CN106823136A

CN106823136A - 一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统

Info

Publication number: CN106823136A
Application number: CN201611254781.2A
Authority: CN
Inventors: 彭晓宏; 曲杨; 李晓丹; 耿淑琴; 王岢
Original assignee: Beijing University of Technology
Current assignee: Beijing University of Technology
Priority date: 2016-12-30
Filing date: 2016-12-30
Publication date: 2017-06-13

Abstract

一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，系统包括电源、显示模块、按键模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块、放大电路和输出电极。电源、显示、按键与控制模块组成人机交互模块主要完成参数调节、音乐选择以及刺激的开与关；控制模块与PC机经过数据线进行信息交互，以便更换存储音乐；脉冲单元发生器产生符合参数要求的脉冲单元并传到调制模块中；调制模块接收脉冲单元与音乐节奏和能量进行调制，得到最终刺激波形经放大电路放大后由输出电极输出。提取音乐中节奏等信息对基本刺激波形单元进行调制得到刺激波形，能够满足神经对于刺激波形的要求，同时能够随音乐变化而产生情绪上的波动。

Description

一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统

技术领域

本发明涉及集成电路的设计和医疗电子设备应用技术领域，更具体的，本发明主要涉及一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，用于提高治疗效果。

背景技术

现有的耳迷走神经刺激系统基本上都是实现一种或有限的几种治疗波形，程序模式固定，长时间使用患者神经易产生适应性和耐受性；刺激波形结构单调，不能满足患者的个性化要求，导致治疗效果不理想。

研究发现，音乐可以通过人的听觉作用于人的大脑边缘系统及脑干网状结构，调节大脑皮质，使人体的内脏活动及情绪与行为有良好的协调作用。

为此本发明提出一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，提取音乐中节奏等信息对基本刺激波形单元进行调制得到刺激波形，能够满足神经对于刺激波形的要求，同时能够随音乐变化而产生情绪上的波动，提高患者神经的治疗效果。

发明内容

本发明解决的问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种音乐治疗波形产生装置用于耳迷走神经刺激系统，旨在解决现有迷走神经刺激系统治疗波形单一，易产生神经疲劳的问题，提供脉冲单元幅度、频率与音乐相匹配的电流刺激。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，该系统包括电源、显示模块、按键模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块、放大电路和输出电极；显示模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块和放大电路的一端分别与电源相连；显示模块与按键模块的另一端分别与控制模块相连，显示模块、按键模块和控制模块组成人机交互模块组，该人机交互模块组用以完成对产生的刺激波形进行参数调节、音乐选择以及刺激波形的开启或关闭；控制模块由主控芯片和存储单元相连接并组成内置的MP3形式，控制模块与PC机通过数据线进行交互，以便更换或存储音乐；脉冲单元发生器用以连接调制模块和控制模块，控制模块通过脉冲单元发生器产生符合人机交互模块组参数要求的脉冲波并传到调制模块中；音乐节奏提取系统也用以连接调制模块和控制模块，音乐节奏提取系统与脉冲单元发生器相并联，音乐节奏提取系统用以得到控制模块所选音乐的节奏以及音频的能量，并将音乐的节奏和音频的能量输入到调制模块中；调制模块接收脉冲波、音乐的节奏和音频的能量，并对脉冲波、音乐的节奏和音频的能量进行调制，得到刺激波形，然后经放大电路放大后并由输出电极输出；输出电极与耳部迷走神经接触，并通过人机交互模块组选择刺激参数。

音乐节奏提取系统包括缓冲放大模块、电压-频率(V/F)转换模块、程控增益模块、节奏提取模块和干扰消除模块，缓冲放大模块、V/F转换模块、节奏提取模块和干扰消除模块依次相连，控制模块分别与干扰消除模块、节奏提取模块、程控增益模块和缓冲放大模块相连，V/F转换模块与程控增益模块相连，控制模块选择的音乐经过缓冲放大模块同时进行电压频率转换，得到相应的数字信号，该数字信号经过V/F转换模块后，再经过程控增益处理后，作为音频能量输出；另外，经节奏提取模块的节奏提取处理，经过干扰消除模块后得到音乐节奏输出，音乐节奏输出经系统的输出端口输出。

刺激参数包括音乐选择、单位脉冲的开通时间、上升时间、脉冲宽度、电流频率、单次治疗时间、关闭时间的频率和步进值。

与现有技术相比，本发明具有以下优点。

本发明在耳迷走神经刺激系统传统波形基础上，研究加入音乐节奏提取系统增加了音乐调制功能，为病患个性化定制刺激波形，提高疗效。通过音乐节奏提取系统，得到音乐节奏并经系统输出端口输出调制基本脉冲单元到人体适应的频率与刺激强度，通过不同风格的音乐进行病患个性化治疗，达到治疗效果。

