CN115300788A - 一种迷走神经刺激方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种迷走神经刺激方法及装置，当呼吸信息中用户处于呼气阶段时，通过脉冲电流对迷走神经进行刺激，所述脉冲电流的频率为20‑25Hz，电流强度为1‑6mA。由上，可以在用户处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，增强对迷走神经以及大脑的调控功能，从而调节用户的心理状态，改善用户的心理健康及促进一般认知功能。

Description

一种迷走神经刺激方法及装置
技术领域
本发明涉及一种医疗器械技术领域，特别涉及一种迷走神经刺激方法及装置。
背景技术
随着人们生活、学习以及工作的压力应激越来越大，由此引起更多的身心健康的隐患，压力所导致的迷走神经紊乱，焦虑抑郁，失眠等心理健康问题造成了严重的挑战。同时个体对于改善个体心理状态与认知功能的需求也日益增加。
为了能够缓解压力、干预抑郁、焦虑等心理健康问题，通常人们只能通过药物或者心理咨询来进行干预与治疗。但是，长期服药会对药物产生依赖性，同时药物也会对个体的身体产生不良的影响。心理咨询也受专业工作者地域等局限性影响，而对一般认知功能的促进以往也是更多的基于认知行为训练，费时费力并且效果受各种因素局限。因此亟需一种方法或者装置，可以代替或辅助药物或心理咨询，对人们的压力及心理健康问题进行干预或者治疗，并且能够促进个体一般认知功能。
发明内容
本申请的目的在于提供一种迷走神经刺激方法及装置，以对失眠、抑郁症的症状进行缓解或者治疗，并且可以促进个体一般认知功能。
本申请第一方面提供一种迷走神经刺激方法，包括：采集用户的呼吸信息；根据所述呼吸信息确定用户处于呼气阶段时，控制产生脉冲电流，通过脉冲电流对用户的迷走神经进行刺激。
由上，可以在用户处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神健康状态，进而对用户的失眠、应激、焦虑抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态。同时，还可以改善用户的一般认知功能。
作为第一方面一种可能的实现方式，所述脉冲电流的频率包括20-25Hz，电流强度包括1-6mA。
由上，提供了脉冲电流的频率范围与强度范围，使脉冲电流可以更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第一方面一种可能的实现方式，检测所述用户的感官阈值与疼痛阈值，所述感官阈值为用户能够感受到刺激时所述脉冲电流的电流强度值，疼痛阈值为用户能够感到疼痛时所述脉冲电流的电流强度值；控制所述脉冲电流的电流强度，该电流强度处于所述感官阈值至所述疼痛阈值之间，位于75％-85％的范围间。
由上，提供了脉冲电流的强度范围，使脉冲电流可以用户能够承受的范围内更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第一方面一种可能的实现方式，还包括：引导用户的呼吸频率到达共振呼吸频率。
由上，通引导用户的呼吸频率到达共振呼吸频率，与用户的心跳产生共振现象，增加心率振荡的幅度。由此，可以提高对用户的精神健康状态的调节效果。
作为第一方面一种可能的实现方式，所述共振呼吸频率保持在4-6次/分钟。
由上，可以基于共振呼吸和迷走神经刺激的神经调节方法，增加迷走神经抑制控制，提高迷走神经刺激的效果，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
本申请第二方面提供一种迷走神经刺激装置，包括：信息采集模块，用于采集用户的呼吸信息；刺激模块，包含脉冲电流发生装置，用于产生脉冲电流，对用户迷走神经进行刺激；控制模块，与所述信息采集模块、所述刺激模块电连接，用于根据所述呼吸信息确定用户处于呼气阶段时，控制所述刺激模块产生所述脉冲电流。
由上，可以在用户处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第二方面一种可能的实现方式，所述脉冲电流的频率包括20-25Hz，电流强度包括1-6mA。
