多参数可调经颅电刺激系统技术方案

本发明专利技术提供一种多参数可调经颅电流刺激系统，该系统包括相互连接的七部分：主电路、导电电极、微控制单元、AD模块、WiFi模块、显示屏、移动终端应用程序；所述主电路包括相互连接的电源部分、调压电路、调频电路。本发明专利技术效果是该刺激系统可实现tDCS、tACS以及tRNS三种模式的电流刺激的选择，可实现tDCS刺激下，电流幅值(1mA—10mA)的调节，tACS刺激下，电流幅值(1mA—10mA)、电流频率(1—2KHz)的调节，可实现tRNS刺激下，低频、中频、高频、白噪声等不同噪声类型的选择，可实现用户按照自己需求通过移动终端对刺激参数的监控以及刺激历史的查询。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生物医学领域，特别是一种多参数可调经颅电刺激系统。
技术介绍
神经精神疾病已经成为危害当今人类健康和生活的一大杀手。我国的神经精神疾病状况堪忧，2012年的统计结果显示，中国各类精神疾病患者的数目已经超过1亿，居世界首位。其所带来的经济、家庭、社会和医疗等方面的负担已经成为所有疾病负担中最大的一项。目前，主要利用药物、手术和心理辅导三种方法进行神经精神疾病的治疗，这些方法都有各自缺陷：药物治疗不能根治疾病而且会有较大副作用；手术方法风险高，对人体造成不可逆的损坏，并且伴有后遗症；心理辅导主要针对轻型疾病或作为其他方式的辅助疗法。除此之外，还有一种有创疗法是深度脑刺激(DBS)。其对治疗运动障碍性神经精神疾病有较好的疗效。但是其为有创式治疗手段，技术难度、医疗费用和副作用都较大。针对上述方法的缺点，人类专利技术了非侵入脑刺激技术，其突出优点在于其以非侵入的方式刺激中枢神经系统从而实现脑功能调制，无需手术，也无需体内植入刺激装置。按照刺激强度区别，非侵入的脑刺激技术分为能实现阈上刺激的非侵入式刺激和能实现阈下刺激的非侵入式刺激。经颅直流电刺激(tDCS)、经颅交流电刺激(tACS)以及经颅噪声刺激(tRNS)都属于阈下刺激的非侵入式电流刺激。相对于阈上刺激，阈下刺激副作用小，更加安全。目前，这些模式的经颅电刺激已经得到广泛研究和临床应用，为神经精神疾病的治疗带来了新的曙光。目前市面上有一些tDCS、tACS以及tRNS设备，但是大多设备都只能完成一种模式的电流刺激，而且往往缺少友好的交互界面，造成了病人应用的不便利。
技术实现思路
针对现有经颅电刺激设备的缺陷，本专利技术目的提出了一种多参数可调经颅电流刺激系统，以利于实现tDCS、tACS以及tRNS的可选择刺激；实现tDCS刺激时电流的闭环控制、tACS刺激时电流幅值和电流频率的调节以及tRNS刺激时噪声类型的调节；实现移动终端对刺激参数的设定以及刺激历史的记录。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是提供一种多参数可调经颅电流刺激系统能，其中：该系统包括相互连接的七部分：主电路、导电电极、微控制单元、AD模块、WiFi模块、显示屏、移动终端应用程序；所述主电路包括相互连接的电源部分、调压电路、调频电路。所述微控制单元是一款基于ARM内核的控制芯片，该芯片根据设定信息调节内部定时器输出五路脉冲宽度调制信号，一路信号输入至主电路的调压电路进行电压调节，进而实现刺激电流幅值的调节，另四路信号输入至主电路的调频电路进行刺激电流的频率调节。所述移动终端应用程序通过WiFi模块将设定信息传送至微控制单元，微控制单元根据设定信息以及经由AD模块接收到的主电路的电压和电流信息调整五路控制信号。所述主电路的电压和电流信息通过AD模块传送至微控制单元，微控制单元将这些信息传输到显示屏进行显示，同时微控制单元将这些信息通过WiFi模块传输至移动终端应用程序通过显示屏进行显示与记录。本专利技术效果是该刺激系统可实现tDCS、tACS以及tRNS三种模式的电流刺激的选择，可实现tDCS刺激下，电流幅值(1mA—10mA)的调节，tACS刺激下，电流幅值(1mA—10mA)、电流频率(1—2KHz)的调节，可实现tRNS刺激下，低频、中频、高频、白噪声等不同噪声类型的选择，可实现用户按照自己需求通过移动终端对刺激参数的监控以及刺激历史的查询。附图说明图1、多参数可调经颅电刺激系统的结构示意图；图2、多参数可调经颅电刺激系统的移动终端应用程序界面示意图。图中：1、主电路2、导电电极3、微控制单元4、AD模块5、WiFi模块6、显示屏7、移动终端应用程序8、电源部分9、调压电路10、调频电路11、充电电池12、开关13、电压传感器14、场效应管15、调节电阻16、毫安电流传感器17、主界面18、模式选择界面19、参数设定界面20、信息显示界面21、刺激历史界面具体实施方式结合附图对本专利技术的多参数可调经颅电刺激系统结构加以说明。如图1、2所示，本专利技术的多参数可调经颅电刺激系统结构是，该系统包括相互连接的七部分：主电路1、导电电极2、微控制单元3、AD模块4、WiFi模块5、显示屏6、移动终端应用程序7；所述主电路1包括相互连接的电源部分8、调压电路9、调频电路10。