CN113827254A - 一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于健康医疗技术领域，尤其涉及一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法及设备，包括：移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和评测源数据以及调控方案请求上传至云服务器，方案制定源数据用于作为分析用户脑神经功能的依据；云服务器根据源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端形成最终方案；实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行。本发明通过在进行脑部调控前后，对用户进行信息采集，以得到方案制定和评测源数据，从而制定针对于不同用户的脑调控方案并优化，进而利用实施终端对用户的脑神经进行调控，解决了现有技术中脑调控技术不能依据用户的个体情况进行适应性调整和优化以提高调控效果的问题。

Description

一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法及设备
技术领域
本发明属于健康医疗技术领域，尤其涉及一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法及设备。
背景技术
大脑是一个约三磅重的组织，其结构复杂，功能强大。脑位于颅腔内，可以分为端脑、间脑、小脑、中脑、脑桥和延髓，端脑位于大脑的前端，是脑的最高级部位，由左右大脑半球和半球间连合及其内腔构成。其中，大脑半球表面的灰质层称大脑皮质，大脑皮质不同部位有不同功能。在大脑三维组织的最外面是一层颜色较深的结构，这里是神经细胞的胞体所在，我们称之为大脑皮质，大脑皮质也被称为灰质(gray matter)；皮质下面的结构颜色较浅，这里是神经细胞的轴突所在，其作用是将皮质中的神经元信号传递出去，由于轴突外面往往包裹着一层颜色较浅的髓鞘，所以皮质下的组织也被成为白质。
大脑皮质一般可以分为六层，位于颅骨下面的是最外层，也就是第一层，最靠近白质的是最内层，也就是第六层。特别是，前额叶皮质(prefrontal cortex,PFC)是实现人的认知学习控制和决策功能的重要组织器官，其中的脑工作记忆区对大脑中央学习和决策功能起到不可或缺的关键作用，它涉及在信息组织和编码前从长期记忆中提取信息在脑工作记忆区中进行检索、验证、监测、评估和处理，类似于计算机的缓存工作记忆单元，对一个人的专注度、记忆力、学习力、智力和决策力产生重大的影响和决定作用。
大脑调控不外乎有两种，一种是用激发脑思考的游戏类训练，虽然能够显示出类似游戏的闯关分数，很多批评认为，没有证据证明能提高脑工作记忆区的容量，有可能是熟悉了做题游戏规则的分数提高，即高分低能。近十年来国际上基于脑科学和脑神经机理上的微电流通过作用于脑部神经元和突触或神经元连接促进脑功能在作用机理研究和临床验证上取得了很大的进步，特别是用微交流作用于目标脑部位如前额叶皮质以提高脑工作记忆区容量的研究也取得不少进展，由于现有方法都离不开固化的微交流模式，因此有如下缺陷：不能适应用户的个体情况作出适应症调整和优化以提高功效。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法及设备，旨在解决背景技术中第三部分提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，所述方法包括：
移动终端获取脑调控前和后方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据和调控方案请求上传至云服务器，所述方案制定和测评源数据用于作为分析用户脑神经功能的依据；
云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端；
实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行。
优选的，所述方案制定和测评源数据包括脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间；所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
显示脑工作记忆测试题目，并接收脑工作记忆答题数据和第一答题反应时间；
显示冒险决策测试题目，并接收冒险决策答题数据和第二答题反应时间；
将调控方案请求、脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间打包上传至云服务器。
优选的，所述云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端的步骤，具体包括：
接收来自移动终端的答题测试结果和调控方案请求；
通过AI分类和聚类算法对规模用户数据进行机器学习和重组归纳，并采用AI决策树算法生成脑调控方案；所述脑调控方案包括调控电流模式、电子配方比重、时长以及实施方法和疗程中的至少一种；
