CN105392525A - 经颅脉冲电流刺激 - Google Patents

Abstract

提供用于刺激系统的无序的颅电剌激程序的计算机实现的方法，所述方法包括：生成无序的颅电刺激程序。

Description

经颅脉冲电流刺激

技术领域

本申请涉及经颅脉冲电流刺激。

发明背景

无创性脑电刺激(本文称为NIEBS)利用电极将轻柔的微电流脉冲施加到大脑。NIEBS刺激大脑以制造神经传导介质已被广泛接受。无创性脑电刺激也被提议用于各种医疗状况的治疗。

操作所述信号以规范化大脑的电输出。因此已经使用/测试NIEBS来治疗物质依赖、抑郁和焦虑。在至少一些实例中人们已经注意到当与抗抑郁药物相比，对于抑郁的治疗，NIEBS具有相等或更大的功效，副作用较少。

NIEBS的功效产生的机理尚未被完全理解。据推测，对脑组织的所述刺激造成增加大量的将要释放的神经传导介质，特别是血清素、β-内啡肽和去甲肾上腺素。人们相信这些神经传导介质继而容许恢复大脑边缘系统的正常生物化学体内平衡，该平衡可能曾由相关应力状况造成不平衡。

发明内容

根据第一方面，提供了一种提供用于刺激系统的颅电剌激程序的计算机实现的方法，所述方法包括：生成无序的颅电刺激程序。

颅电剌激，例如使用经颅脉冲电流刺激，与不是无序的治疗相比，对于例如抑郁状况的治疗已经显现出非凡的功效。

根据第二方面，提供了一种生成经颅脉冲电流刺激"TPCS"波形的计算机实现的方法，所述方法包括生成基于由第一方面提供的无序的颅电刺激程序的TPCS波形。

通过生成基于无序的颅电刺激程序的TPCS波形，可以产生NIEBS的改进的应用效果，有可能增加无创性脑电刺激(NIEBS)的功效。

根据第三方面，提供了一种经颅脉冲电流刺激[TPCS]生成器包括：电源，包括用于将交流电流信号变换为直流的交流-直流转换器；具有可控输出的电流源；数字-模拟转换器；存储器；以及微处理器，被配置为执行存储在存储器中的指令，其中所述指令进一步包括：从存储器中读取具有用于TPCS疗法的参数的处方；以及根据从存储器中读取到的参数操作所述数字-模拟转换器，其中结果模拟信号被传送到所述电流源。

通过读取具有用于TPCS疗法的参数的处方并且传送模拟信号，可以产生NIEBS改进的应用效果，从而可以简单并且有效的方式基于从存储器中读取到的参数提供可配置的TPCS治疗。

根据第四方面，提供了一种用于提供经颅脉冲电流刺激[TPCS]治疗方案的方法，包括：提供可编程的NIEBS/TPCS生成器，被配置为基于输入参数设置程序，设置用于TPCS治疗方案的操作参数；提供治疗选项菜单；提供与在所述菜单中的至少一个治疗选项相关的参数的查找表；选择选项；选择用于已选择的治疗选项的一组TPCS参数；以及将所述TPCS参数组提供给所述可编程NIEBS/TPCS生成器。

通过提供治疗选项的菜单并且允许用户选择治疗选项，可以产生NIEBS改进的应用效果，可以提供易于由操作者选择的丰富的选项。此外，所述操作者可以通过易用的用户界面产生可配置的TPCS治疗。

根据第五方面，一种提供用于刺激系统的无序的颅电剌激程序的方法，包括：提供可编程NIEBS生成器，该可编程NIEBS生成器配置为，设置用于由指定的参数列表[或从输入参数设置程序中]生成刺激的操作参数；提供治疗选项菜单；提供可用的刺激选项查找表；[所有NIEBS选项，TPCS，经颅直流刺激tdcs等等]提供随机数生成器；选择治疗选项；连续地操作所述随机数生成器以从刺激选项的查找表中选择一组参数；并且将所述已选择的参数组提供给处方生成器，其中所述处方生成器将已选择的参数供给到所述可编程NIEBS生成器。

