[发明专利]一种闭环式经颅直流电刺激装置

说明书

技术领域

本发明属于无损测试技术，特别涉及一种闭环式经颅直流电刺激装置。

背景技术

当前，药物化学治疗神经系统对人体有一定副作用。为了弥补药物治疗的不足，人们使用电、光、磁等物理疗法对脑神经进行刺激。如深度脑刺激，虽然刺激目标性强但要求对大脑植入电极，手术存在较大风险；经颅磁刺激虽然做到无侵性，但存在刺激的深度不够与低空间分辨率的问题；光感基因神经调控技术虽然刺激空间分辨率高但基因技术实际操作中过于复杂。功能性电刺激已进入临床阶段，并有很多产品问世。

目前，现有技术中用于治疗脑神经系统疾病的设备大部分都是开环设备，不能够自动预测脑电信号中的棘波节律的相位；也不能根据用户的需求在所需时刻发出刺激信号。

发明内容

本发明目的在于提供一种操控方便、无损伤的闭环式经颅直流电刺激装置。

为实现上述目的，采用了以下技术方案：本发明所述装置包括计算机、信号采集与发射装置、直流电刺激器、刺激隔离器、微丝电极、前置差分放大器；其中，计算机与信号采集与发射装置通过数据线互通连接，信号采集与发射装置输出端的I/O接口与直流电刺激器输入端连接，直流电刺激器的输出端与刺激隔离器信号输入端连接，刺激隔离器的输出端与人体头部经过电极帽相连接；微丝电极的输入端获取脑神经电信号，微电极的输出端与前置差分放大器输入端相连，前置差分放大器的输出端与信号采集与发射装置输入端的A/D接口接通。

所述计算机装有Labview控制软件，通过软件控制信号采集与发射装置，计算机发出的信号频率范围为1Hz～10MHz。

所述信号采集与发射装置为NI USB-6251数字信号采集与发射卡，采样频率设置为20kHz。

所述前置差分放大器的滤波频率为0.3Hz～5KHz，放大倍数为100倍。

所述微丝电极阵列为镍铬合金微丝电极。

所述直流电刺激器为JL-B电刺激器。

所述刺激隔离器为JL-E刺激隔离器。

工作过程如下：

微丝电极采集到头部神经电信号，经过前置差分放大器的放大之后，再由信号采集与发射装置的A/D口采样，并经过计算机自动判断及预测过程后，根据用户的要求，在即将到来的棘波节律的特征位置，经信号采集与发射装置的I/O口给出刺激信号，经过信号采集与发射装置的I/O口、电刺激器、刺激隔离器、产生电刺激信号兴奋头部特定区域，诱发神经元产生动作电位，再经微丝电极采集信号，如此往复，形成一个闭环控制系统。对实验对象进行闭环式神经刺激或脑调控。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、直流电刺激经过电极帽作用在头皮，能够无损伤地对神经进行刺激。

2、使用闭环式控制系统，能自动预测脑电信号中的棘波节律的相位，检测癫痫棘波。

3、可根据用户的设置，在所需时刻发出刺激信号，为大脑神经系统工作机理和作用机制的深入研究提供了有用的工具。

附图说明

图1是本发明的结构框图。

图2是本发明的使用流程框图。

具体实施方式

在图1所示的闭环式经颅直流电刺激装置的结构框图中，计算机与信号采集与发射装置通过数据线互通连接，信号采集与发射装置输出端的I/O接口与电刺激器的信号输入端连接，电刺激器的输出端与刺激隔离器的信号输入端连接，刺激隔离器的输出端与人体头部通过电极帽相连接；微丝电极的输入端获取脑神经电信号，微丝电极的输出端与前置差分放大器输入端相连，前置差分放大器的输出端与信号采集与发射装置输入端的A/D接口接通。

所述计算机装有Labview控制软件，通过软件控制信号采集与发射装置，计算机发出的信号频率范围为1Hz～10MHz。

所述信号采集与发射装置为NI USB-6251数字信号采集与发射卡，采样频率设置为20kHz。

所述前置差分放大器的滤波频率为0.3Hz～5KHz，放大倍数为100倍。

所述微丝电极阵列为镍铬合金微丝电极。

所述直流电刺激器为JL-B电刺激器。

所述刺激隔离器为JL-E刺激隔离器。

该装置的使用方法，如图2所示，包括以下操作步骤：

(1)将电极片(Neurosky,USA)粘贴到人体的头皮上；