发送脑调控方案至移动终端。
优选的，当移动终端无法连接云服务器时，移动终端利用本地的方案制定模块，根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至实施终端。
优选的，所述实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤，具体包括：
接收脑调控方案；
根据脑调控方案配置各项参数；
启动UtXCS电路单元开始调控；
启动电流监控单元监控输出电流和控制UtXCS以调节电流；
调控时长到后，停止调控，并同步调控使用数据至移动终端。
优选的，所述方案制定和测评源数据包括脑电波数据；所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
测量并记录用户的脑电波数据；
将方案制定和测评源数据与调控方案请求上传至云服务器。
本发明实施例的另一目的在于提供一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置，用于实现上述穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，所述装置包括调控模块和电极模块，所述调控模块包括ROM单元、RAM单元、USB单元、MCU单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元，ROM单元、RAM单元、USB单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元均与MCU单元电性连接，电极模块以及电流检测和调节单元均与UtXCS电路单元电性连接，UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元具有按调控方案输出包含单个或多个谐波的微交流和微直流模式等核心功能，所述电极模块包括至少两组输出电极。
优选的，所述装置还包括电极贴，所述装置用于嵌入穿戴式产品中，所述电极贴用于在所述穿戴式产品上形成电极触区。
本发明实施例还提供一种穿戴式VR/AR设备，所述设备包括上述穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置以及穿戴式设备本体，所述装置嵌入到所述穿戴式设备本体的电极触区形成所述穿戴式VR/AR设备。
优选的，所述设备还包括视觉恢复检测模块、学习模块、训练模块以及游戏模块。
本发明实施例提供的一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，通过在进行脑部调控之前和之后，对用户进行信息收集，以得到方案制定和测评源数据，进而对方案制定和测评源数据进行分析，从而制定针对于不同用户的脑调控方案，进而利用实施终端对用户的脑神经进行调控，调控后进行评估优化，解决了现有技术中脑调控技术不能依据用户的个体情况制定调控方案和对调控效果进行评估调整以保障调控效果的问题。本发明提供了保障脑调控方案实施和调控效果的硬件实现方法。本发明还提供实施终端的多种形态、集成和设计，使得实施终端更符合用户使用习惯和更好的效果体验，特别是将脑调控与学习和工作的结合，使学习和工作效率极大提高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法的应用环境图；
图2为本发明实施例提供的一种调控模块的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电极模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种采用嵌入式结构的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置的电路框图；
图6为本发明实施例提供的实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤的流程图；
图7为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为测试型源数据时进行脑部调控的步骤的流程图；
图8为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为测试型源数据时带有冒险决策判断的脑部调控的流程图；
图9为本发明实施例提供的移动终端联网情况下进行脑调控方案生成的步骤的流程图；
图10为本发明实施例提供的移动终端不联网情况下进行脑调控方案生成的步骤的流程图；
图11为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为脑电波数据时带有冒险决策判断的脑部调控的流程图；
图12为本发明实施例提供的将本发明应用于视觉神经调控的流程图；
图13为本发明实施例提供的脑部神经坐标图。
图14为本发明实施例提供的一完整的产品形态。
图15为本发明实施例提供的一头戴绑带的嵌入产品形态。