通过提供治疗选项的菜单并且允许用户选择无序的颅电刺激程序，可以产生NIEBS改进的应用效果，可以提供易于由操作者选择的用于无序的颅电治疗的丰富的选项。此外，所述操作者可以通过易用的用户界面产生可配置的治疗。

附图说明

图1根据本发明的实施例示出了用于在无创性脑电刺激系统中的示例性波形的框图；

图2根据本发明的实施例示出了用于无创性脑电刺激系统的示例性环境的框图；

图3A，3B，3C，3D和3E根据本发明的实施例示出了无序的选择过程的示例表；

图4根据本发明的实施例示出了无序的选择过程的流程图；

在具体实施例的描述中提及的附图应当理解为不按比例绘制，除非特别注明。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的实施例，在附图中示出其示例。然而实施技术将结合各种实施例进行描述，应该理解的是这并不意在将本发明限制于这些实施例。相反，本发明意在包括替换、修改和等价物，其可以包含在由所附权利要求限定的各种实施例的范围内。

此外，在以下具体实施例中，阐述许多细节以便彻底理解本发明。然而，本发明可能无需这些细节而实施。在其它情况下，为了避免不必要地使本发明实施例的各方面模糊，没有详细地描述公知的方法，过程，组件和电路。

经颅脉冲电流刺激(TPCS)的实施例

以下描述了1)用于创建经颅脉冲电流刺激(TPCS)波形的选项；2)在两个实施例中的TPCS生成器硬件描述；3)用于选择和传送TPCS治疗方案的方法；以及4)用于选择和传送无序的TPCS治疗方案的方法。

下面还描述了人们可能构造做出对医学专业人员有用的大范围的TPCS服务选项的表，以及如何描述用于实现所述期望的TPCS波形的已选择参数的适合的生成器。

1.经颅脉冲电流刺激波形选项如图1中所示。它们由下列选项组成：

2.正向电压/电流的接通/断开脉冲，有限的持续时间和可变的脉冲持续时间和在第一脉冲和后续脉冲之间的可变时间间隔。因此，存在两个主时序变量：

脉冲持续时间[接通时间]

脉冲间隔[在第一脉冲的停止和下一个脉冲开始之间的断开时间或延迟时间]

3.另外，可改变所述脉冲的振幅以适应许多疗法治疗和用户的个人偏好。随着电压的增加，通过在皮肤接触的有源对之间的闭合电路传送到大脑的电流量将增加。可任意地将治疗的预设初始起点的振幅设置为相对较低量，例如0.1或0.55伏，并可调整至1.5伏。此可变的振幅通常称为"强度"。

本发明所述的电极可能在许多位置被连接至用户的身体。例如，对于TPCS，所述电极通常被连接至用户头部的皮肤以及可能被连接至耳朵、耳垂、头颅骨的后面、前额、脸颊等等。然而，对于电疗法和TPCS两者，通常来讲，所述电极可能被连接至身体的任何地方，例如连接至手指、手臂、腿部、躯干、头部等等。

3.也可实现第三变量。所述脉冲序列可能由交替的正和负脉冲组成。所述脉冲对可重复，并在重新启动或任何其他延时周期之间具有零延时。在重新启动之间的延时周期也是在一些治疗选项中的有效变量。此方法根据特定的疗法协议考虑到通过大脑的电流方向的反转。

脉冲序列配置：仅正，或正-负。

4.所述正向脉冲和所述负向脉冲的振幅可能是不等的。即所述负向脉冲可能无需与所述正向脉冲具有相同的振幅。

如此这是另一个变量：负向脉冲振幅与正脉冲振幅的比。此方法的优点是当每种类型脉冲的正向脉冲振幅和负向脉冲振幅和脉冲持续时间都相等时，流经大脑的所述净直流电平可能从由所述正向脉冲的平均接通时间设置的最大值变化到零点。这已经考虑到治疗疗法中的另一个变量。

