[发明专利]一种大脑α波反馈调节的经穴磁刺激系统

说明书

技术领域

本发明属于康复医疗器械技术领域，涉及一种大脑α波反馈调节的经穴磁刺激系统。

背景技术

目前，脑瘫和截瘫病人的物理康复治疗手段主要采用针灸、功能电刺激等方法。功能电刺激疗法采用刺激电极作用于患者特定部位，恢复患者的部分运动功能，加速康复速度。但是，无论是功能电刺激疗法还是针灸疗法，都会对患者产生疼痛感和创伤性，都需依赖患者的主观感受和医生的经验，定性施加刺激输入方式，势必会影响康复治疗的效果。

磁刺激技术通过放置在被刺激部位的磁线圈产生瞬时脉冲刺激，出现一个垂直于线圈平面的磁场，利用该时变磁场在生物体内诱发电场并产生感应电流，以此刺激可兴奋组织。经穴磁刺激是将磁刺激技术与传统中医穴位理论相结合，利用磁线圈产生感应电流刺激穴位，激活与穴位相连通的组织细胞。由于穴位附近神经和血管比较丰富，刺激穴位会增强神经系统的功能、改善受损伤部位血液循环和新陈代谢，使得受损组织和细胞得以快速康复，从而达到治疗疾病和康复的效果。磁刺激穴位具有无痛、无创伤、不直接接触、易于重复和进行深部刺激等优点。

国内外经穴磁刺激系统所采用的磁刺激线圈不是专门经穴磁刺激线圈，有的采用经颅磁刺激仪的磁线圈，有的采用小磁铁，这势必对磁刺激的精确性及可靠性产生较大影响。

磁线圈的形状和结构直接影响感应电场的分布，决定磁场的聚焦性和刺激深度。因此，线圈设计是磁刺激系统的核心问题。传统的8字型或双8字型线圈，以及Slinky线圈在刺激深度和聚焦性方面均难以达到经穴磁刺激的要求，只适用于皮层磁刺激。

此外，现有的康复刺激装置目前均是依照患者的主观感觉和医生的经验进行刺激调节。对于失去与外界沟通能力的患者，容易导致过量刺激或刺激强度不够，不能达到有效和最佳治疗，甚至造成额外的创伤。另外，医护人员对刺激方式的调节是根据经验进行，不能对患者接受刺激的效果进行定量化，并根据量化结果进行实时动态调节，难以达到预期治疗效果。如何寻求针对不同患者的最佳磁刺激强度、刺激频率和刺激波形，是康复领域一个需要解决的关键问题。

发明内容

大脑α波是一种自发的脑电节律，频段分布在8-13Hz，正常人在处于自然放松状态时，大脑会出现大量的α脑电波。研究发现α波是适于大脑潜意识活动的状态，人们可以通过潜意识很好地获取大量信息，大脑α波是取得高效记忆的最佳状态，能促进灵感、加快资料收集、增强记忆。

为克服现有技术的不足，本发明提供一种利用脑电α波能量，反馈调节经穴磁刺激参数，优化磁刺激输入的经穴磁刺激系统和实现方法。该发明可以促进脑瘫病人的神经系统恢复，也适用于肢体瘫痪病人的自主康复训练。

本发明提供的一种大脑α波反馈调节的经穴磁刺激系统，由磁刺激发生仪、脑电仪和计算机组成；磁刺激发生仪包括单片机和刺激线圈；所述的单片机包括刺激强度调节模块、刺激频率调节模块和刺激波形调节模块，刺激线圈为满足磁场聚焦在1cm²范围内、磁场刺激深度达到1.5-2cm的喇叭状磁线圈；所述的脑电仪包括脑电电极，脑电放大器和A/D转换模块；所述的计算机包括脑电数据处理模块，脑电数据处理模块包括脑电α波功率谱实时分析模块和动态脑电地形图实时显示模块。

所述的刺激强度调节模块，用于接收脑电数据处理模块发送的强度调节指令，通过增大或减小刺激强度，逐次比较刺激强度调节前、后的脑电α波能量，获得α波能量最大时的刺激强度，输出到磁刺激发生仪。

所述的刺激频率调节模块，用于接收脑电数据处理模块发送的刺激频率调节指令，通过增大或减小刺激频率，逐次比较刺激频率调节前、后的脑电α波能量，获得α波能量最大时的刺激频率，输出到磁刺激发生仪。

所述的刺激波形调节模块，用于接收脑电数据处理模块发送的刺激波形调节指令，通过切换不同刺激波形，比较施加不同刺激波形时的脑电α波能量，选取α波能量最大时的刺激波形，输出到磁刺激发生仪。

所述的脑电α波功率谱实时分析模块，用于对大脑α波功率谱进行实时分析，计算α波能量，提供用于反馈调节刺激强度、刺激频率和刺激波形的数字指令。

所述的动态脑电地形图实时显示模块，用于实时显示大脑α波能量的地形图，作为手动按键调节刺激强度、刺激频率和刺激波形的依据。

所述的喇叭状刺激线圈的大口径、小口径、轴向高度及线圈匝数，满足麦克斯韦方程。优选喇叭状刺激线圈的大口径0.5cm、小口径0.1cm、轴向高度0.25cm、线圈匝数单层25匝，共5层，导线为线径1mm的铜线。

其实现方法，步骤包括：