由上，提供了脉冲电流的频率范围与强度范围，使脉冲电流可以更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第二方面一种可能的实现方式，还包括检测模块，用于检测所述用户的感官阈值与疼痛阈值，所述感官阈值为用户能够感受到刺激时所述脉冲电流的电流强度值，疼痛阈值为用户能够感到疼痛时所述脉冲电流的电流强度值；所述控制模块用于控制所述刺激模块产生所述脉冲电流的电流强度，该电流强度处于所述感官阈值至所述疼痛阈值之间，位于75％-85％的范围间。
由上，提供了脉冲电流的强度范围，使脉冲电流可以用户能够承受的范围内更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第二方面一种可能的实现方式，还包括人机交互模块，用于接收用户对脉冲电流的设定。
由上，用户可以通过人机交互模块对装置进行控制，从而可以获得更好的使用效果。
作为第二方面一种可能的实现方式，还包括：引导模块，用于引导用户的最佳共振呼吸频率，使呼吸频率保持在4-6次/分钟，到达共振呼吸频率。
由上，可以提高迷走神经刺激的效果，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
本申请第三方面提供一种控制器，所述控制器接收采集用户的呼吸信息；所述控制器根据所述呼吸信息确定用户处于呼气阶段时，所述控制器控制产生脉冲电流，通过脉冲电流对用户的迷走神经进行刺激。
由上，可以在用户处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第三方面一种可能的实现方式，所述脉冲电流的频率包括20-25Hz，电流强度包括1-6mA。
由上，提供了脉冲电流的频率范围与强度范围，使脉冲电流可以更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
作为第三方面一种可能的实现方式，所述控制器控制检测所述用户的感官阈值与疼痛阈值，所述感官阈值为用户能够感受到刺激时所述脉冲电流的电流强度值，疼痛阈值为用户能够感到疼痛时所述脉冲电流的电流强度值；所述控制器控制所述脉冲电流的电流强度，该电流强度处于所述感官阈值至所述疼痛阈值之间，位于75％-85％的范围间。
由上，提供了脉冲电流的强度范围，使脉冲电流可以用户能够承受的范围内更加有效地对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态，促进用户的一般认知功能。
本申请第四方面提供一种计算设备，包括处理器与存储器，所述存储器存储有程序指令，所述程序指令当被所述处理器执行时使得所述处理器执行第一方面所述的方法。
本申请第五方面提供一种存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行第一方面所述的方法。
本申请第六方面提供一种计算机程序产品，其包括有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行第一方面所述的方法。
本发明的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
以下参照附图来进一步说明本发明的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本申请所涉及领域的惯常的且对于本申请非必要的特征，或是额外示出了对于本申请非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本申请。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
图1为本申请实施例中迷走神经刺激装置的组成示意图；
图2为本申请实施例中迷走神经刺激方法的流程示意图；
图3为本申请控制器的示意图；
图4A为干预前后各组的心率变异率变化情况示意图；
图4B为干预前后各组一般焦虑症状的变化情况示意图；
图4C为干预前后各组抑郁症状的变化情况示意图；
图5A为各组干预前后的认知功能变化示意图；
图5B为各组干预前后的注意网络功能之注意警觉网络变化示意图；
图5C为各组干预前后的注意网络功能之注意定向网络得分比较示意图；
图5D为各组干预前后的注意网络功能之执行控制网络得分比较示意图；
图6是本申请实施例提供的一种计算设备的结构性示意性图。
附图标记说明
