[发明专利]一种基于脑电信号反馈的多模式记忆巩固刺激设备

说明书

本发明公开了一种基于脑电信号反馈的多模式记忆巩固刺激设备，包括脑电采集模块、上位机处理模块、经颅电刺激模块和迷走神经刺激模块；八通道脑电信号经过滤波放大和模数转换后传送至上位机端进行数据处理；上位机处理模块对采集到的脑电信号进行实时处理；上位机产生四路刺激信号，通过模拟电路进行数模转换和放大后输出；迷走神经刺激模块接收到上位机命令后对人体施加双侧耳部迷走神经刺激。该刺激设备有两种模式，经颅电刺激和迷走神经刺激，采集睡眠过程中的脑电信号，刺激设备增加了粉红噪声发生器模块，有效的促进了睡眠效果。

技术领域：

本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种基于脑电信号反馈的多模式记忆巩固刺激设备。

背景技术：

目前国内外市场上的电刺激设备主要有经颅电刺激设备、经皮神经电刺激设备、脑深部电刺激设备和迷走神经刺激设备等，主要是用电流对机体进行刺激，用于康复治疗、缓解疼痛、疾病治疗以及临床医学心理研究等领域。

国内外的经颅电刺激设备种类繁多，其中，以经颅直流电刺激和经颅交流电刺激为主。两种类型刺激设备基本上均以±9～±40V、± 500μA～±4500μA为最大输出，设备以恒流源的形式供电，并提供多种模式的波形选择。设备均设有阴极、阳极贴片，并通过贴片电极作用于人体的治疗部位，治疗过程中，电流从阳极经治疗部位流入阴极，虽然注入电流微小，但在皮肤上往往会产生刺痛、瘙痒感，如若注入电流参数控制不得当，高强度电流甚至会灼伤皮肤，所以，为了保证电刺激的安全性，在刺激过程中需实时检测。

中国专利(申请号：201810910152.3申请日：2018-08-10)公开了一种非侵入式闭环经颅电刺激装置，装置包括电极帽、前置放大器、主机和上位机；电极帽佩带于使用者头部，包含多个盘状电极，用于脑电信号的采集和电刺激的施加；前置放大器通过线缆与电极帽相连，包含多个选择开关和多个放大器，用于各电极采集和刺激功能的切换和脑电信号的前置放大；主机通过线缆与前置放大器相连，用于脑电信号的采集、实时运算、传输和经颅电刺激信号的发生；上位机与主机无线连接，用于接收主机记录到的多通道脑电信号并进行信号的显示与记录；或者向主机下载信号实时分析算法和闭环控制策略。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于脑电信号反馈的多模式记忆巩固刺激设备，该刺激设备有两种模式，经颅电刺激和迷走神经刺激，采集睡眠过程中的脑电信号，刺激设备增加了粉红噪声发生器模块，有效的促进了睡眠效果。

本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：

一种基于脑电信号反馈的多模式记忆巩固刺激设备，包括脑电采集模块、上位机处理模块、经颅电刺激模块和迷走神经刺激模块；脑电采集模块由预处理电路和高精度模数转换芯片ADS1299组成，预处理电路包括高低通滤波电路和工频陷波电路，八通道脑电信号经过滤波放大和模数转换后传送至上位机端进行数据处理；上位机处理模块对采集到的脑电信号进行实时处理；经颅电刺激模块包括ARM控制单元、FPGA波形发生单元和模拟电路，上位机命令经由ARM控制单元发送给FPGA波形发生单元产生四路刺激信号，通过模拟电路进行数模转换和放大后输出；迷走神经刺激模块由信号发生单元和升压电路组成，接收到上位机命令后对人体施加双侧耳部迷走神经刺激。

所述脑电采集模块由转接电路、预处理电路、模数转换芯片 ADS1299和微控制单元组成，预处理电路包括低通滤波电路、高通滤波电路和工频陷波电路，脑电信号经过滤波放大预处理后，进入 ADS1299完成信号的模数转换，得到高分辨率的数字信号，然后数字信号通过ADS1299的串行外设接口传送到微控制单元，微控制单元将数据通过通用串行总线传送至上位机。

所述经颅电刺激模块主要包括三个单元：ARM控制单元、现场可编程逻辑门阵列波形发生单元、模拟电路单元；模拟电路包括有以下几个部分：数模转化电路，放大滤波电路、电流检测电路以及电源电路。