所述微控制单元3是一款基于ARM内核的控制芯片，该芯片根据设定信息调节内部定时器输出五路脉冲宽度调制信号，一路信号输入至主电路1的调压电路9进行电压调节，进而实现刺激电流幅值的调节，另四路信号输入至主电路1的调频电路10进行刺激电流的频率调节。所述移动终端应用程序7通过WiFi模块将设定信息传送至微控制单元3，微控制单元3根据设定信息以及经由AD模块4接收到的主电路1的电压和电流信息调整五路控制信号。所述主电路1的电压和电流信息通过AD模块4传送至微控制单元3，微控制单元3将这些信息传输到显示屏6进行显示，同时微控制单元3将这些信息通过WiFi模块5传输至移动终端应用程序7通过显示屏6进行显示与记录。所述移动终端应用程序7包括五个交互界面：主界面17、模式选择界面18、参数设定界面19、信息显示界面20以及刺激历史界面21；所述模式选择界面18提供tDCS、tACS以及多种噪声类型tRNS的选择；所述参数设定界面19提供刺激电流、刺激频率、刺激时间的设定；所述信息显示界面20提供刺激模式、刺激频率、刺激时间、刺激电流的显示；所述刺激历史界面21提供三种刺激模式刺激历史的显示和同步存储。所述移动终端应用程序7将tDCS刺激设定信息通过WiFi模块5传送至微控制单元3，微控制单元3根据需求首先调节输入至调频电路10的四路控制信号使得其频率为0即直流输出，然后微控制单元3结合经由AD模块4接收到的主电路1的电流信息，实现对tDCS的电流幅值的闭环调节；所述移动终端应用程序7将tACS刺激设定信息通过WiFi模块5传送至微控制单元3，微控制单元3根据需求同步调节输入至主电路1的五路控制信号，实现对tACS刺激的电流幅值以及频率的调节；所述移动终端应用程序7将tRNS刺激设定信息通过WiFi模块5传送至微控制单元3，微控制单元3按照设定的噪声类型同步调节五路控制信号，实现不同噪声类型的tRNS刺激。本专利技术的多参数可调经颅电刺激系统功能是这样实现的：如图1所示，本专利技术的多参数可调经颅电刺激系统包括相互连接的主电路1、导电电极2、微控制单元3、AD模块4、WiFi模块5、显示屏6、移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多参数可调经颅电刺激系统，其特征是：该系统包括相互连接的七部分：主电路(1)、导电电极(2)、微控制单元(3)、AD模块(4)、WiFi模块(5)、显示屏(6)、移动终端应用程序(7)；所述主电路(1)包括相互连接的电源部分(8)、调压电路(9)、调频电路(10)；所述微控制单元(3)是一款基于ARM内核的控制芯片，该芯片根据设定信息调节内部定时器输出五路脉冲宽度调制信号，一路信号输入至主电路(1)的调压电路(9)进行电压调节，进而实现刺激电流幅值的调节，另四路信号输入至主电路(1)的调频电路(10)进行刺激电流的频率调节；所述移动终端应用程序(7)通过WiFi模块将设定信息传送至微控制单元(3)，微控制单元(3)根据设定信息以及经由AD模块(4)接收到的主电路(1)的电压和电流信息调整五路控制信号；所述主电路(1)的电压和电流信息通过AD模块(4)传送至微控制单元(3)，微控制单元(3)将这些信息传输到显示屏(6)进行显示，同时微控制单元(3)将这些信息通过WiFi模块(5)传输至移动终端应用程序(7)通过显示屏(6)进行显示与记录。

【技术特征摘要】
1.一种多参数可调经颅电刺激系统，其特征是：该系统包括相互连接的七部分：主电路
(1)、导电电极(2)、微控制单元(3)、AD模块(4)、WiFi模块(5)、显示屏(6)、移动终端应用程
序(7)；所述主电路(1)包括相互连接的电源部分(8)、调压电路(9)、调频电路(10)；
所述微控制单元(3)是一款基于ARM内核的控制芯片，该芯片根据设定信息调节内部定
时器输出五路脉冲宽度调制信号，一路信号输入至主电路(1)的调压电路(9)进行电压调
节，进而实现刺激电流幅值的调节，另四路信号输入至主电路(1)的调频电路(10)进行刺激
电流的频率调节；
所述移动终端应用程序(7)通过WiFi模块将设定信息传送至微控制单元(3)，微控制单
元(3)根据设定信息以及经由AD模块(4)接收到的主电路(1)的电压和电流信息调整五路控
制信号；
所述主电路(1)的电压和电流信息通过AD模块(4)传送至微控制单元(3)，微控制单元
(3)将这些信息传输到显示屏(6)进行显示，同时微控制单元(3)将这些信息通过WiFi模块
(5)传输至移动终端应用程序(7)通过显示屏(6)进行显示与记录。
2.根据权利要求1所述的多参数可调经颅电刺激系统，其特征是：所述移动终端应用程
序(7)包括五个交互界面：主界面(17)、模式选择界面(18...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊国胜，李彬，王江，邓斌，魏熙乐，于海涛，张镇，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12