CN213430159U - 脉冲产生系统 - Google Patents
脉冲产生系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN213430159U CN213430159U CN202021558758.4U CN202021558758U CN213430159U CN 213430159 U CN213430159 U CN 213430159U CN 202021558758 U CN202021558758 U CN 202021558758U CN 213430159 U CN213430159 U CN 213430159U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electroencephalogram
- pulse
- circuit
- user
- state
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 31
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims description 29
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 17
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 17
- 208000019901 Anxiety disease Diseases 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 208000013738 Sleep Initiation and Maintenance disease Diseases 0.000 claims description 10
- 206010022437 insomnia Diseases 0.000 claims description 10
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 16
- 230000007958 sleep Effects 0.000 description 66
- 230000008667 sleep stage Effects 0.000 description 34
- 230000036385 rapid eye movement (rem) sleep Effects 0.000 description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 10
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 7
- 206010062519 Poor quality sleep Diseases 0.000 description 6
- QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N serotonin Chemical compound C1=C(O)C=C2C(CCN)=CNC2=C1 QZAYGJVTTNCVMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000005252 bulbus oculi Anatomy 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 5
- UCTWMZQNUQWSLP-UHFFFAOYSA-N adrenaline Chemical compound CNCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 UCTWMZQNUQWSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 4
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000002618 waking effect Effects 0.000 description 4
- 230000036506 anxiety Effects 0.000 description 3
- 210000003710 cerebral cortex Anatomy 0.000 description 3
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 3
- OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N (+/-)-DABA Natural products NCCC(N)C(O)=O OGNSCSPNOLGXSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SFLSHLFXELFNJZ-QMMMGPOBSA-N (-)-norepinephrine Chemical compound NC[C@H](O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 SFLSHLFXELFNJZ-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- 230000003727 cerebral blood flow Effects 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000624 ear auricle Anatomy 0.000 description 2
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000001508 eye Anatomy 0.000 description 2
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 229960003692 gamma aminobutyric acid Drugs 0.000 description 2
- JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N hydrocortisone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@@](CC4)(O)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 JYGXADMDTFJGBT-VWUMJDOOSA-N 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 description 2
- BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N morphine Chemical compound O([C@H]1[C@H](C=C[C@H]23)O)C4=C5[C@@]12CCN(C)[C@@H]3CC5=CC=C4O BQJCRHHNABKAKU-KBQPJGBKSA-N 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 2