100迷走神经刺激装置；110控制模块；120信息采集模块；130刺激模块；140人机交互模块；150通信模块；160引导模块；300控制器；400计算设备；410处理器；420存储器；430通信接口。
具体实施方式
说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。
本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
为了准确地对本申请中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本申请，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义：
1)迷走神经：迷走神经为混合神经，其运动纤维起自疑核，与舌咽神经并行，穿出脑干后经颈静脉孔出颅腔，供应除软腭肌和茎咽肌以外的所有咽、喉、软腭的肌肉。感觉神经元在颈静脉孔附近的颈神经节和结神经节。颈神经节的周围支传导一部分外耳道、鼓膜和耳廓的一般感觉；中枢支入三叉神经的脑干脊髓核。结神经节的周围支传导咽、喉、气管、食管及各内脏的感觉，和咽、软腭、硬腭，会厌等部分的味觉；中枢支入孤束核。副交感神经起自第四脑室底部的迷走神经背核，布于内脏器官。
2)耳中穴，又叫膈，是耳部的迷走神经点。位于耳廓、耳轮脚的中点,耳朵里有两块软骨,耳中穴就在中间的那根软骨上,按压耳中穴会有刺痛感。
3)减慢呼吸的速度，以一定的速率呼吸，在与呼吸相关的心律(即高频振荡，或RSA)与压力感受性反射活动(低频振荡)引起的心律之间发生共振的现象叫共振呼吸。
本申请实施例提供一种迷走神经刺激装置100，下面结合附图，对本申请实施例中的迷走神经刺激装置100的具体结构进行详细的描述。
图1为本申请实施例中迷走神经刺激装置100的组成示意图。如图1所示，本申请实施例中的迷走神经刺激装置100包括：信息采集模块120、刺激模块130、控制模块110、人机交互模块140、通信模块150以及引导模块160。其中，信息采集模块120对用户的呼吸信息进行采集；当呼吸信息中用户处于呼气阶段时，控制模块110控制刺激模块130发出脉冲电流。
由此，可以在用户处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节用户的精神状态，进而对用户的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态。同时，还可以改善用户的一般认知功能。
在一些实施例中，信息采集模块120包括呼吸传感器，用于对呼吸信息进行采集。
呼吸传感器具体可以为力传感器，例如压力传感器或拉力传感器。由于人在呼气与吸气过程中，胸腔与腹腔的体积会发生变化，力传感器可以通过检测胸腔或腹腔因为体积变化所引起的压力或拉力的变化来对呼吸信息进行检测，以确认人处于呼气阶段、吸气阶段或转换阶段。
呼吸传感器具体还可以为位移传感器。位移传感器可以通过检测人在呼气与吸气过程中，胸腔与腹腔因体积变化所引起的位移，从而确定人处于呼气阶段、吸气阶段或转换阶段。
呼吸传感器具体还可以为气流传感器。气流传感器可以通过检测人在呼气与吸气过程中的气流变化，从而确认人处于呼气阶段、吸气阶段或转换阶段。
在一些实施例中，信息采集模块120还包括固定装置。固定装置用于将呼吸传感器固定在人体上，以便呼吸传感器对呼吸信息进行检测。
在一些实施例中，当呼吸传感器采用了对胸腔与腹腔部位进行检测的呼吸传感器时，固定装置具体可以包括束缚带，可以通过束缚带将上述压力传感器、拉力传感器、或位移传感器固定在胸腔或腹腔相应位置，使这类传感器处于束缚带与人体之间。其中，该束缚带可以是环状弹性束缚带，用户将该弹性束缚带套于其胸侧或腹侧，并使压力传感器位置覆于胸腔或腹腔位置。
其中，上述压力传感器、拉力传感器、或位移传感器可以与束缚带分体设置，并且为了便于用户使用时传感器与束缚带相对稳定，传感器与束缚带可以具有装配结构，例如魔术贴、卡合结构等。在另一些实施例中，这些传感器也可以与束缚带一体设置。
在一些实施例中，当呼吸传感器采用了对口、鼻的呼吸气流进行检测的呼吸传感器时，固定装置具体可以包括呼吸面罩，呼吸面罩可以为头戴式(例如面具样式、全覆盖样式)、口鼻覆盖式(如口罩式)。该呼吸面罩具有透气部(如呼吸阀)，在该透气部设置呼吸传感器，如气流传感器，也可以在呼吸面罩内部正对口鼻、或口鼻附近位置设置呼吸传感器，对呼吸使产生的气流变化进行检测。
