CN101134126B - 一种失眠治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种失眠治疗仪，包括中央处理器、波形合成电路、恒流电路和体表输出电极，中央处理器输出调制波和载波作为波形合成电路的输入，波形合成电路的输出经恒流电路向体表电极输出脉冲电流，体表电极经人体耳后乳突部位将治疗电流施加到患者的小脑顶核；恒流电路由直流供电模块供电。本发明采用主动式失眠治疗，利用脑神经保护机制，通过启动脑神经源神经保护机制，主动调节睡眠中枢，恢复患者自身正常的睡眠节律，达到治疗失眠的目的。本失眠治疗仪的使用时间不受限制，不需要在睡眠前或睡眠时进行，更加安全可靠。

Description

一种失眠治疗仪

技术领域

本发明涉及电子医疗仪器，具体涉及一种对失眠症患者进行治疗，并具有脑神经保护功能的失眠治疗仪。

背景技术

众所周知，睡眠是人类生命活动中的重要组成部份，而不同程度的失眠不但会影响人们正常生活、学习和工作，而且会给患者造成极大的痛苦和危害。因此，长期以来研究治疗失眠的方案是所属领域技术人员有待解决的课题。现有的失眠治疗仪大都是采用脉冲电路产生低频仿生脉冲信号，通过非接触性偶合或接触性电极传入患者的大脑中枢神经系统来诱导大脑进行睡眠治疗；或应用穴位刺激方法来实现诱导睡眠。如中国专利00103199.6公开的“一种电子失眠治疗仪”和中国专利200420011126.0公开的“失眠治疗仪”等等，这类睡眠仪虽然可能起到一定的催眠作用，但由于其只能通过诱导作用进行催眠，患者长期使用就会使人体对这种催眠信号产生适应性，降低催眠效果，不能达到治疗失眠的作用。

目前，公开使用的失眠治疗仪器主要有以下几种：

1.北京新天时代科技有限公司出品的“新天失眠治疗仪”，采用微电脑变频数码程序控制技术，将产生的智能、变频、仿真生物睡眠信号传入睡眠中枢神经，从而抑制睡眠神经中枢兴奋，脑电波出现低频睡眠电波，快波睡眠和慢波睡眠。“新天失眠治疗仪”应用的是低频电脉冲刺激的机理，低频电脉冲刺激就是低频电脉冲重复单调的电刺激，在大脑皮层、皮层下结构引起扩散性抑制作用，使皮层对网状结构发生主动性抑制而导致睡眠，同时电刺激也抑制了网状结构中的觉醒中枢，会产生暗示的作用。从而达到诱导睡眠的效果。

2.由上海高霸生物技术有限公司生产出品的“睡美康SR-900B型智能变频失眠微电脑治疗仪”。它选择距离睡眠中枢很近的敏感耳穴作为电波引入点，将低频电波讯号传入大脑神经中枢，达到诱导睡眠的效果。

3.北京理化测试技术公司生产的“紫环电子睡眠仪”，是一种新型电子医疗装置，它应用生物学和中医针灸原理，产生适合大脑睡眠电波，从耳部敏感穴位注入，激活大脑中的睡眠物质，达到诱导睡眠的效果。

4.静美失眠治疗仪，通过仿生能量场改善睡眠环境，负离子兴奋副交感神经，镇静、催眠。静电场使人体全身放松，消除紧张状态，调节生物种及神经递质：儿茶酚胺，5-HT相对平衡；增强大脑皮层扩散性抑制功能，消除异常脑电波和脑磁的发生，促使脑电波进入轻松缓慢的α波和入睡时的δ波状态。

综上，现有公知的文献和产品无论基于什么原理都有一个共同的特点，都是通过诱导睡眠的方法来治疗失眠，患者长期使用就会使人体对这种催眠信号产生适应性，降低催眠效果，不能达到治疗失眠的作用；而且，必需在睡觉时使用，实际上难以达到从根本上调剂睡眠节律的目的。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种通过对脑神经功能的保护，主动调剂人体的睡眠节律从根本上治疗失眠的失眠治疗仪。