此比率可能由出厂设置，或者可能是治疗程序调节的部分。

5.变量和范围的列表

单极性脉冲：

脉冲持续时间：0.001秒至10秒

脉冲间隔延迟时间：0.001秒至无限

脉冲振幅：0.1伏至1.5伏

交变极性脉冲对：

正向脉冲的脉冲持续时间：0.001秒至10秒

负向脉冲的脉冲持续时间：0.001秒至10秒

脉冲间隔延迟时间：0.001秒至无限

脉冲-负-正-振幅比：0至1.0

脉冲对的振幅：0.1伏至1.5伏

6.治疗时间周期

然而所述TPCS治疗周期是所述疗法程序中的另一个变量。例如，在5分钟的周期期间，每20毫秒可能传送一系列10毫秒的脉冲的治疗方案，然后关闭再一个5或10分钟。所述治疗可能再次恢复，以与上述相同的脉冲持续时间和脉冲间隔或改变的脉冲持续时间和脉冲间隔。

TPCS生成器

所述TPCS生成器是自供电设备，其实现为具有预设参数的固定TPCS疗法程序，或者实现为可编程设备，所述可编程设备能够接收基于治疗选项的TPCS疗法程序，所述治疗选项由健康专业人员确定，以应用到特定状况的人员。在图2中描绘了所述TPCS生成器的一个实施例。所述可编程设备可以接收从在所述TPCS治疗方法中变量的选项表中选择的特定参数组的处方：脉冲宽度/持续时间、直到下一个脉冲开始的延迟时间，脉冲振幅或强度、以及脉冲配置，其中所述脉冲可能包括正向脉冲和负向脉冲。所述生成器包括微处理器，所述微处理器被配置为1)从外部源接收用于TPCS方案的处方，例如从存储棒或连接至服务器的互联网；2)激活一组存储在存储器中的指令来选择由所述处方限定的参数以操作数字-模拟转换器创建恰当的TPCS波形；将此波形传播到被配置作为电流源的输出放大器；以及根据用户的偏好，从所述电流源提供用于调整所述电压输出的输出电平控制。

可替代地，所述TPCS生成器可能被配置为简单地从存储器中读取根据时间顺序限定的预编程振幅序列，并且将所述结果波形传送到所述输出放大器210。例如，当读出限定了具有20毫秒持续时间的脉冲时，只读存储器可能存储数字1的序列。所述存储器读数可能包括一系列在100微秒时间步长或0.1毫秒将要被读出的数字1。为了形成20毫秒脉冲，所述微处理器的时钟定为0.1毫秒。如果脉冲序列为连续交替的一系列正的0.5伏输出与一系列0伏，存储在存储器中的下一组数据将在下一个20毫秒期间为数字的零。这种只读存储器[ROM]系统可被配置为创建许多脉冲持续时间和脉冲间隔的组合，但是可能只有一个按照ROM操作。所述生成器可包含多个ROM。如果存在需要具有例如在脉冲之间的延迟时间的可变脉冲分量的疗法方案，使用所述ROM系统不太方便。在这样的情况下，所述可编程生成器具有更多实用性。

图2所描述的TPCS生成器示出了供电的电池201、AC/DC转换器202、RAM205和ROM206，存储卡，所述存储卡可能是SD卡203，或其他可移动的存储器或是硬线连接到所述TPCS生成器的存储器。所述设备还包括处理器207和数据端口208，以及数模(DA)转换器209。与所述TPCS相关联的放大器210可能通过控制脉冲的强度或振幅来控制。在图2中的所述强度控制211代表可能由用户来调节的控制轮。其他变量也可能由用户来控制。这样的控制可能是实际的物理按钮或轮，或者通过软件界面来控制，或者通过利用数据端口208与所述生成器通信的其他设备来控制。所述TPCS生成器也可能包括ROM2204和输出。

无序的TPCS系统

所述无序的系统在随机的不可重复的过程中，以改变的许多在如上在"5.变量和范围的列表"中示出的脉冲特征而被命名。例如，脉冲持续时间可能改变的范围为2秒至0.002秒。类似地，第一单脉冲和下一个单脉冲之间的时间周期可能从0.5秒变化到高达每毫秒一个脉冲。所述脉冲序列只能从正向脉冲转变为正向和反向。正到负向脉冲的相对振幅可能变化。