在另一些实施例中，对于呼吸面罩式的固定装置，由于用户呼吸的气流会导致呼吸面罩内的压力的变化，或面罩内温度的变化，也可以采用压力传感器或温度传感器作为呼吸传感器应用于呼吸面罩式的固定装置。
在一些实施例中，当呼吸传感器采用了对鼻腔的呼吸气流进行检测的呼吸传感器时，固定装置具体可以包括鼻夹、贴片等固定装置，例如通过鼻夹可以将气流传感器固定在鼻腔出口处，或通过贴片将气流传感器固定在鼻腔出口与上唇之间。同样的，也可以采用压力传感器或温度传感器作为呼吸传感器应用于这类固定装置。
在一些实施例中，为了更为准确的检测或识别出用户的呼吸的各个阶段，也可以采用上述列出的多种传感器的组合，来采集用户呼吸时的相关数据，根据这些数据综合检测和识别。
在一些实施例中，刺激模块130包括脉冲电流发生装置，与该脉冲电流发生装置连接的发射头。其中，脉冲电流发生装置根据控制模块110的控制产生脉冲电流。发射头用于将产生的脉冲电流作用于人体的迷走神经位置。
在一些实施例中，脉冲电流的频率为20-25HZ。
在一些实施例中，脉冲电流的脉冲宽度为250微秒。
在一些实施例中，脉冲电流的电流强度最低为1mA。
在一些实施例中，脉冲电流的电流强度最高为4-6mA。
在一些实施例中，脉冲电流的持续时间为第一时长。第一时长可以是例如30分钟。
在一些实施例中，脉冲电流为矩形、双相或者对称脉冲。
在一些实施例中，脉冲电流为1000μs/相、相间间隔30μs。
在一些实施例中，脉冲电流的电流强度处于感官阈值至疼痛阈值之间，位于75％-85％的范围间，感官阈值为能够感受到刺激的强度值，疼痛阈值为能够感到疼痛的刺激的强度值。
在一些实施例中，根据所要刺激的迷走神经所在位置不同，刺激模块130的发射头在工作时，可以设置在人体的颈部、胸部或头部位置。
在一些实施例中，当要刺激的迷走神经位于头部时，还可以包括头戴式装置，刺激模块130的若干发射头固定在该头戴式装置中，所述脉冲电流发射头可以为若干朝向头部突出的电极，其中，若干电极可以匹配头部的迷走神经所在位置。
在一些实施例中，当要刺激的迷走神经位于耳部时，例如刺激的位置为耳中穴和/或耳甲部及外耳道分布的迷走神经体表分支(耳穴内脏区域)时，还可以包括耳部夹持装置，该夹持装置包括套于耳廓的固定部，以及伸入耳内可与耳中穴接触的部位，脉冲电流发射头设置在该部位，脉冲电流发射头可以为突出的电极。在一些实施例中，当要刺激的迷走神经位于颈部时，还可以包括颈部夹持装置，该夹持装置可以包括两个与颈部两侧接触的接触部，两接触部通过绕颈部的一弹性部铰接连接，脉冲电流发射头设置于所述两接触部朝向颈部的一侧，脉冲电流发射头可以为突出的电极。在另一些实施例中，也可以采用类似脖套方式固定所述两接触部。
在一些实施例中，当要刺激的迷走神经位于颈部、或胸部、腹部等体表皮肤时，还可以包括开贴敷皮肤表面的若干贴片，例如硅胶材料的贴片，该贴片朝向皮肤侧可设置有所述脉冲电流发射头，脉冲电流发射头可以为突出的电极。
在一些实施例中，控制模块110具体可以包括微控制器，例如单片机。控制模块110与呼吸传感器连接，接收呼吸传感器的信号，并判断出呼气阶段，以及在呼气阶段控制所述刺激装置工作。
在一些实施例中，控制模块110可以根据呼吸传感器的信号周期变化，识别出呼气阶段，并在该呼气阶段控制所述刺激装置工作。
在一些实施例中，微控制器与一通信模块150连接，或微控制器内置一通信模块150，用于与电脑或者手机等外设通信连接。
在一些实施例中，通信模块150可以包括有线通信单元，和/或无线通信单元。
其中，有线通信单元可以是例如USB接口，无线通信单元可以是蓝牙子单元或者WIFI子单元。由此，可以通过通信模块150与手机、电脑等设备进行通信连接。当手机或电脑上具有对应的APP时，可以通过对应的APP向控制模块110发送指令，控制迷走神经刺激装置100的工作。
在一些实施例中，用户可以在自己的呼气阶段时，通过APP发出刺激指令，并在呼气阶段结束前终止所述刺激指令。
在一些实施例中，人机交互模块140可以包括触摸显示屏、实体按键、喇叭、遥控器等。使用者可以根据需要通过人机交互模块140进行控制，选择所需要的功能及参数。
在一些实施例中，脉冲电流形成密度波，密度波的频率为20Hz，波宽小于1毫秒。根据患者的耐受性调整强度(4–6mA)的刺激。每次治疗持续30分钟，每天进行两次，每周至少5天，持续治疗期(4周)可以缓解轻度或中度抑郁症。