本发明的目的是这样实现的：一种失眠治疗仪，其特征在于包括中央处理器、波形合成电路、恒流电路和体表输出电极，中央处理器输出调制波和载波作为波形合成电路的输入，波形合成电路的输出经恒流电路向体表电极输出脉冲电流，体表电极经人体耳后乳突部位将治疗电流施加到患者的小脑顶核；恒流电路由直流供电模块供电；

其中，中央处理器产生载波脉冲、低频随机波调制信号和时序控制信号；波形合成电路用低频随机波调制信号对载波脉冲进行脉冲幅度调制，并将调幅矩形脉冲波转换为指数衰减调幅脉冲波；

恒流电路将单向指数衰减调幅脉冲电压变换为交变恒流指数衰减调幅脉冲电流。

所述中央处理器还向显示屏提供友好的界面，向用户显示治疗仪的工作状态与及反馈各项参数的设置情况，通过显示屏可以方便修改刺激强度、治疗模式、时间等治疗数。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用主动式失眠治疗，利用脑神经保护机制，通过启动脑神经源神经保护机制，主动调节睡眠中枢，恢复患者自身正常的睡眠节律，达到治疗失眠的目的。

2、通过体表电极将稳定的刺激电流有效地加载到小脑顶核；通过对刺激波形的频率和指数衰减调幅脉冲优化设计，达到即可将刺激电流有效地经体表电极送到颅内深部的小脑顶核，又不会对体表皮肤产生刺痛感，使患者在舒适感觉中进行治疗。

3、克服机体的适应性，采用慢变化的随机电流对小脑顶核进行长时间有效地阈下刺激，达到唤起小脑顶核对睡眠中枢的调节作用。

4、本失眠治疗仪的使用时间不受限制，不需要在睡眠前或睡眠时进行，更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明失眠治疗仪治疗机理原理图；

图2是本发明失眠治疗仪电路方框图；

图3是本发明刺激波形成原理图；

图4是本发明失眠治疗仪中央处理器的一种实施方式电路原理图；

图5是本发明波形合成电路的一实施方式的电路原理图。

图6是本发明恒流电路的一实施方式的电路原理图。

具体实施方式

小脑顶核是在小脑左、右半球深部的髓质中的由神经细胞群构成的神经核团。小脑顶核接受古小脑的传入，特别是绒球小结叶的传入(部分可来自蚓部)，顶核的传出纤维经小脑下脚到达前庭核(顶核延髓束或小脑延髓束)。电刺激小脑顶核可启动丘脑和脑干内调节睡眠的细胞核团功能，主动调整睡眠/觉醒的节律，改善因大脑兴奋性增加而导致的睡眠紊乱。本发明根据对小脑顶核进行研究和剖析，通过体表电极刺激小脑顶核，启动内源性神经保护作用，即中枢神经源性神经保护，抑制神经元膜的过度兴奋，维持神经系统内环境的稳定。其治疗机理如图1所示。

本发明失眠治疗仪基于上述原理，应用现代生物医学技术、微电子技术、计算机技术等系列先进高新技术研制。

如图2所示，一种失眠治疗仪，包括中央处理器、波形合成电路、恒流电路和体表电极，中央处理器输出调制波和载波作为波形合成电路的输入，波形合成电路的输出经恒流电路向体表电极输出脉冲电流，体表电极经人体耳后乳突部位将治疗电流施加到患者的小脑顶核；恒流电路由直流供电模块DC-DC供电。其中，中央处理器主要执行如下功能：产生波形合成电路所需的载波脉冲、低频随机波调制信号(即调制波)和恒流电路所需的时序控制信号。波形合成电路功能为：用低频随机波调制信号对载波脉冲进行脉冲幅度调制，并将调幅矩形脉冲波转换为指数衰减调幅脉冲波。恒流电路功能为：将单向指数衰减调幅脉冲电压变换为交变恒流指数衰减调幅脉冲电流，并通过体表电极经人体耳后乳突部位将治疗电流有效地施加到小脑顶核。

