[发明专利]一种用于改善老年认知障碍的可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置

说明书

本发明提供一种用于改善老年认知障碍的可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置，其为一种头戴式的便携磁声刺激康复辅具，包括线圈、扬声器、头套、电源、电压变换器、继电器、控制器、音频模块、线缆、束带。该系统产生γ频段的阈下低强度脉冲磁场和θ频段调制的声音信号，相比单一的磁刺激，磁声耦合可提高神经调控的有效性。低强度的脉冲磁场作用于额叶，低频调制的声音信号作用于颞叶，磁刺激和声刺激协同调节神经活动，增强患者被抑制的γ频段的脑电信号，使θ频段的脑电活动恢复正常，从而改善认知障碍。本发明可由患者独立或在他人帮助下使用，解决了患者就医不便的问题，是实现安全、高效、便携、可穿戴的家庭护理新技术和新装置。

技术领域

本发明属于神经调控技术、磁声刺激技术和可穿戴康复治疗系统领域，具体涉及一种用于改善老年认知障碍的可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置。

背景技术

随着我国人口老龄化程度的加深，患有老年认知障碍人群的数量不断增加，给家庭和社会都带来了严重的负担。老年认知障碍患者在认知相关脑区的脑电活动受到抑制，通过对人脑施加电、磁、光、声等物理因子的刺激进行神经调控，可以激活并加强被抑制的脑电活动。老年认知障碍的具体表现有轻度认知障碍和阿尔茨海默症，研究表明，患有轻度认知障碍患者在θ频段的脑电活动发生改变，阿尔茨海默症的患者在与学习记忆相关的γ频段的脑电活动被抑制。基于以上原理，采用θ频段和γ频段的信号对认知相关脑区进行刺激，进而激活受到抑制的γ频段的脑电活动，令被改变的θ频段的脑电活动恢复正常，达到改善老年认知障碍的效果。

在针对老年认知障碍进行治疗的电、磁、光、声等刺激的设备中，电刺激在对应的位置植入电极，需要医生操作并存在创伤，而光刺激同样也存在光纤植入的问题。磁刺激和声刺激的使用是无创的，目前临床中已经采用经颅磁刺激对精神和神经类疾病进行治疗，但是单一的磁刺激只能刺激到皮层，调控相对浅表的神经活动，而声刺激可以调控到大脑深部丘脑和内侧颞叶之间海马体的神经活动。为了进一步提高神经调控有效性，有一些装置采用磁声结合或应用多物理因子刺激，比如，中国发明申请CN113101524A(一种可灵活实现全脑区矢量刺激的经颅磁声刺激装置)采用高强度的磁刺激和聚焦超声刺激，但由于刺激强度高，需要专业人士的指导和操作；中国发明申请CN113144437A(一种改善阿尔茨海默症认知功能的声光治疗设备)针对阿尔茨海默症，采用声光刺激，使用场景为医院或康复中心，二者均无法实现可穿戴和家用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种用于改善老年认知障碍的可穿戴式脉冲调制磁声刺激系统，其采用低强度的特定脑区脉冲调制磁声刺激方法，结合γ频段的脉冲磁场和θ频段调制的声音信号，提高神经调控的有效性，同时改善恢复病理抑制的认知相关脑电信号。

为实现以上目的，本发明的通过以下设计来实现：

一种用于改善老年认知障碍的可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置，包括线圈、扬声器、头套、电源、控制系统、线缆和束带；其中，所述控制系统包括电压变换器、继电器、控制器和音频模块；所述线圈为2个圆形柔性线圈，分布于头部额叶两侧，所述扬声器为2个分布于双耳外侧颞叶的圆形超薄扬声器；所述线圈和扬声器都安装在所述头套内侧的凹槽内；所述电源与所述电压变换器连接，所述电压变换器与所述继电器连接，所述线圈与所述继电器连接，所述扬声器与所述音频模块连接，所述控制器与所述电压变换器、继电器和音频模块连接；所述电源用于供电，所述线圈和扬声器通过所述线缆和所述控制系统连接；所述电源和控制系统在所述束带的固定下，使得患者随身携带所述可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置；所述线圈在额叶产生低强度的脉冲磁场，所述扬声器在颞叶发出低频调制的声音信号，对佩戴所述头套的患者同时进行阈下磁刺激和声刺激。

进一步地，所述可穿戴式脉冲调制磁声刺激装置通过低强度的γ频段脉冲磁场和θ频段调制的声音信号的耦合，加强患者受抑制的γ频段的脑电活动，使θ频段的脑电活动恢复正常。

进一步地，所述束带为方便抓握的绑带。

进一步地，所述音频模块(8)集成在所述控制器中。