在一些实施例中，提供频率为25Hz的电流对经皮迷走神经进行整体有效总时长12分钟的刺激，该刺激能保持34小时高度清醒，并在此期间执行了多项模拟任务。
在一些实施例中，以0.5mA的刺激强度，在25Hz下以200-300ms的脉冲宽度传递，刺激持续30秒，然后休息30秒，该刺激增强了被试的动作控制能力。
在一些实施例中，提供脉冲频率20Hz的疏密波，波宽≤1ms，电流1mA开始逐渐增加、强度以忍受而不产生疼痛为准的刺激。该刺激产生了与既往植入性迷走神经刺激研究相似的脑效应，产生了广泛的边缘叶-旁边缘叶系统调制作用。
在一些实施例中，还包括恒压设备，用恒压设备提供连续输出电流，脉冲为连续波，频率为20HZ，波宽0.2ms，电刺激强度为患者能耐受较舒适而不致产生痛觉的痛阈下电流，此电流在扫描实验前当时测定，一般为4-8mA。本试验正常受试者电流量迷走刺激平均为6.44mA(4-10mA)，对照组平均为6.8mA(5-10mA)。推论出该刺激能对难治性癫痫、抑郁症等多种疾病的治疗效应可能需通过孤束核-边缘叶脑网络所参与介导。
在一些实施例中，提供强度为1mA，频率为20-30hz，脉冲时间≤1ms的刺激，治疗期间每4周进行一次Ta-VNS治疗，对轻、中度抑郁症患者的临床症状均有改善作用，生活质量有明显提高，耳甲迷走神经刺激部位的治疗效果，优于耳缘(非耳甲迷走神经)刺激部位的治疗，并且随着疗程的增加，疗效逐渐趋好。
在一些实施例中，提供刺激频率为20Hz，输出电流为1-10mA(250Ω负载阻抗)，输出功率为0.1-0.3VA(250Ω负载阻抗)，脉冲宽度为0.2ms±30％的刺激，疗程定时30min，可以提高抑郁症的治愈效率更，提高对病人的治愈疗效。
在一些实施例中，引导模块160可以是通过文字、图片、动画或者声音等方式对用户的呼吸频率进行引导，优选的，引导用户的呼吸频率，使呼吸频率达到共振呼吸频率，具体的，呼吸频率可以保持在4-6次/分钟。
进一步的，对用户的呼吸频率进行引导，优选在刺激模块130对用户的迷走神经进行刺激之间进行引导，以使用户在接受刺激模块130的整个刺激过程中都保持4-6次/分钟的呼吸频率。也可以是在刺激模块130对用户的迷走神经进行刺激时进行引导，对此并不限制。
本申请实施例还提供一种迷走神经刺激方法200，本申请实施例中的迷走神经刺激方法200可以由上述迷走神经刺激装置100来实施，或者可以由其他合适的设备来实施，对此并不限制。下面结合附图，对本申请实施例中的迷走神经刺激方法200的具体步骤进行详细的描述。
图2为本申请实施例中迷走神经刺激方法200的流程示意图。如图2所示，本申请实施例中的迷走神经刺激方法200的具体流程包括：
在步骤S201、调整呼吸频率。
可以是通过文字、图片、动画或者声音等方式对用户的呼吸频率进行引导，使呼吸频率达到共振呼吸频率，具体的，呼吸频率可以保持在4-6次/分钟。
在步骤S202、采集呼吸信息。
在步骤S203、当呼吸信息中人处于呼气阶段时，发出脉冲电流。
由此，可以在人处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节人的精神状态，进而对人的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗。
在一些实施例中，脉冲电流的频率为20-25HZ。
在一些实施例中，脉冲电流的脉冲宽度为250微秒。
在一些实施例中，脉冲电流的电流强度最低为1mA。
在一些实施例中，脉冲电流的电流强度最高为4-6mA。
在一些实施例中，脉冲电流的持续时间为第一时长。第一时长可以是例如30分钟。
在一些实施例中，还包括步骤S204与步骤S205。
在步骤S204、脉冲电流持续第一时长后，停止发出脉冲电流。
在步骤S205、停止发出脉冲电流持续第二时长后，再次发出脉冲电流。
在一些实施例中，还包括步骤S206。
在步骤S206、再次发出脉冲电流持续第三时长。
本申请实施例中还提供了一种控制方法，具体包括：接收呼吸信息，当呼吸信息中人处于呼气阶段时，发出第一控制信息，第一控制信息用于控制发出脉冲电流。