所述无序的TPCS系统可使用随机数生成器实现以从如上所列的"5.变量和范围的列表"中的参数中选择参数。可调整所述随机数生成器以从所有都具有相同的概率的有限组的选项中进行选择。

例如，选定振幅[强度]的初始一系列正向脉冲可能使用10毫秒的脉冲持续时间和50脉冲每秒的重复率来传送。这对应于脉冲之间的相等的开/关时间以及给定强度[所施加的电压电平]的最大值的50％的直流平均值。这样的治疗方案可能连续地使用5分钟，然后关闭另一时间段，例如10分钟。在这种情况下，所述脉冲持续时间为10毫秒，以及所述脉冲之间的脉冲延迟被设置为10毫秒，所述治疗周期被设置为5分钟。但是在某些初始时间延迟之后，如由随机过程选择的，可能引入新的治疗配方。例如，所述脉冲持续时间可能扩展到100毫秒，并具有1秒的脉冲延迟时间，此时按2分钟周期传送。

因此，无序治疗方案可能由如上所示的"5.变量和范围的列表"的可编程的参数组和称为治疗持续时间的变量组成。每个变量的选择可从随机数生成器的输出中选定，被规范化为适于推荐给用户的状况的治疗的特定范围。所述随机数生成器根据也是由随机数生成器选定的治疗持续时间选择来调节每个参数。

参考图3A至3E，示出了无序选择过程的示例。在图3A到3E中示出的表可被描述为滚动骰子数量总计达到10次。在这样的示例中，你也可以包括多于两个骰子。然而，在本发明中，取代了滚动骰子，操作随机数生成器取代了滚动骰子。此外，可对结果的容许组合作出限制。例如，实验数据可能表明100％对于Neg-Pos比(负-正比)来说不是可行的选择。因此，限制了结果的容许组合，使得100％对于任何组合不是允许的选项。在图3A至3E的示例中，所述脉冲为正-负脉冲，其中负脉冲比率为正脉冲振幅的30％，脉冲持续时间为10毫秒，直到下一个脉冲延迟为100毫秒，以及序列持续10秒。

利用所述无序的治疗资源使用随机数生成器

随机数生成器可由软件来实现，所述软件可运行在用于支持适合的TPCS疗法配置的构造的所述服务器上。许多是在互联网上免费提供的资源。供应商包括在http://geocities.com/intelligentmasters.Utilities，的智能大师(IntelligentMasters)。在其random-number-generator.en.softonic.com的en.softonic.com或来自en.kioskea.net的专业随机数生成器。Java编程语言具有在Java应用程序包中生成随机数的资源。

还可以使用伪随机数生成器。随机数生成器还可在为此设计的物理硬件中实现。参见Wikipedia的伪随机数生成器算法列表，以及基于硬件的真随机数生成器。生成器服务还可以从各种网址例如HotBits，random.org，EntropyPool或randomnumbers.info在线获得使用。

随机数生成器

随机数生成器可能由软件来实现，所述软件可运行在用于支持适合的TPCS疗法配置的构造的所述服务器上。许多是在互联网上免费提供的资源。供应商包括在http://geocities.com/intelligentmasters.Utilities，的智能大师，在其random-number-generator.en.softonic.com的en.softonic.com或来自en.kioskea.net的专业随机数生成器。Java编程语言具有在Java应用程序包中生成随机数的资源。

还可以使用伪随机数生成器。随机数生成器还可在为此设计的物理硬件中实现。参见Wikipedia的伪随机数生成器算法列表，以及基于硬件的真随机数生成器。生成器服务还可以从各种网址例如HotBits，random.org，EntropyPool或randomnumbers.info在线获得使用。

