[发明专利]脑功能监测的声音振动调控设备、方法、头枕及头戴设备

说明书

本发明公开的一种脑功能监测的声音振动调控设备、方法、头枕及头戴设备，其中调控设备和方法通过信号采集装置获取当前生理信号，由主控装置对当前生理信号进行分析、匹配适合当前状态的刺激模式，并控制声音振动刺激装置输出与刺激模式相对应的声音振动刺激至头部及脑功能相关的其他人体部位，可实时监测生理状态信息，自适应调整刺激模式，结合声音信息和物理振动实现生理‑心理双模态脑调控。安装有上述调控设备的头枕及头戴设备通过实时监测生理状态信息，对生理状态进行适应性调控，有助于放松大脑、缓解疲劳、改善睡眠质量和生活质量。

技术领域

本发明涉及健康、医疗、康复技术领域，特别涉及一种脑功能监测的声音振动调控设备、方法、头枕及头戴设备。

背景技术

睡眠障碍危害着近40％的人群，在我国约有5亿人存在睡眠问题，严重影响健康、日常生活质量，并危害工作生产安全。

对于睡眠状态的监测，目前最常用的是临床使用的多导睡眠监测方法，包括脑电图、心电图、心率、呼吸、血氧饱和度、体位等多导生理指标同步监测。临床多导睡眠监测方法由于专业性和设备复杂性的原因，难以实现家用。

对于睡眠状态的调控，目前常采用物理方法进行干预，比如按摩放松以及电刺激和磁刺激。其中，以按摩放松为目的的干预方法效果不明显且个体差异显著；而电刺激、磁刺激的方法效果明显但舒适度较差，且电刺激通常需要导电介质(如水、凝胶等介导)，体验感差且不适用于长时间使用。除此之外，电磁刺激方式容易对进行睡眠监测的脑电图产生电磁干扰，限制了基于大脑功能活动的闭环睡眠调控技术的实现。因此有必要对现有技术予以改进以克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种脑功能监测的声音振动调控设备、方法、头枕及头戴设备，可实时监测脑活动状态信息，自适应调整刺激模式，结合声音信息和物理振动实现生理-心理双模态脑调控。

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提出了：脑功能动态监测的声音振动调控设备，包括一个或多个信号采集装置、一个或多个声音振动刺激装置，以及与所述信号采集装置和声音振动刺激装置相连的主控装置，所述信号采集装置采集生理信号，所述生理信号包括但不限于脑电信号、肌电信号、心电信号、眼电信号、血氧信号、脉搏信号；所述主控装置根据所述生理信号匹配相应的刺激模式，并控制所述声音振动刺激装置输出与所述刺激模式相对应的声音振动刺激至头部及脑功能相关的其他人体部位。

作为优选，所述主控装置包括与所述信号采集装置相连的状态判别模块，所述状态判别模块根据采集的生理信号判别当前生理状态，所述生理状态包括但不限于睡眠状态、身体姿势状态、情绪状态、睁眼闭眼状态、呼吸状态、环境相应状态。

作为优选，所述主控装置还包括与所述状态判别模块相连的控制模块和与所述控制模块相连的媒体模块，所述媒体模块包括多个与所述生理状态相对应的刺激模式，所述刺激模式包括但不限于用于驱动所述声音振动刺激装置的波形及其相关声音信号文件，所述控制模块根据生理状态匹配相对应的波形及其相关声音信号文件。

作为优选，所述声音振动刺激装置包括与所述媒体模块相连的振动器，所述振动器输出与所述刺激模式相对应的声音振动刺激至头部及脑功能相关的其他人体部位。

作为优选，所述振动器的有效频宽为0-20kHz，功率为0-50w。

作为优选，所述主控装置还包括声音处理模块，所述声音处理模块对外部音频文件进行个性化生理状态相关声音信号处理，生成可添加至所述刺激模式中的波形及其相关声音信号文件，所述个性化生理状态相关声音信号处理包括但不限于改变幅度、频率、自适应滤波、自适应建模、生理状态判别与预测。