由此，可以在人处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节人的精神状态，进而对人的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗，改善用户的心理健康状态。同时，还可以改善用户的一般认知功能。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的频率为20-25HZ。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的脉冲宽度为250微秒。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的电流强度最低为1mA。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的电流强度最高为4-6mA。
在一些实施例中，发出脉冲电流持续第一时长后，发出第二控制信息，第二控制信息用于控制停止发出脉冲电流。
在一些实施例中，第一时长可以是例如30分钟。
在一些实施例中，停止发出脉冲电流持续第二时长后，发出第三控制信息，第三控制信息用于控制再次发出脉冲电流。
在一些实施例中，再次发出脉冲电流持续第三时长后，发出第四控制信息，第四控制信息用于再次控制停止发出脉冲电流。
本申请实施例中还提供一种控制器300，控制器300的功能可以通过由处理器来执行程序(软件)实现，另外，也可以通过LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)和ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)等硬件来实现，或者还可以通过软件和硬件的组合来实现。
图3为本申请实施例中控制器300的示意图。如图3所示，本申请实施例中的控制器300包括：由控制器300接收呼吸信息，当呼吸信息中人处于呼气阶段时，控制器300发出第一控制信息，第一控制信息用于控制发出脉冲电流。
由此，可以在人处于呼气阶段，通过发出脉冲电流对迷走神经进行刺激，从而对迷走神经以及大脑进行调节，从而调节人的精神状态，进而对人的失眠、抑郁等精神状态进行辅助调节、治疗。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的频率为20-25HZ。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的脉冲宽度为250微秒。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的电流强度最低为1mA。
在一些实施例中，第一控制信息具体用于控制脉冲电流的电流强度最高为4-6mA。
在一些实施例中，发出脉冲电流持续第一时长后，控制器300发出第二控制信息，第二控制信息用于控制停止发出脉冲电流。
在一些实施例中，第一时长可以是例如30分钟。
在一些实施例中，停止发出脉冲电流持续第二时长后，控制器300发出第三控制信息，第三控制信息用于控制再次发出脉冲电流。
在一些实施例中，再次发出脉冲电流持续第三时长后，控制器300发出第四控制信息，第四控制信息用于再次控制停止发出脉冲电流。
在一些实施例中，控制器300还发出第五控制信息，第五控制信息用于控制出引导信息，引导信息可以引导用户调整呼吸频率，优选的，用户根据引导信息可以使呼吸频率保持在4-6次/分钟。
下面，结合具体的实验数据，对使用本申请实施例中的迷走神经刺激方法及装置对用户进行调节后，用户在焦虑抑郁心理健康以及认知功能等方面的变化进行比较、说明。
一、对焦虑抑郁心理健康干预效果的比较、说明。
我们采用焦虑抑郁的风险人群125名大学生(采用焦虑抑郁测评工具GAD，PHQ均超过划界分的个体)，随机分为5组，具体如下：
1、实验1组，采用本申请实施例中的迷走神经刺激方法及装置对用户进行调节。具体的，采用共振慢呼气门控与经皮迷走神经刺激术(Transcutaneous Vagus NerveStimulation，tVNS)
相结合的方式进行调节。即引导用户调节呼吸频率，将呼吸频率控制在4-6次/分钟，在呼气阶段对经皮迷走神经进行刺激。
2、实验2组，采用本申请实施例中的迷走神经刺激方法及装置对用户进行调节。具体的，采用呼气门控与经皮迷走神经刺激术相结合的方式进行调节。即用户在正常的呼吸频率下，在呼气阶段对经皮迷走神经进行刺激。
3、单因素训练1组，引导用户调节呼吸频率，将呼吸频率控制在4-6次/分钟。
4、单因素训练组2组，不调整呼吸，直接对经皮迷走神经进行刺激。