附图说明

图1本发明整体框图。

图2音乐节奏提取系统结构框图。

图3传统脉冲单元示意图。

图4音乐调制脉冲示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对于本发明作进一步的说明：

本发明实施例，一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统的结构如图1所示，包括电源、显示模块、按键模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块、放大电路和输出电极。显示模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块和放大电路的一端分别与电源相连；显示模块与按键模块的另一端分别与控制模块一端相连为人机交互模块，主要完成参数调节、音乐选择以及刺激的开与关；控制模块由主控芯片和存储单元组成内置MP3，可与PC机经过数据线进行信息交互，以便更换存储音乐；脉冲单元发生器的另一端与控制模块相连，产生符合参数要求的脉冲单元并传到调制模块中；音乐节奏提取系统另一端与控制模块相连，得到所选音乐的节奏以及音频能量输出到调制模块中；调制模块接收脉冲单元与音乐节奏和能量进行调制，得到最终刺激波形经放大电路放大后由输出电极输出。

图2为音乐节奏提取系统结构框图，包括缓冲放大、V/F转换、程控增益、节奏提取和干扰消除模块。缓冲放大模块、节奏提取、程控增益和干扰消除模块的一端都接控制模块；缓冲放大模块经控制模块输入所选择的音乐；缓冲放大模块另一端接V/F转换进行电压频率转换；V/F转换的另一端接程控增益；控制模块通过对程控增益模块参数的修改人为的将能量输出到一个适中的程度；V/F转换另一端接节奏提取模块，对经预处理的音乐信号进行分析，确定节奏点位置；节奏提取另一端接干扰消除模块，根据节奏变化的快慢消除某些不合理的节奏点，将音乐节奏输出。

图3为传统脉冲单元示意图，其最小单元参数为：输出电流为0.25～12mA,由音乐能量控制；开通时间为1～90s，脉宽为300～1000，关断时间为0～60s，由音乐节奏控制；电流斜坡时间由输出电流和脉宽共同控制，每次电流增长为0.05mA。

图4为音乐调制脉冲单元后示意图。

Claims

1.一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，其特征在于：该系统包括电源、显示模块、按键模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块、放大电路和输出电极；显示模块、控制模块、音乐节奏提取系统、脉冲单元发生器、调制模块和放大电路的一端分别与电源相连；显示模块与按键模块的另一端分别与控制模块相连，显示模块、按键模块和控制模块组成人机交互模块组，该人机交互模块组用以完成对产生的刺激波形进行参数调节、音乐选择以及刺激波形的开启或关闭；控制模块由主控芯片和存储单元相连接并组成内置的MP3形式，控制模块与PC机通过数据线进行交互，以便更换或存储音乐；脉冲单元发生器用以连接调制模块和控制模块，控制模块通过脉冲单元发生器产生符合人机交互模块组参数要求的脉冲波并传到调制模块中；音乐节奏提取系统也用以连接调制模块和控制模块，音乐节奏提取系统与脉冲单元发生器相并联，音乐节奏提取系统用以得到控制模块所选音乐的节奏以及音频的能量，并将音乐的节奏和音频的能量输入到调制模块中；调制模块接收脉冲波、音乐的节奏和音频的能量，并对脉冲波、音乐的节奏和音频的能量进行调制，得到刺激波形，然后经放大电路放大后并由输出电极输出；输出电极与耳部迷走神经接触，并通过人机交互模块组选择刺激参数。

2.根据权利要求1所述的一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，其特征在于：音乐节奏提取系统包括缓冲放大模块、V/F转换模块、程控增益模块、节奏提取模块和干扰消除模块，缓冲放大模块、V/F转换模块、节奏提取模块和干扰消除模块依次相连，控制模块分别与干扰消除模块、节奏提取模块、程控增益模块和缓冲放大模块相连，V/F转换模块与程控增益模块相连，控制模块选择的音乐经过缓冲放大模块同时进行电压频率转换，得到相应的数字信号，该数字信号经过V/F转换模块后，再经过程控增益处理后，作为音频能量输出；另外，经节奏提取模块的节奏提取处理，经过干扰消除模块后得到音乐节奏输出，音乐节奏输出经系统的输出端口输出。

3.根据权利要求1所述的一种产生新型刺激波形的耳迷走神经刺激系统，其特征在于：刺激参数包括音乐选择、单位脉冲的开通时间、上升时间、脉冲宽度、电流频率、单次治疗时间、关闭时间的频率和步进值。