- 230000008452 non REM sleep Effects 0.000 description 2
- 229960002748 norepinephrine Drugs 0.000 description 2
- SFLSHLFXELFNJZ-UHFFFAOYSA-N norepinephrine Natural products NCC(O)C1=CC=C(O)C(O)=C1 SFLSHLFXELFNJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 2
- 208000019116 sleep disease Diseases 0.000 description 2
- 208000020685 sleep-wake disease Diseases 0.000 description 2
- 230000037322 slow-wave sleep Effects 0.000 description 2
- 239000002438 stress hormone Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 101800000734 Angiotensin-1 Proteins 0.000 description 1
- 102400000344 Angiotensin-1 Human genes 0.000 description 1
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 1
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 1
- 235000012905 Brassica oleracea var viridis Nutrition 0.000 description 1
- OMFXVFTZEKFJBZ-UHFFFAOYSA-N Corticosterone Natural products O=C1CCC2(C)C3C(O)CC(C)(C(CC4)C(=O)CO)C4C3CCC2=C1 OMFXVFTZEKFJBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000009025 Endorphins Human genes 0.000 description 1
- 108010049140 Endorphins Proteins 0.000 description 1
- 206010024642 Listless Diseases 0.000 description 1
- 206010028347 Muscle twitching Diseases 0.000 description 1
- 206010029412 Nightmare Diseases 0.000 description 1
- 206010039897 Sedation Diseases 0.000 description 1
- 206010041349 Somnolence Diseases 0.000 description 1
- 206010047139 Vasoconstriction Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N acetylcholine Chemical compound CC(=O)OCC[N+](C)(C)C OIPILFWXSMYKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004373 acetylcholine Drugs 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- ORWYRWWVDCYOMK-HBZPZAIKSA-N angiotensin I Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)CC)C(=O)N[C@@H](CC=1NC=NC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1NC=NC=1)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(O)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CCCN=C(N)N)NC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O)C(C)C)C1=CC=C(O)C=C1 ORWYRWWVDCYOMK-HBZPZAIKSA-N 0.000 description 1
- 230000037007 arousal Effects 0.000 description 1
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 description 1
- 230000003925 brain function Effects 0.000 description 1
- 210000005013 brain tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000001914 calming effect Effects 0.000 description 1
- 230000002490 cerebral effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- OMFXVFTZEKFJBZ-HJTSIMOOSA-N corticosterone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3[C@@H](O)C[C@](C)([C@H](CC4)C(=O)CO)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 OMFXVFTZEKFJBZ-HJTSIMOOSA-N 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006735 deficit Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 210000005069 ears Anatomy 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000002964 excitative effect Effects 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 230000027119 gastric acid secretion Effects 0.000 description 1
- 230000005176 gastrointestinal motility Effects 0.000 description 1