本发明的实施例为用于无创性脑电刺激的系统和方法。无创性脑电刺激(NIEBS)是一种利用电极将脉冲通过整个头部施加到患者的大脑的治疗。存在许多类型的NIEBS，例如经颅直流刺激(tDCS)，其是神经刺激的一种形式，其通过小型的电极将恒定的小电流直接传送到所述大脑的有用区域。存在三个不同类型的tDCS：阳极、阴极和虚的。所述阳极的刺激为增加了正被刺激区域的神经兴奋性的正(V+)刺激。阴极(V-)刺激减小了正被刺激区域的神经兴奋性。阴极刺激可以治疗由大脑区域的过度-活动(hyper-activity)造成的心理障碍。虚的刺激用作实验中的控制。虚的刺激发出短暂的电流，但随后在所述剩余的刺激时间期间保持断开。利用虚的刺激，接收所述tDCS的人不知道他们没有接收持续很久的刺激。

另一种形式的NIEBS是经颅交流电刺激(tACS)，经颅交流电刺激是一种无创性方法，通过经颅交流电刺激，在大脑的枕叶皮质区内通过头颅骨施加的交流电以频率特定方式携带所述当前大脑的神经振动。另一种类型的NIEBS是经颅脉冲电流刺激(tPCS)。

经颅磁刺激(TMS)是一种无创性方法使得在大脑的神经元中引起去极化或超极化。TMS使用电磁感应以使用快速变化磁场感应弱电流；这可以极小的不舒适度引起大脑的特定或整个部分中的活动，允许待研究的大脑的运行和互连。TMS的变型是重复的经颅磁刺激(rTMS)。

本发明并不限于NIEBS形式。因此，如本文中所用，NIEBS可能指示许多种类的NIEBS，包括tDCS，tACS，tPCS，TMS，rTMS和任何其它神经刺激型协议。

NIEBS涉及通过低电流低电压的大脑刺激，可使用交替方波或其他波。这种效果旨在提高大脑的"可塑性"，使其易于学习。这种效果也可能被描述为增强集中力，进入流或使处于区域中。

本发明采用用于NIEBS的硬件，将电极连接到患者头部。所述硬件还可包括扬声器，例如耳机。本发明可将NIEBS施加给用户，或可同时或可不同时地通过例如耳机这样的扬声器为用户播放音频。用于所述NIEBS的脉冲可以是或者可以不是基于所述音频信号的旋律或节拍的。所述扬声器和所述电极可被或可不被结合到一个框架或外壳中。

所述NIEBS治疗可由用户或患者进行调节、修改或控制。例如，用户可控制治疗振幅的强度。用户可拓展由用户优选的控制等级。这种控制等级可被描述为NIEBS控制配置文件。用户可能希望与其它用户共享她的NIEBS控制配置文件或者共享有关NIEBS控制配置文件的其它信息。有关NIEBS控制配置文件的其它信息可被评论、反馈或博客。例如，用户可发布带有配置文件评论的NIEBS控制配置文件。然后第二个用户可下载所述NIEBS控制配置文件并且提供反馈或注释。这种论坛可能是公共的或私人的。

参考附图4，其中根据本发明的实施例描述了无序的选择过程的流程图。步骤400-411图示了基于上述技术的示例性流程图。附图4可用于TPCS，以及可以是一种由计算机可用的和计算机可执行的指令所控制的处理器和电气组件来实施的计算机实现的方法。

参考附图1，其中描述了在本发明中可采用的波形。NIEBS生成器可从音频源或从与所述NIEBS生成器相关的波形合成器中接收波形。所述NIEBS生成器可生成与所述NIEBS治疗波形相关的NIEBS信号。附图1描述了在本发明中使用的公知的方波。本发明并不限于附图1中的波形，也可采用例如正弦波的其它波形。

用于本发明的波形可被存储在库中，并且用于创建在NIEBS中使用的脉冲图案或脉冲序列。所述波形可通过可编程数模转换器来实现。研究结果表明不同的脉冲图案对大脑具有不同的影响，并且一些脉冲图案对各种状况具有不同的影响。因此，需要不同的脉冲图案库，以适应不同的健康状况。

每秒脉冲率是指，相对于直到下一个正脉冲开始的延迟，正脉冲的开始到停止。类似正弦波，无论如何都存在负向脉冲。"脉冲上升的开始到下一次该脉冲再次开始上升。"下列是本发明可采用的脉冲频率的示例：