附图标记：1、信号灯；2、USB接口；3、第一按钮；4、第二按钮；5、USB防尘盖；6、第一电极；7、第二电极；8、调控模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
近十年来国际上基于脑科学和脑神经机理上的微电流通过作用于脑部神经元和突触或神经元连接促进脑功能在作用机理研究和临床验证上取得了很大的进步，特别是用微交流作用于目标脑部位如前额叶皮质以提高脑工作记忆区容量的研究也取得不少进展，由于现有方法都离不开固化的微交流模式，因此有如下缺陷：1.不能适应用户的个体情况作出适应症调整和优化以提高功效。
在本发明中，通过在进行脑部调控之前和之后，对用户进行信息收集，以得到方案制定和测评源数据，进而对方案制定和测评源数据进行分析，从而制定针对于不同用户的脑调控方案和优化，进而利用实施终端对用户的脑神经进行调控，解决了现有技术中脑调控技术不能依据用户的个体情况进行适应性调整以提高调控效果的问题。
现有研究发现，PFC的表层(superf i c i a l)神经元主要表现为gamma振荡，而深层(deep)神经元主要表现为a l pha/theta/beta振荡，脑工作记忆的保持主要体现为持续的gamma振荡，因此PFC的表层神经元在脑工作记忆中起到主导作用，但表层神经元的gamma振荡受到了深层神经元的a l pha/theta/beta振荡的单向调控,深层神经元很可能在脑工作记忆中起到控制活动存储空间中信息进入和消退的作用。现有研究和临床证据还表明，用特定的微交流电作用于特定的大脑皮质会提升脑工作记忆区的容量，但也会带来些副作用，譬如冒险性的冲动决策，而本申请中，在生成脑调控方案时，都会对冒险性的冲动决策进行评估，从而保证在执行脑调控方案之后，不会对用户带来不必的副作用。
图1为本发明实施例提供的一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法的应用环境图，如图1所示，在该应用环境中，包括移动终端、云服务器和实施终端，移动终端可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等设备，实施终端是能够产生电流的设备，例如电极片等，云服务器也可以是物理服务器。所述方法包括：
移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器，所述方案制定和测评源数据用于作为分析用户脑神经功能的依据。
在本步骤中，通过移动终端获取方案制定和测评源数据，所谓方案制定和测评源数据，即为从用户获取的信息，并将其作为分析用户脑神经功能的依据，对于方案制定和测评源数据而言，其既可以是用户的脑电波，也可以是对用户进行测试得到的测试结果或两者兼得；当方案制定和测评源数据为脑电波时，移动终端即为能够检测脑电波的设备。
云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端。
在本步骤中，移动终端将方案制定和测评源数据发送至云服务器，在进入到云服务器之后，云服务器对方案制定和测评源数据进行分析，从而生成脑调控方案，并发送回移动终端。
实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行。
在本步骤中，云服务器将脑调控方案发送至移动终端之后，移动终端将脑调控方案又发送至实施终端内，实时终端则根据脑调控方案产生对应的电流模式，利用电流对用户的大脑进行调制。
所述实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤之后，还包括获取调控前测试结果和调控后测试结果，并将调控前测试结果和调控后测试结果上传至云服务器，将其作为下次进行脑调控方案生成过程的考虑项。
在进行脑调控之前对用户进行一次测试，利用测试题对用户进行测试，然后在完成脑调控之后，再次对用户进行一次测试，通过对比两次测试的结果，判断此次脑调控对用户大脑功能的影响，从而以此作为下一次调控的考虑项，通过调控前后对脑工作记忆不同的综合测试，评估效果并进行调整和优化、以此循环反复，达到脑工作记忆功能增强的长期效果。
如图7所示，为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为测试型源数据时进行脑部调控的步骤的流程图，当方案制定和测评源数据为测试型源数据，测试型源数据包括脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间，所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据和调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
显示脑工作记忆测试题目，并接收脑工作记忆答题数据和第一答题反应时间；
显示冒险决策测试题目，并接收冒险决策答题数据和第二答题反应时间；
将调控方案请求、脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间打包上传至云服务器。
