示屏進行顯示與記錄。

本發明效果是該刺激系統可實現tDCS、tACS以及tRNS三種模式的電流刺激的選 擇，可實現tDCS刺激下，電流幅值(1mA—10mA)的調節，tACS刺激下，電流幅值(1mA—10mA)、 電流頻率(1—2KHz)的調節，可實現tRNS刺激下，低頻、中頻、高頻、白噪聲等不同噪聲類型 的選擇，可實現用戶按照自己需求通過移動終端對刺激參數的監控以及刺激歷史的查詢。

附圖說明

圖1、多參數可調經顱電刺激系統的結構示意圖；

圖2、多參數可調經顱電刺激系統的移動終端應用程序界面示意圖。

圖中：

1、主電路2、導電電極3、微控制單元4、AD模塊

5、WiFi模塊6、顯示屏7、移動終端應用程序8、電源部分

9、調壓電路10、調頻電路11、充電電池12、開關

13、電壓傳感器14、場效應管15、調節電阻

16、毫安電流傳感器17、主界面18、模式選擇界面

19、參數設定界面20、信息顯示界面21、刺激歷史界面

具體實施方式

結合附圖對本發明的多參數可調經顱電刺激系統結構加以說明。