5、控制组，不调整呼吸，对伪迷走神经进行刺激。
对上述5组学生进行为期14天，每天1次时长半小时的对照训练，在基线水平以及训练结束后均监测个体的心率变异率指标，并且评估焦虑抑郁的主观心理测量指标，获得如下数据。
图4A为干预前后各组的心率变异率变化情况示意图，示出了干预前后各组的HF-HRV(高频心率变异率)得分变化情况。根据表1中的数据HF-HRV-1与数据HF-HRV-2对比可以看出，训练后，实验1组与实验2组均在心率变异率(特别是高频心率变异率)有显著的增加，并且改善差异与其他组别有显著差异性。并且实验1组效果显著好于其他4组。
Figure BDA0003766274020000161
表1
图4B为干预前后各组一般焦虑症状的变化情况示意图，示出了干预前后各组GAD得分变化。图4C为干预前后各组抑郁症状的变化情况示意图，示出了干预前后各组PHQ得分变化。表1为干预前后各组心率变异率及焦虑抑郁主观量表指标得分比较。在主观心理测量方面，我们发现经过14天的共振慢呼气门控+经皮迷走神经刺激术的实验1组与采用呼气门控+经皮迷走神经刺激术的实验2组均在在GAD的焦虑指标，以及PHQ的抑郁指标均有显著的减低。并且减低差异与其他组别有显著差异性。并且实验1组效果显著好于其他4组。
二、对个体认知功能的干预效果的比较、说明。
我们采用健康初三学生125人，随机分为5组，具体如下：
1、实验1组，采用本申请实施例中的迷走神经刺激方法及装置对用户进行调节。具体的，采用共振慢呼气门控与经皮迷走神经刺激术相结合的方式进行调节。即引导用户调节呼吸频率，将呼吸频率控制在4-6次/分钟，在呼气阶段对经皮迷走神经进行刺激。
2、实验2组，采用本申请实施例中的迷走神经刺激方法及装置对用户进行调节。具体的，采用呼气门控与经皮迷走神经刺激术相结合的方式进行调节。即用户在正常的呼吸频率下，在呼气阶段对经皮迷走神经进行刺激。
3、单因素训练1组，引导用户调节呼吸频率，将呼吸频率控制在4-6次/分钟。
4、单因素训练组2组，不调整呼吸，直接对经皮迷走神经进行刺激。
5、控制组，不调整呼吸，对伪迷走神经进行刺激。
进行为期14天，每天1次时长半小时的对照训练，在中考备考的真实慢性应激环境中，我们在基线以及实验后分别监测了个体的工作记忆认知功能(经典的2-back范式测量)，以及注意认知功能(注意网络测量：采用经典的注意网络测试(Attention NetworkTest，ANT)分别评估被试的注意警觉网络、注意定向网络和执行控制网络)，获得如下数据。
Figure BDA0003766274020000171
表2
图5A为各组干预前后的认知功能变化示意图，示出了各组干预前后基于2-Back反应时数据。图5B为各组干预前后的注意网络功能之注意警觉网络变化示意图。图5C为各组干预前后的注意网络功能之注意定向网络得分比较示意图。图5D为各组干预前后的注意网络功能之执行控制网络得分比较示意图。表2为干预前后各组认知功能指标得分比较。
根据图5A-图5D以及表2可以发现，实验1组(采用慢共振呼气门控+经皮迷走神经刺激术)，实验2组(采用呼气门控+经皮迷走神经刺激术)在干预前后，工作记忆认知功能有显著提升，并且实验1组提升指标显著优于其他组。而且实验1组与实验2组的注意认知功能中的执行控制网络得分显著减低，提示认知功能显著提升，而实验1组提升指标显著优于其他组，并且实验1组与实验2组注意警觉网络得分显著提升，而实验1组提升指标显著优于其他组，提示注意警觉网络功能改善，而注意定向网络的注意认知功能指标未发现显著差异。图6是本申请实施例提供的一种计算设备400的结构性示意性图。该计算设备400包括：处理器410、存储器420、通信接口430。
应理解，图6所示的计算设备400中的通信接口430可以用于与其他设备之间进行通信。
其中，该处理器410可以与存储器420连接。该存储器420可以用于存储该程序代码和数据。因此，该存储器420可以是处理器410内部的存储单元，也可以是与处理器410独立的外部存储单元，还可以是包括处理器410内部的存储单元和与处理器410独立的外部存储单元的部件。