1.脉冲频率在低频3-5赫兹的范围内。

2.脉冲频率在低频50-100赫兹的范围内。

3.脉冲频率在高频100-640赫兹的范围内。

4.脉冲频率在0.1-100赫兹的范围内。

5.直流

传送电流电平:1.5mA[毫安培]

在皮肤上的电流强度：安全限值在25至60microA/cm2之间[来自Poreisz等人，2007]经过大脑组织的电场为小于5mV/mm或5毫伏/毫米的量级。

脉冲图案可为随机噪声刺激图案。优良的结果在由Fertonani等人报告的2011年10月26日31(43):15416-15423在“神经学杂志”上的论文“随机噪声刺激改善了在知觉学习中的神经可塑性”中。

无创性脑电刺激(本文称为NIEBS)利用电极将轻柔的微电流脉冲施加到大脑。本发明的电极可能在许多位置被连接至用户的身体。例如，对于NIEBS，所述电极通常被连接至用户头部的皮肤以及可能被连接至耳朵、耳垂、头颅骨的后面、前额、脸颊等等。然而，对于电疗法和NIEBS两者，通常来讲，所述电极可能被连接至身体的任何地方，例如连接至手指、手臂、腿部、躯干、头部等等。

在NIEBS中，大量的电流通过头颅骨并且到达皮层和皮层下结构。另外，根据剪辑，在例如中脑、脑桥、丘脑和下丘脑皮层下区域感应的电流相比于在皮层区域具有相似的幅值。在头部表面上的电极位置增量变量还影响哪些皮层区域被调制。高分辨率模型预测提示了，电极剪辑细节影响了通过外表和深层结构的电流。此外，用于tPCS剂量的基于笔记本电脑的方法利用主频和球状模型进行设计。这些模型预测和工具是促进tPCS和NIEBS合理并且优化使用的第一步。

NIEBS刺激大脑以制造例如内啡肽的改善情绪、情感和认知能力的神经传导介质已被广泛接受。无创性脑电刺激也被提议用于如下治疗：中风、脑外伤、高血压和阿尔茨海默病以及任何或所有神经障碍、任何或所有精神障碍以及任何或所有认知增强。本发明也可能由健康用户或者没有经受任何诊断的障碍或疾病的用户使用。例如，健康的用户可能为使用本发明以增强集中力和学习能力的学生或者可能为使用本发明以提高运动表现的运动员。

所述信号明显地规范化了大脑的电输出。因此已经使用或测试NIEBS来治疗物质依赖、抑郁和焦虑。在至少一些实例中人们已经注意到当与抗抑郁药物相比，对于抑郁的治疗，NIEBS具有相等或更大的功效，副作用较少。NIEBS可能具体地与抗抑郁药品结合使用，可能用于消除一般的中枢神经系统(CNS)药物或药品的副作用。NIEBS也可能与其他传统药物结合使用。

治疗可以在小于一秒到无限秒的范围内与本发明结合使用。本发明并不限于特定范围的持续时间、电流或频率。下列范围意为示例，并不限制本发明。在一个实施例中，即使所述治疗根据所述电流配置，可能拓展到11/2小时，使用的持续时间范围在10到30分钟。采用的电流可能被应用于脉冲形式或直流形式，其中脉冲宽度以从大约0.1赫兹(Hz)到1000赫兹的频率，在大约1到大约500毫秒(ms)的范围内，其中电流小于1毫安培(mA)至多为5mA。

根据本发明的一个实施例，提供了实现如上所定义的方法的装置，所述装置包括无创性脑电刺激脉冲生成器和用于将所述脉冲生成器生成的脉冲施加到患者头部的相关电极，其中所述装置包括多个电极。

在本发明的一个实施例中，存在音频信号播放器和至少一个相关的扬声器，所述扬声器用于将所述信号播放器的输出转换为可听的声音。所述至少一个扬声器优选为一对耳机，所述无创性脑电刺激脉冲生成器和声音信号生成器可能被内置到单个单元中，但是不是必须这样组合。