具体的，移动终端中设置有APP，利用APP完成硬件的操控，因此在与用户交互的过程中，用户是直接与APP交互，实际使用时，如果用户第一次进入APP或开始大脑调控前，在移动终端上显示脑工作记忆区测试提示，选择是否进行测试：
若选择继续测试，则依次执行N步回顾和运算测试、文字回顾和判定测试、图形回顾和操作测试以及脑工作记忆评分和时间戳，在完成上述测试之后，选择是否进行脑调控；若选择不继续测试，则直接选择是否进行脑调控；
若选择进行脑调控，则直接进行脑调控，并在脑调控完成之后，选择是否进行复测；若选择不进行脑调控，则直接结束；
若选择进行复测，则再次依次执行N步回顾和运算测试、文字回顾和判定测试、图形回顾和操作测试、气球模拟测试(BART)以及脑工作记忆评分-冒险决策评分和时间戳，并结束；若选择不进行复测，则直接结束。
如图11所示，为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为测试型源数据时带有冒险决策判断的脑部调控的流程图，当方案制定和测评源数据为脑电波数据时，所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据和调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
测量并记录用户的脑电波数据；
将脑电波数据与调控方案请求上传至云服务器。
在本步骤中，利用移动终端对用户的脑电波进行检测，并将测量得到的数据进行保存，然后将脑电波数据与调控方案请求上传至云服务器。
具体的，实际使用时，利用移动终端对用户的脑电波进行检测，并将测量得到的数据进行保存，然后将脑电波数据与调控方案请求上传至云服务器，云服务器将脑调控方案发送至移动终端之后，移动终端将脑调控方案又发送至实施终端内，实施终端则根据脑调控方案产生对应的电流模式，利用电流对用户的大脑进行调制：
执行脑调控方案时，判断是否为首次使用脑调控，若当前是第一次使用脑调控，则用默认的theta+gamma微交流调控方案和参数设定实施大脑调控，具体实施例是，针对脑工作记忆区扩容实施占比最大、效果最优的、副作用最小、模式独特的微电流脑调控，同时对冒险倾向副作用实施抑制调控，其作用机理是，以变频theta波为主波叠加gamma为超次谐波作为脑工作记忆区扩容的超级主波进行脑调控，调控时长默认为15分钟，时长可以调整，或在答题测试后依据数据对后期的时长进行调整，或在与脑电检测结合的脑调控产品中，依据检测到的theta波功率进行时长的调整；
若不为首次使用脑调控，则根据脑工作记忆评分增加大小和参照云大数据推荐方案来优化微交流脑调控方案中的theta和gammna权重、频率和时长，并评估冒险决策值是否高于阈值；
若冒险决策值高于阈值，则添加变极性微直流模式、设置极性比重、时长和启动时间，然后实施大脑调控；若冒险决策值不高于阈值，则直接实施大脑调控。
如图9所示，本发明实施例提供的移动终端联网情况下进行脑调控方案生成的步骤的流程图，所述云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端的步骤，具体包括：
接收来自移动终端的方案制定和测评源数据以及调控方案请求；
通过AI分类和聚类算法对规模用户数据进行机器学习和重组归纳，并采用AI决策树算法生成脑调控方案，所述脑调控方案至少包括调控参数；
发送脑调控方案至移动终端。
具体的，移动终端中把每次调控前的方案制定和测评源数据(其中，方案制定和测评源数据包括用户答题结果数据和脑电波数据中的一种或两种)和调控方案请求上传到云服务器，云服务器利用AI分类和聚类算法对规模用户数据(即答题测试结果)进行机器学习和重组归纳；然后云服务器采用AI决策树算法生成脑调控方案，并下发至移动终端，移动终端对调控方案做最终调整和确定，脑调控完成后，移动终端再次进行测评，得到测评数据，将实施方案和测评数据以及进一调控请求上传云服务器，云服务器利用决策树算法就测试数据生成后续脑调控方案和参数。
如图10所示，为本发明实施例提供的移动终端不联网情况下进行脑调控方案生成的步骤的流程图，当移动终端无法连接云服务器时，移动终端利用本地的方案制定模块，根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至实施终端。
具体的，移动终端在脑调控前对用户脑工作记忆进行测试或包括采集脑电测试数据，根据本地用户小数据，利用本地的方案制定模块确定调控方案和参数(即脑调控方案)，在脑调控完成后，移动终端再次进行测试，并根据测试结果来优化进一步的脑调控。每当有云服务连接时，移动终端和云服务将会同步所有的数据。
具体地，所述脑调控方案包括调控电流模式、电子配方比重、时长以及实施方法和疗程中的至少一种。
如图8所示，为本发明实施例提供的方案制定和测评源数据为测试型源数据时带有冒险决策判断的脑部调控的流程图，当方案制定和测评源数据为测试型源数据时，所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
具体的，实际使用时，利用移动终端对用户进行答题测试或脑电波测试，并将测试得到的测试结果进行保存，然后将测试结果与调控方案请求上传至云服务器，云服务器将脑调控方案发送至移动终端之后，移动终端将脑调控方案又发送至实施终端内，实时终端则根据脑调控方案产生对应的电流模式，利用电流对用户的大脑进行调制：