应理解，在本申请实施例中，该处理器410可以采用中央处理单元(centralprocessing unit，CPU)。该处理器还可以是其它通用处理器、数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)、专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(field programmable gate Array，FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。或者该处理器410采用一个或多个集成电路，用于执行相关程序，以实现本申请实施例所提供的控制方法。
该存储器420可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器410提供指令和数据。处理器410的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，处理器410还可以存储设备类型的信息。
在计算设备400运行时，所述处理器410执行所述存储器420中的计算机执行指令执行上述方法的操作步骤。
应理解，根据本申请实施例的计算设备400可以对应于执行根据本申请各实施例的方法中的相应主体，并且计算设备400中的各个模块的上述和其它操作和/或功能分别为了实现本实施例各方法的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时用于执行一种多样化问题生成方法，该方法包括上述各个实施例所描述的方案中的至少之一。
本申请实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是，但不限于，电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括、但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本申请操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。

Claims (10)

1.一种迷走神经刺激方法，其特征在于，包括：
采集用户的呼吸信息；
根据所述呼吸信息确定用户处于呼气阶段时，控制产生脉冲电流，通过脉冲电流对用户的迷走神经进行刺激。
2.根据权利要求1所述的迷走神经刺激方法，其特征在于，
所述脉冲电流的频率包括20-25Hz，电流强度包括1-6mA。
3.根据权利要求1所述的迷走神经刺激方法，其特征在于，
检测所述用户的感官阈值与疼痛阈值，所述感官阈值为用户能够感受到刺激时所述脉冲电流的电流强度值，所述疼痛阈值为用户能够感到疼痛时所述脉冲电流的电流强度值；
控制所述脉冲电流的电流强度，该电流强度处于所述感官阈值至所述疼痛阈值之间，位于75％-85％的范围间。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的迷走神经刺激方法，其特征在于，还包括：
引导用户的呼吸频率到达共振呼吸频率。
5.根据权利要求4所述的迷走神经刺激方法，其特征在于，所述共振呼吸频率保持在4-6次/分钟。
6.一种迷走神经刺激装置，其特征在于，包括：
信息采集模块，用于采集用户的呼吸信息；
刺激模块，包含脉冲电流发生装置，用于产生脉冲电流，对用户迷走神经进行刺激；
控制模块，与所述信息采集模块、所述刺激模块电连接，用于根据所述呼吸信息确定用户处于呼气阶段时，控制所述刺激模块产生所述脉冲电流。
7.根据权利要求6所述的迷走神经刺激装置，其特征在于，所述脉冲电流的频率包括20-25Hz，电流强度包括1-6mA。
8.根据权利要求6所述的迷走神经刺激装置，其特征在于，
还包括检测模块，用于检测所述用户的感官阈值与疼痛阈值，所述感官阈值为用户能够感受到刺激的强度值，疼痛阈值为用户能够感到疼痛的强度值；
所述控制模块用于控制所述刺激模块产生所述脉冲电流的电流强度，该电流强度使所述强度为感官阈值与疼痛阈值之和的75％-85％。
9.根据权利要求6所述的迷走神经刺激装置，其特征在于，还包括：
人机交互模块，用于接收用户对脉冲电流的设定。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的迷走神经刺激装置，其特征在于，还包括：
引导模块，用于引导用户的呼吸频率，使呼吸频率保持在4-6次/分钟，到达共振呼吸频率。
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