- 239000003862 glucocorticoid Substances 0.000 description 1
- 229960000890 hydrocortisone Drugs 0.000 description 1
- 208000026278 immune system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 208000017971 listlessness Diseases 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000037323 metabolic rate Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229960005181 morphine Drugs 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000008035 nerve activity Effects 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 1
- 210000005037 parasympathetic nerve Anatomy 0.000 description 1
- 230000001314 paroxysmal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002040 relaxant effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 1
- 230000036280 sedation Effects 0.000 description 1
- 229940076279 serotonin Drugs 0.000 description 1
- 230000004622 sleep time Effects 0.000 description 1
- 239000000021 stimulant Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 230000000946 synaptic effect Effects 0.000 description 1
- 229940037128 systemic glucocorticoids Drugs 0.000 description 1
- 230000025033 vasoconstriction Effects 0.000 description 1
- 210000001835 viscera Anatomy 0.000 description 1
- 230000009278 visceral effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种脉冲产生系统。该脉冲产生系统包括:脑电采集装置,用于采集用户的脑电数据;控制装置,与所述脑电采集装置相连,用于基于所述脑电数据确定用户的脑电状态;脉冲产生装置,与所述控制装置相连,用于基于所述控制命令对用户输出低频脉冲。上述脉冲产生系统,通过采集用户的脑电数据,并基于脑电数据判断用户当前的脑电状态,继而针对用户不同的脑电状态输出对应的低频脉冲进行针对性治疗,治疗效果更好。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动控制技术领域,特别是涉及一种脉冲产生系统。
背景技术
随着社会节奏的加快,工作压力、生活压力等负面情绪长期积压致使越来越多的人出现焦虑、抑郁、睡眠障碍或其他生理问题,长期的焦虑、抑郁、睡眠障碍会导致注意力不集中、记忆力和思考力下降、免疫功能失调等问题。
现有的治疗方式通常是将耳夹电极夹在耳垂上,通过输入双向脉冲信号刺激大脑,改善异常脑电波,调节大脑神经和应激激素的分泌从而达到相应的治疗目的。然而在实际应用中,传统设备往往无法依据用户当下所处的实际状态给予相应的治疗,治疗效果不佳。
实用新型内容
基于此,有必要针对传统设备往往无法依据用户当下所处的实际状态给予相应的治疗,治疗效果不佳的技术问题,提供一种脉冲产生系统。
一种脉冲产生系统,包括:
脑电采集装置、控制装置以及脉冲产生装置;
脑电采集装置,用于采集用户的脑电数据,并将所述脑电数据传输至控制装置;
控制装置,与所述脑电采集装置相连,用于基于所述脑电数据确定用户的脑电状态,并根据脑电状态生成控制命令,将所述控制命令传输至脉冲产生装置;
脉冲产生装置,与所述控制装置相连,用于基于所述控制命令对用户输出相应的低频脉冲。
在其中一个实施例中,所述脑电采集装置包括:
脑电采集电极,用于采集用户的脑电信号,并将所述脑电信号传输至差分放大电路;
差分放大电路,与所述脑电采集电极相连,用于将所述脑电信号进行放大,并将放大后的所述脑电信号传输至滤波电路;
滤波电路,与所述差分放大电路相连,用于对放大后的脑电信号进行滤波,并将滤波后的所述脑电信号传输至AD转换电路;
AD转换电路,与所述滤波电路相连,用于将所述脑电信号进行模数转换得到脑电数据,并将所述脑电数据传输至控制装置。
在其中一个实施例中,所述控制装置包括:
数据处理电路,与所述脑电采集装置连接,用于基于接收到的所述脑电数据确定用户的脑电状态,并将所述脑电状态传输至控制电路;所述脑电状态包括焦虑状态、抑郁状态、失眠状态、疲劳状态、注意力不集中状态中的至少一种;
控制电路,与所述数据处理电路相连,用于基于所述脑电状态生成控制命令,并将所述控制命令传输至脉冲产生装置。
在其中一个实施例中,所述脉冲产生装置包括:
主控电路,与所述控制装置相连,用于基于所述控制命令生成相应参数的低频脉冲,并将所述低频脉冲传输至脉冲输出电路;
脉冲输出电路,用于将所述低频脉冲放大并输出给用户。
在其中一个实施例中,所述脉冲输出电路还包括:
温度采集单元,与所述主控电路相连,用于采集用户与所述脉冲输出电路接触部位的温度,并反馈至所述主控电路;
所述主控电路还用于基于所述温度采集单元的反馈控制所述脉冲输出电路对用户输出相应的低频脉冲。
在其中一个实施例中,所述脉冲输出电路还包括:
运算放大电路,与所述主控电路相连,用于将所述低频脉冲进行放大至预设电压幅度;
输出电路,与所述运算放大电路相连,用于将放大后的低频脉冲输出给用户。
在其中一个实施例中,所述输出电路与所述主控电路相连,所述主控电路调节所述输出电路输出的低频脉冲的频率、脉宽。
在其中一个实施例中,所述脉冲产生装置还包括升压电源,所述升压电源连接在所述主控电路以及脉冲输出电路之间,用于基于所述主控电路的控制为所述脉冲输出电路供电,以放大所述低频脉冲的电压幅值。
在其中一个实施例中,所述脉冲产生装置还包括信号处理电路,所述信号处理电路连接在所述主控电路以及脉冲输出电路之间,用于对主控电路生成的低频脉冲进行放大、分压、基准调整的信号处理。
在其中一个实施例中,所述脉冲产生装置还包括工作电源,所述工作电源与所述主控单元相连,用于为所述主控单元供电。
上述脉冲产生系统,通过采集用户的脑电数据,并基于脑电数据判断用户当前的脑电状态,继而针对用户不同的脑电状态输出对应的低频脉冲进行针对性治疗,治疗效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的示意图;
图2为本实用新型一实施例的脉冲产生系统处于助眠模式时的流程示意图;