执行脑调控方案时，判断是否为首次使用脑调控，若当前是第一使用脑调控，则用默认的theta+gamma微交流调控方案和参数设定实施大脑调控，具体实施例是，针对脑工作记忆区扩容实施占比最大、效果最优的、副作用最小、模式独特的微电流脑调控，同时对冒险倾向副作用实施抑制调控，其作用机理是，以变频theta波为主波叠加gamma为超次谐波作为脑工作记忆区扩容的超级主波进行脑调控，调控时长默认为15分钟，时长可以调整，或在答题测试后依据数据对后期的时长进行调整，或在与脑电检测结合的脑调控产品中，依据检测到的theta波功率进行时长的调整；
若不为首次使用脑调控，则根据脑工作记忆评分增加大小和参照云大数据推荐方案来优化微交流脑调控方案中的theta和gammna权重、频率和时长，并评估冒险决策值是否高于阈值；
若冒险决策值高于阈值，则添加变极性微直流、设置极性比重、时长和启动时间，然后实施大脑调控；若冒险决策值不高于阈值，则直接实施大脑调控。
因视网膜、视神经或大脑受损而导致的视觉缺陷(VFD)是我们老龄化社会中一个日益严重的问题，本发明还可以延伸到用不同模式的微交流来调控视觉恢复和康复。
如图12所示，为本发明实施例提供的将本发明应用于视觉神经调控的流程图，在本发明应用于视觉神经调控是，具体步骤为：
判断是否为首次进行视觉调控，若是首次进行视觉调控，则进行调控前视力测试，并以默认的视觉神经微交流调控方案和参数实时视觉神经调控，并在调控结束之后进行视力测试；
若不是首次进行视觉调控，则根据调控前后的视力变化和参照云大数据推荐方案来优化微交流脑调控方案中的各靶向电子成份的权重，形成新的视觉神经调控方案，并实施，在实施之后进行视力测试。
如图2、3、4、5、14和15所示，为本发明实施例提供的一种采用独立和嵌入式结构的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置的结构示意图，所述设备包括调控模块8和电极模块，所述调控模块8包括ROM单元、RAM单元、USB单元、MCU单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元，ROM单元、RAM单元、USB单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元均与MCU单元电性连接，电极模块以及电流检测和调节单元均与UtXCS电路单元电性连接，所述电极模块包括至少两组输出电极。
具体地，穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置还包括电极贴，所述装置用于嵌入穿戴式产品中，所述电极贴用于在所述穿戴式产品上形成电极触区。戴式脑神经功能智能调控和增强的装置可以作为独立的主机单元与电极贴一起形成具备完整的脑调控和增强产品的形态存在，所述设备还可以做为主机嵌入到头带中并与嵌入到头带的电极触区一起形成具备完整的脑调控和增强产品的形态存在。
在本实施例中，调控模块8上还设置有信号灯1、USB接口2、第一按钮3和第二按钮4，第一按钮3用于减小电流强度和开关机，第二按钮4用于增加电流强度，电极模块包括USB防尘盖5、第一电极6和第二电极7，第一电极6和第二电极7之间通过隔离带连接，第一电极6和第二电极7上涂覆有导电凝胶，第一电极6和第二电极7远离导电凝胶的一侧设置有电极扣。如图5所示，为穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置的电路框图。
图13为本发明实施例提供的脑部神经坐标图，在使用时，将第一电极6和第二电极7分别放置在AF3和AF4区域，从而利用第一电极6和第二电极7对AF3和AF4区域的脑神经进行电调制。
本发明实施例还提供一种穿戴式VR/AR设备，包括上述任意一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置以及穿戴式设备本体，穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置嵌入到穿戴式设备本体的电极触区形成穿戴式VR/AR设备。所述穿戴式VR/AR设备设备可以作为嵌入模块内置到诸如VR/AR头戴等产品中与嵌入到头戴产品的电极触区一起形成既可以进行脑调控和增强又可以增强产品其它功能的复合功能设备。
在本实施例中，调控模块8可以嵌入到穿戴式VR/AR设备中，从而使得第一电极6和第二电极7与用户头额目标区域接触，调控模块8与VR设备共用同一充电电池，调控模块8自带低功耗蓝牙与VR上的APP通讯以实现各种智能调控功能。这种VR嵌入型态的设计是前所未有的，它的优点是：1.在产品层面与VR的人体工学融为一体，不增加额外的空间，不改变设计好的用户舒适度；2.与VR的学习、训练、游戏等动脑的核心功能自然和有效地结合在一起，在使用这些功能前先对脑部进行短时间的前奏调控，将极大地提高学习、训练、游戏的效率和效果。调控模块8主要由微处理器MCU、动态内存RAM、静态内存ROM、USB单元、低功耗蓝牙单元BLE、动态多模式微电流产生电路单元UtXCS、电流检测和调控单元等组成。整个调控电路由MCU上运行的嵌入软件来驱动和操控，而嵌入软件又通过BLE与智能终端的APP交互以实现大脑智能调控。UtXCS电路单元是柔性微电流产生单元，由嵌入软件直接控制，可以产生不同模式的交流电和直流电作用于大脑以达到不同的功效。而决定用何种模式的电流、什么时候用、用多长时间、用的频次则由App和云根据用户的测试和使用数据以及规模用户数据来选择最优的参数设置。