注意存在下列类型的刺激配置：

1.在一个方向具有平均直流的正向脉冲。类型1A和类型1B以小突发传送直流的可变量。

2.交流脉冲，电流的方向从正向交替为负向，正如在类型IIA和类型IIB，IIC和IID中。所述平均值可能主要在一个方向，或者如果所述脉冲对称或持续时间随时间相等，可能平均为零。你可以看到对于一些模式，存在穿过大脑的净直流。

3.类型III示出了脉冲序列，其中在一系列脉冲的传送之间存在延迟。

下一个段落讨论如何配置这个延迟，这个延迟是医疗从业者可用的全部疗法的一部分。

1.随机的时间周期。使用具有以秒为单位的特定范围的随机数生成器。例如，1-100秒。运行所述随机数生成器，其可被设置为产生1至100之间的数字。使用此数字作为脉冲之间的时间周期。在每次脉冲之后运行所述生成器以确定从上一脉冲的下一个延时或周期。

2.半-随机时间周期。

选出一些公知的具有一些治疗效果的时间周期。制成表格。例如：

随机的号1、3、5、10、20、40、60、100。

二进制包含1、2、3、4、5、6、7、8。

延迟

然后随机地从时间周期的分组中选择。再次，使用界线为允许状态数量的随机数生成器。在上面的示例中，存在8个可能的延迟时间周期。设置所述随机数生成器以选择1至8中的数字。使用与二进制数字相关的延时。

假设所述随机数生成器选取了4。这意味着我们使用10秒的延迟作为到下一个脉冲序列开始的时间周期。

3.计划的，周期性的且增大的延迟

在文中从一个脉冲序列事件到下一个的延时被任意地设置为预设的序列。它可能是从一个周期的持续时间增加到下一个的一组。正如以5、10、30、60重复5、10、30、60。

4.周期性的，静态周期

将延迟设置为秒数分组[1，2，3，4，5，6，7，8，9，10]中的一个。或者任何其它例如从1至300秒的时间周期。

5.在任意脉冲分组之间没有延迟的连续的脉冲序列。从秒数分组[1-1000bbbb中选择这种脉冲序列的任意持续时间。

6.直流刺激

没有脉冲，只是在一段时间周期内施加恒定电压。人们会认为这是具有实际上冗长持续时间的单个正向脉冲的特例。

使用NIEBS的无序/随机脉冲的备注：

用于NIEBS和NIEBS处方的脉冲或脉冲序列可能是图案化的或随机的。然而，随机脉冲的想法可能不是理想的，因为随机仍然可能预示可测量的结构冲击。术语“无序的图案”更好地描述了本文中的脉冲。无序也可能用于限定脉冲序列之间的各种停顿或周期。

计算机实现的方法

应理解的是本文中所描述的方法可能是一种由计算机可用的和计算机可执行的指令所控制的处理器和电气组件来实施的计算机实现的方法。所述计算机可用的和计算机可执行指令位于在例如计算机可用的易失性和非易失存储器的数据存储器特征件中。然而，所述计算机可用的和计算机可执行指令可能位于任何类型的计算机可用存储介质中。在一个实施例中，所述方法可能位于计算机可用的存储介质中，所述存储介质具有体现所述方法的指令，当执行所述指令时，使得计算机系统执行所述方法。在一个实施例中，本文所描述的NIEBS信号是非暂时性的，而是通过有线连接被发送到所述电极上的信号。

本文旨在，前面的详细描述视为说明性的而不是限制性的，并且可以理解的是，所述详细描述不应被用来限制本发明的范围。

Claims (21)

1.一种提供用于刺激系统的无序的颅电剌激程序的计算机实现的方法，所述方法包括：生成无序的颅电刺激程序。

2.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述无序的颅电刺激程序包括以非重复方式选择脉冲特性。

3.如权利要求2所述的方法，其中以随机方式选择所述脉冲特性。

4.如权利要求3所述的方法，其中通过连续地操作所述随机数生成器以从刺激选项的查找表中选择一参数分组，来选择所述脉冲特性。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括：

