[发明专利]一种经颅直流电刺激装置及工作方法

权利要求书

1.一种经颅直流电刺激装置，该经颅直流电刺激装置通过将两个刺激电极贴在颅骨的不同区域，向颅内的特定区域输送恒定的、低强度的1mA～2mA的直流电，从而提高或降低大脑皮层神经元的兴奋性，进而引起大脑功能性的改变，用于阿兹海默症、帕金森病以及认知障碍等疾病的临床治疗研究；包括设置在壳体(1)内的处理单元，壳体(1)上设置有刺激电极插孔(2)、系统显示屏(3)、系统电源键(4)、电流调节旋钮(5)和控制按键，刺激电极插孔(2)、系统显示屏(3)、系统电源键(4)、电流调节旋钮(5)和控制按键均连接处理单元，刺激电极插孔(2)具有正极和负极；

其特征在于：

所述处理单元包括具有A/D转换模块的微处理器MCU，微处理器MCU连接操作模块和液晶显示模块，微处理器MCU通过A/D转换模块连接电池电量检测模块、阻抗检测模块和电流检测模块，电池电量检测模块连接供电模块，供电模块连接升压模块，升压模块连接恒流源模块，恒流源模块连接电流检测模块和刺激模块，刺激模块连接阻抗检测模块；

所述恒流源模块连接刺激电极插孔(2)的负极，升压模块连接刺激电极插孔(2)的正极，操作模块连接控制按键和电流调节旋钮(5)，液晶显示模块连接系统显示屏(3)；

所述恒流源模块是由可控精密稳压源与MOSFET构成，用于输出强度恒定的直流电刺激，且刺激电流强度在允许范围内连续可调；

所述阻抗检测模块用于测量刺激脑区的阻抗；

所述电流检测模块用于指导刺激前刺激电流强度的设定，并且监测刺激过程中刺激电流的大小；流经刺激电极的电流强度以及刺激电极间的阻抗通过电流检测模块和阻抗检测模块转化为相应的模拟电压信号，通过微处理器MCU内部的A/D模块转换为数字信号，并计算相应的电流值以及阻抗值；当刺激电流超过所允许的最大值时，一方面电流检测模块转化成的模拟电压与预设电压经比较器比较，快速切断电源，同时，微处理器MCU的I/O口发送信号，切断恒流源与刺激电极的连接，达到双重保护，并进行声音和光的报警；如果计算出来的阻抗值远大于正常值，则认定刺激电极与头皮接触不严密，会在液晶显示屏上提示；所计算出来的电流值以及阻抗值一方面在系统显示屏上实时显示，另一方面通过蓝牙模块发送至上位机进行保存；

所述上位机是基于用于经颅直流电刺激监控的软件，能够实时显示出所记录的刺激电流强度和刺激脑区阻抗曲线；不仅可以储存每次刺激时蓝牙模块发送的电流强度、电极的极性、刺激脑区部位以及刺激脑区的阻抗信息，而且可以查询以往任意时间点的刺激信息；

此外，过流保护及报警模块、液晶显示模块和操作模块与微处理器MCU的I/O口直接相连；

所述电流检测模块一方面通过比较器与电流检测模块相连，另一方面与微处理器MCU的I/O口相连接，当刺激电流超出所允许的最大电流时，能够快速切断电源以及恒流源与刺激电极的连接，提供双重保护，并进行声音和光的报警；

所述升压模块利用DC-DC转换芯片将供电模块输出的电压升高至所需大小，为恒流源模块输出电流刺激提供支持；有效的增高了转换效率，减小了功耗，延长了电池工作时间，能够满足更长时间的经颅直流电刺激；该升压模块包括DC-DC转换芯片，DC-DC转换芯片的1脚连接高速开关二极管D的正极和电感L的一端，2脚接地，3脚通过第一电容CT接地，4脚接地，5脚连接第一电阻R1和第二电阻R2的一端，6脚连接第三电阻RSC的一端、第三电容C1的正极以及电池正极Vin，7脚连接第三电阻RSC的另一端、电感L的另一端以及第四电阻R第一端，8脚连接第四电阻R的另一端，高速开关二极管D的负极连接第二电阻R2的另一端、第二电容C0的正极以及升高后的输出电压Vout，第二电阻R1的另一端连接第二电容C0的负极和第三电容C1的负极并接地，通过改变电阻RSC、电感L以及第一电容CT的大小以增高转换效率。

2.如权利要求1所述的经颅直流电刺激装置，其特征在于，优选的，所述控制按键包括确定键(6)、上选择键(7)和下选择键(8)。