优选地，穿戴式VR/AR设备还包括视觉恢复检测模块、学习模块、训练模块以及游戏模块。穿戴式VR/AR设备可以先进行脑调控和增强后再进行其它产品功能如一体化视觉恢复检测、沉浸式学习、训练、和游戏，这样将极大地促进视觉康复、提高学习、工作和怡乐的效率和效果。
如图6所示，为本发明实施例提供的实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤的流程图，所述实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤，具体包括：接收脑调控方案；根据脑调控方案配置各项电流模式和参数；启动UtXCS电路单元开始调控；启动电流监控单元监控输出电流和控制UtXCS电路单元以调节电流；调控时长到后，停止调控，并同步调控使用数据至移动终端。
本发明采用的脑调控方法，将云服务器、移动终端和实施终端构成一个闭环，闭环过程包含调控前个性化评测、个性化调控方案的制定、调控、调控后评测、后续方案制定和实施；可以通过多种变化的微交流和直流调控模式对用户的脑神经和功能进行调控，本发明可以单独使用，也可以嵌入在其他智能设备中，例如VR产品，嵌入性虚拟VR产品是首创，它把脑调控和沉浸式学习、培训和游戏浑为一体；
调控设备的实现实例包含但不限于独立型I产品、独立型II头绑带产品和嵌入性虚拟VR产品，特别是嵌入性虚拟VR产品是首创，它把脑调控和沉浸式学习、培训和游戏浑为一体，本发明中，所有用户的数据同时存储在移动终端本地和存储于云服务器，因此在脑调控方案生成时，是以小数据和大数据作为分析基础的，能够保证脑调控方案能够消除或减小潜在不必要的冲动决策副作用，本发明还可以应用于视觉康复中，实用性强，适用性广。
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述方法包括：
移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器；所述方案制定和测评源数据用于作为分析用户脑神经功能的依据；
云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端；
实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行。
2.根据权利要求1所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述方案制定和测评源数据包括脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间；所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
显示脑工作记忆测试题目，并接收脑工作记忆答题数据和第一答题反应时间；
显示冒险决策测试题目，并接收冒险决策答题数据和第二答题反应时间；
将调控方案请求、脑工作记忆答题数据、第一答题反应时间、冒险决策答题数据和第二答题反应时间打包上传至云服务器。
3.根据权利要求1所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述云服务器根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至移动终端的步骤，具体包括：
接收来自移动终端的答题测试结果和调控方案请求；
通过AI分类和聚类算法对规模用户数据进行机器学习和重组归纳，并采用AI决策树算法生成脑调控方案；所述脑调控方案包括调控电流模式、电子配方比重、时长以及实施方法和疗程中的至少一种；
发送脑调控方案至移动终端。
4.根据权利要求1所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，当移动终端无法连接云服务器时，移动终端利用本地的方案制定模块，根据方案制定和测评源数据生成脑调控方案，并发送至实施终端。
5.根据权利要求3所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述实施终端接收来自移动终端发送的脑调控方案并执行的步骤，具体包括：
接收脑调控方案；
根据脑调控方案配置各项参数；
启动UtXCS电路单元开始调控；
启动电流监控单元监控输出电流和控制所述UtXCS电路单元以调节电流；
调控时长到后，停止调控，并同步调控使用数据至移动终端。
6.根据权利要求1或2所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述方案制定和测评源数据包括脑电波数据；所述移动终端获取方案制定和测评源数据，并将方案制定和测评源数据以及调控方案请求上传至云服务器的步骤，具体包括：