另外，中央处理器还与显示屏连接，显示屏提供友好的界面，显示治疗仪的工作状态以及反馈各项参数的设置情况，通过显示屏可以方便修改刺激强度、治疗模式、时间等治疗参数。

本发明中，中央处理器是整个系统的功能核心部分，可设计多种频率的调制波和载波输出至刺激波形合成电路，形成多档治疗电流供用户选择。例如载波的频率可选择2KHz、2.5KHz或3KHz等，指数衰减波的时间常数τ满足：6τ＝T、8τ＝T或10τ＝T等，T为载波的周期。

波形合成电路应用通信技术中的调幅技术，把调制波和载波两种波形调整再按设计要求产生所需的刺激波形。恒流源电路除实现由刺激波形调节输出电流波形外，它产生的刺激信号对人体具有交流性，不存在直流电刺激对肌体产生的副作用，而且它与直流-直流(DC-DC)供电模块共同实现市电网络与人体之间的电气隔离，保证了受治疗失眠患者的安全。电刺激波形的产生是失眠治疗仪的关键技术，它是通过刺激波合成器将调制波和载波合成，经参数控制调节后通过恒流源输出模块输出，其实现原理见图3。

本实施例中，中央处理器可采用德州仪器公司生产的MSP430FE42X0系列混合信号微控制器，如图4所示，由它产生波形合成电路所需的载波脉冲、低频随机波调制信号和恒流电路所需的时序控制信号；低频随机波调制信号除可由中央处理器产生外，还可用其它波形存储器产生。例如由波形存储器产生低频随机波调制信号向波形合成器输送调制波，中央处理器只产生波形合成电路所需的载波脉冲和恒流电路所需的时序控制信号，同样能够实现本发明目的。参见图5，是波形合成电路的一种具体实施方式；图6是恒流电路的一种实施方式。

当然，本发明不限于本说明书所列举的实施方式。本领域普通技术人员做出的不脱离本发明的各种变化或改型均属于本发明保护的范围。

本发明失眠治疗仪是一种主动的睡眠调节和促进睡眠/觉醒节律的治疗仪，是将低频慢变化节奏的随机信号，以脉冲幅度调制的方式，调制在具有特定频谱结构的中频载波信号上，通过体表电极以电流的形式从体外将低频电流加载到人体小脑顶核，使神经元胞膜静息电位升高，兴奋性下降，从而达到增强睡眠的治疗效果。

Claims (3)

1.一种失眠治疗仪，其特征在于，包括中央处理器、波形合成电路、恒流电路和体表输出电极，中央处理器输出调制波和载波作为波形合成电路的输入，波形合成电路的输出经恒流电路向体表电极输出脉冲电流，体表电极经人体耳后乳突部位将治疗电流施加到患者的小脑顶核；恒流电路由直流供电模块供电；

其中，中央处理器产生载波脉冲、低频随机波调制信号和时序控制信号；

波形合成电路用低频随机波调制信号对载波脉冲进行脉冲幅度调制，并将调幅矩形脉冲波转换为指数衰减调幅脉冲波；所述载波的频率为2KHz～3KHz，指数衰减波的时间常数τ满足：(6～10)τ＝T，T为载波的周期；

恒流电路将单向指数衰减调幅脉冲电压变换为交变恒流指数衰减调幅脉冲电流。

2.根据权利要求1所述的失眠治疗仪，其特征在于，所述中央处理器还与显示屏连接，显示屏显示治疗仪的工作状态以及反馈参数的设置情况。

3.根据权利要求1所述的失眠治疗仪，其特征在于，所述低频随机波调制信号用波形存储器产生；即由波形存储器产生低频随机波调制信号向波形合成器输送调制波，中央处理器只产生波形合成电路所需的载波脉冲和恒流电路所需的时序控制信号。

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