提供治疗选项菜单；

提供可用刺激选项的查找表；

选择治疗选项；

将所述已选择的参数分组提供给处方生成器，其中所述处方生成器将已选择的参数供给到可编程NIEBS生成器。

6.如权利要求2-5中任一项所述的方法，其中所述脉冲特性包括下列至少之一：脉冲持续时间、脉冲间隔延迟时间、脉冲振幅、正脉冲的脉冲持续时间、负向脉冲的脉冲持续时间、脉冲的负-正-振幅比和脉冲对的振幅。

7.如权利要求4至6任一项所述的方法，其中参数组包括下列中的至少一个：

具有脉冲持续时间的单极性脉冲，其中脉冲持续时间从包括0.001秒到10秒、间隔为0.001的分组中选择；

脉冲间隔延迟时间，其中间隔从包括0.001秒到10000秒的分组中选择；以及

脉冲振幅，其中振幅的范围从包括0.1伏到1.5伏的范围内选择。

8.生成经颅脉冲电流刺激"TPCS"波形的计算机实现的方法，所述方法包括基于前述权利要求中任一项的方法所提供的无序的颅电刺激程序生成TPCS波形。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述TPCS波形由可编程TPCS生成器生成。

10.如权利要求9所述的方法，其中所述可编程TPCS生成器包括用于从音频源为生成器供电的交流-直流转换器。

11.如权利要求9或10所述的方法，其中脉冲振幅可通过TPCS生成器上的外部控制进行人工调节。

12.如权利要求8至11任一项所述的方法，还包括将所生成的TPCS波形施加给患者。

13.一种包括计算机可读指令的计算机可读介质，用于实现权利要求1到12任一项所述的方法。

14.一种被配置为执行权利要求1到13中任一项所述的方法的装置。

15.一种经颅脉冲电流刺激[TPCS]生成器，包括：

电源，包括用于将交流信号变换为直流的交流-直流转换器；

具有可控输出的电流源；

数字-模拟转换器；

存储器；以及

微处理器，被配置为执行存储在存储器中的指令，其中所述指令进一步包括：

从存储器中读取具有用于TPCS疗法的参数的处方；以及根据从存储器中读取到的参数操作所述数字模拟转换器，其中结果模拟信号被传送到所述电流源。

16.一种用于提供经颅脉冲电流刺激[TPCS]治疗方案的方法，包括：

提供可编程的NIEBS/TPCS生成器，配置为基于输入参数设置程序设置用于TPCS治疗方案的操作参数；

提供治疗选项菜单；

提供与在所述菜单中的至少一个治疗选项相关的参数的查找表；

选择选项；

选择用于已选择的治疗选项的一组TPCS参数；以及

将所述TPCS参数组提供给可编程NIEBS/TPCS生成器。

17.如权利要求13所述的方法，其中将TPCS参数组提供给可编程NIEBS/TPCS生成器的步骤进一步包括：

将已选择的参数分组提供给处方生成器，其中所述处方生成器将已选择的参数供给到可编程NIEBS生成器。

18.如权利要求13所述的方法，其中可编程NIEBS/TPCS生成器包括用于从音频源为生成器供电的交流-直流转换器。

19.如权利要求13所述的方法，其中所述参数组包括：

具有脉冲持续时间的单极性脉冲，其中持续时间从包括0.001秒到10秒、间隔为0.001的分组中选择；

脉冲间隔延迟时间，其中间隔从包括0.001秒到10000秒的分组中选择；以及

脉冲振幅，其中振幅的范围从包括0.1伏到1.5伏的范围内选择。

20.如权利要求16所述的方法，其中脉冲振幅可通过TPCS生成器上的外部控制进行人工调节。

21.一种提供用于刺激系统的无序的颅电剌激程序的方法，包括：

提供可编程NIEBS生成器，配置为从指定的参数列表[或从输入参数设置程序]设置用于刺激生成的操作参数；

提供治疗选项菜单；

提供可用刺激选项的查找表；[所有NIEBS选项，tPCS，经颅直流刺激tdcs等等]

提供随机数生成器；

选择治疗选项；

连续地操作所述随机数生成器以从刺激选项的查找表中选择一参数分组；并且

将所述已选择的参数分组提供给处方生成器，其中所述处方生成器将已选择的参数供给到可编程NIEBS生成器。