测量并记录用户的脑电波数据；
将方案制定和测评源数据与调控方案请求上传至云服务器。
7.一种穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置，用于实现权利要求1-6所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的方法，其特征在于，所述装置包括调控模块和电极模块，所述调控模块包括ROM单元、RAM单元、USB单元、MCU单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元，ROM单元、RAM单元、USB单元、BLE单元、UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元均与MCU单元电性连接，电极模块以及电流检测和调节单元均与UtXCS电路单元电性连接，UtXCS电路单元以及电流检测和调节单元具有按调控方案输出包含单个或多个谐波的微交流和微直流模式的功能，所述电极模块包括至少两组输出电极。
8.根据权利要求7所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置，其特征在于，所述装置还包括电极贴，所述装置用于嵌入穿戴式产品中，所述电极贴用于在所述穿戴式产品上形成电极触区。
9.一种穿戴式VR/AR设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求7或8所述的穿戴式脑神经功能智能调控和增强的装置以及穿戴式设备本体，所述装置嵌入到所述穿戴式设备本体的电极触区形成所述穿戴式VR/AR设备。
10.根据权利要求9所述的穿戴式VR/AR设备，其特征在于，所述设备还包括视觉恢复检测模块、学习模块、训练模块以及游戏模块。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102245253A (zh) * 2008-11-21 2011-11-16 B·布罗克 用于经颅自动刺激的移动设备和用于控制和调节该设备的方法
US20150174418A1 (en) * 2012-06-22 2015-06-25 Thync, Inc. Device and Methods for Noninvasive Neuromodulation Using Targeted Transcranial Electrical Stimulation
CN105944233A (zh) * 2016-04-18 2016-09-21 清华大学 基于深度学习的视神经仿真方法及系统
CN208926389U (zh) * 2018-04-10 2019-06-04 重庆讲究科技有限公司 一种军用移动式野战式心理健康测评及训练装备系统
CN110720900A (zh) * 2019-09-10 2020-01-24 深圳大学 一种脑状态监测与调控装置、方法、处理器及终端设备
WO2020121274A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Brainpatch Ltd Brain interfacing apparatus and method
CN112843477A (zh) * 2021-01-12 2021-05-28 河北工业大学 经颅磁声电刺激脑调控装置与经颅磁声电刺激脑调控方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102245253A (zh) * 2008-11-21 2011-11-16 B·布罗克 用于经颅自动刺激的移动设备和用于控制和调节该设备的方法
US20150174418A1 (en) * 2012-06-22 2015-06-25 Thync, Inc. Device and Methods for Noninvasive Neuromodulation Using Targeted Transcranial Electrical Stimulation
CN105944233A (zh) * 2016-04-18 2016-09-21 清华大学 基于深度学习的视神经仿真方法及系统
CN208926389U (zh) * 2018-04-10 2019-06-04 重庆讲究科技有限公司 一种军用移动式野战式心理健康测评及训练装备系统
WO2020121274A1 (en) * 2018-12-14 2020-06-18 Brainpatch Ltd Brain interfacing apparatus and method
CN110720900A (zh) * 2019-09-10 2020-01-24 深圳大学 一种脑状态监测与调控装置、方法、处理器及终端设备
CN112843477A (zh) * 2021-01-12 2021-05-28 河北工业大学 经颅磁声电刺激脑调控装置与经颅磁声电刺激脑调控方法

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