[发明专利]一种用于改善老年认知障碍的穿戴式功能磁刺激系统

说明书

一种用于改善老年认知障碍的穿戴式功能磁刺激系统，主要形态是帽式的可穿戴便携磁刺激康复辅具，包含柔性线圈(1)、帽具(2)、充电电源(3)、电压变换器(4)、继电器(5)和控制器(6)。该穿戴式功能磁刺激系统可产生γ频段的阈下较低强度的方波脉冲磁场，用以谐振增强认知障碍患者受抑制的γ脑电波信号，随之实现改善大脑学习记忆等认知功能，缓解认知障碍病症。同时本发明可以有效针对解决认知障碍病患医疗配合度明显降低的问题，实现无创、安全、便携式认知障碍患者临床治疗和家庭护理的新技术和新发明设备。

技术领域

本发明涉及一种用于改善老年认知障碍的穿戴式功能磁刺激系统，可用于调控患者全脑的目的频段脑电波信号，特别是应用于改善补偿老年认知障碍个体脑电信号的病理性抑制，从而缓解改善认知障碍脑功能病症的穿戴式磁刺激康复辅具。本发明涉及神经调控技术、电磁刺激技术和可穿戴康复治疗系统领域。

背景技术

目前老年化社会的脑认知障碍人群数量不断增加，造成严重的社会负担。

老年痴呆是老年认知障碍病症的典型分类之一，目前临床治疗药物，如针对神经回路抑制的胆碱酯酶抑制剂和谷氨酸受体拮抗剂，其效果有限，并有不良反应，亟需研发新的治疗方法。该类病患的一个明显病理特征是脑电波信号病理性异常，常表现为脑电低频段增强，而高频段特别是γ脑电振荡(30-80Hz)被抑制。而γ振荡是大脑清醒状态下关注于某物体时脑电的特异表现，与高级认知功能和知觉密切相关。研究表明利用γ节律的外源物理因子刺激，如40Hz光学、声学信号都能成功激活认知障碍病理模式动物脑电γ振荡，并提高其相应的学习记忆等脑认知功能。

外源电磁场对脑电具有明显调控作用。基于电磁场对脑电信号调节的机制原理，构建能有效激活γ振荡的特殊磁场，可有效改善甚至治疗认知功能障碍病症。目前较高强度的经颅磁刺激应用于疾病康复治疗仍存在一定风险性和副作用。

具体分析，现有针对大脑功能改善的多数涉及经颅磁刺激设备，施加的刺激磁场是低频高强度的脉冲磁刺激，为了实现对于深部脑功能核团及脑网络的刺激，常采用八字线圈用以提高大脑特定功能脑区的刺激深度和精度。同时为了有效激活深部神经元，常见经颅磁刺激所应用的磁场强度可高达1-2T量级，故而磁场发生装置体量庞大，并且也存在诱发癫痫、皮肤烧灼等不良反应和安全性问题，电磁刺激操作过程需要临床医生密切关注。以上造成经颅磁刺激治疗仪难以实现可穿戴便携移动功能。另外，大多穿戴式神经功能调控相关专利多采用电刺激模式，如CN206492111U(可穿戴式脑功能调控系统)，然而电刺激的穿透深度有限，其有效作用范围和效果较为局限。可穿戴的磁刺激装备专利中，CN109125883A(一种基于经颅磁刺激的可穿戴助眠设备)使用单一线圈作用于后脑用以调控睡眠功能，实例磁场强度达到1Hz，1.5T，仍属于高强度经颅磁刺激，需要另外加设冷却系统；专利CN109529197A(一种具有预防治疗老年痴呆症效果的物联网帽子)也是将8字磁刺激线圈固定在大脑前额叶皮层附近，通过电容充放电方式产生5-25Hz脉冲磁场，以上均无法实现全脑范围的程序化磁刺激，也难以有效调控认知功能相关的高频段脑电信号，因而不具备通过调控整个大脑γ脑电波节律信号进而改善认知障碍的功能。

针对上述问题，结合脑电γ振荡有效激活是老年认知障碍功能改善的治疗策略，低强度的低频脉冲磁场对脑电信号类型和频谱特性具有显著的调控作用，并在物理治疗认知障碍患者病症方面具有明显优势和更好安全性。本发明研发无创舒适的可穿戴式功能磁刺激技术和设备，针对老年化社会认知障碍人群数量日益增加的现状，以及认知障碍患者医疗配合度明显降低的问题，本发明提供一种新型无创、舒适的可穿戴式功能磁刺激技术，用于调控大脑功能改善认知障碍病症，具有重要的产业经济价值和科技应用价值。

发明内容