图3为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的脉冲产生装置的结构示意图;
图4为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的应用场景的示意图。
附图标记说明:
10、采集装置;20、控制装置;21、数据处理电路;22、控制电路;30、脉冲产生装置;31、接收电路;32、主控电路;33、信号处理电路;34、脉冲输出电路;35、升压电源;36、工作电源。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
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。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
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,可以将第一电阻称为第二电阻,且类似地,可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻,但其不是同一电阻。
在本实用新型的描述中,“连接”和/或“相连”,如果被连接和/或“相连”的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
请参阅图1,图1为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的示意图。
在本实施例中,脉冲产生系统包括脑电采集装置10、控制装置20以及脉冲产生装置30,其中:
脑电采集装置10,用于采集用户的脑电数据,并将脑电数据传输至控制装置20;
控制装置20,与脑电采集装置10相连,用于基于脑电数据确定用户的脑电状态,并根据脑电状态生成控制命令,将控制命令传输至脉冲产生装置30;
脉冲产生装置30,与控制装置20相连,用于基于控制命令对用户输出相应的低频脉冲。
可以理解的,控制装置20中预设有用户处于不同脑电状态时输出对应功率、波形、脉宽、占空比、持续时间的低频脉冲信号的控制命令,控制装置20基于用户的脑电状态输出对应控制命令。
上述脉冲产生系统,通过采集用户的脑电数据,并基于脑电数据判断用户当前的脑电状态,继而针对用户不同的脑电状态输出对应的低频脉冲进行针对性治疗,治疗效果更好。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脑电采集装置10包括:脑电采集电极,用于采集用户的脑电信号,并将脑电信号传输至差分放大电路;差分放大电路,与脑电采集电极相连,用于将脑电信号进行放大,并将放大后的脑电信号传输至滤波电路;滤波电路,与差分放大电路相连,用于对放大后的脑电信号进行滤波,并将滤波后的脑电信号传输至AD转换电路;AD转换电路,与滤波电路相连,用于将脑电信号进行模数转换得到脑电数据,并将脑电数据传输至控制装置。示例性地,脑电采集装置还包括传输电路,传输电路用于将脑电数据传输至控制装置20。可以理解的,传输电路可以通过电连接实现,也可以通过无线连接实现。
具体的,脑电采集装置10包括至少一个脑电采集通道,这里不限定脑电采集装置10的具体形式,但为了便于用户佩戴入睡,多采用采集前额脑电的便携式脑电采集装置,其工作原理为:通过脑电采集电极采集用户脑电信号后,经过其内部并联差分放大电路及滤波电路后,进行模拟信号的放大,放大的信号经过脑电信号处理单元的滤波、耦合、陷波等一系列处理,最终将处理后的信号传输给AD转换电路,AD转换电路将不同的脑电信号转换成数字信号并传输给传输电路,传输电路将接收到的脑电数字信号,依固定的传输协议及数据格式,通过无线传输发送给控制装置20。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,控制装置20包括:数据处理电路21,与脑电采集装置10连接,用于基于接收到的脑电数据确定用户的脑电状态,并将脑电状态传输至控制电路;脑电状态包括焦虑状态、抑郁状态、失眠状态、疲劳状态、注意力不集中状态中的至少一种;控制电路22,与数据处理电路21相连,用于基于脑电状态生成控制命令,并将控制命令传输至脉冲产生装置30。示例性的,控制装置20可以为单片机等控制芯片。
可以理解的,数据处理电路21包括焦虑判断单元、抑郁判断单元、睡眠阶段判断单元、疲劳判断单元以及注意力判断单元中的至少一个判断单元,基于脑电数据对焦虑状态、抑郁状态、睡眠阶段、疲劳状态、注意力不集中状态中的至少一种状态进行判断。优选的,数据处理电路21包括全部上述判断单元,分别基于脑电数据进行焦虑状态、抑郁状态、睡眠阶段、疲劳状态、注意力不集中状态的判断。
示例性地,数据处理电路21先判断用户的睡眠阶段,以判断用户是否处于失眠状态,若用户处于失眠状态,则输出对应低频脉冲信号进行助眠;若用户未处于失眠状态,则进行焦虑状态以及抑郁状态的判断,并输出对应低频脉冲进行治疗。
可以理解的,在大脑处在不同的条件下(如激动、困倦、睡眠等),脑电图波形具有极大的差别。脑电图波形主要根据其频率不同可划分为四种基本类型。
δ波:频率为每秒0.5~3.5次,幅度为20~200μv。正常成人在清醒状态下,几乎是没有δ波的,但在睡眠期间可出现δ波。一般认为,高幅度的慢波(δ波或θ波)可能是大脑皮层处于抑制状态时电活动的主要表现。
θ波:频率为每秒4~7次,幅度为20~150μv。θ波在成人困倦时可以出现。在幼儿时期,一般常见到θ波,到十岁后才出现明确的α波。
α波:频率为每秒8~13次,幅度为20~100μv。正常人在清醒、安静、闭目时,α波即可出现,其幅值呈现由小变大,然后由大变小,如此反复进行的周期性改变,形成α波的“梭形”。每一α波梭形持续约1~2秒。当被试者睁眼或接受其它激动性刺激时(如进行心算),则α波立即消失并转为快波,称为“α波阻断”。因此认为,α波是大脑皮层处于清醒安静状态时电活动的主要表现。α波的频率、振幅和空域分布等因素是反映大脑机能状态的重要指标。
β波:频率为每秒14~30次,幅度为5~20μv。当被试者睁眼视物、进行思考活动时,β波即可出现。一般认为,β波是大脑皮层处在紧张激动状态时电活动的主要表现。
在睡眠过程中,脑电图发生各种不同变化,这些变化随着睡眠的深度而不同。根据脑电图的不同特征,可以将睡眠分为两种状态:非眼球快速运动睡眠(non-rapideyemovement即NREM睡眠)和眼球快速运动睡眠(rapid eye movement即REM睡眠)两大类。
非眼球快速运动睡眠阶段,全身肌肉松弛,没有眼球运动,内脏副交感神经活动占优势。心率、呼吸均减慢,血压降低,胃肠蠕动增加,基础代谢率低,脑部温度较醒觉时稍降低,大脑总的血流量较醒觉时减少。非眼球快速运动睡眠以其脑电图特征分为四期,分别为入睡期、浅睡期、中度睡眠期、深度睡眠期。脑电第一期,波以θ波为主,不出现纺锤波或K综合波,实际上是由完全清醒到睡眠之间的过渡阶段,对外界刺激的反应减弱,精神活动进入飘浮境界,思维和现实脱节;第二期,脑电波为纺锤波与K综合波,δ波少于20%,实际上人已经进入了真正的睡眠;第三期,脑电波中δ波占据20%~50%,为中等深度睡眠;第四期,脑电波中δ波占据50%以上,进入深睡状态,这个时期人们不易被唤醒。3~4期睡眠为一般意义上的深睡眠,此时醒觉阈值最高。
眼球快速运动睡眠阶段,出现混合频率的去同步化的低波幅脑电波。眼球快速运动,面部及四肢肌肉有很多次发作性的小抽动,有时或出现嘴唇的吸吮动作,喉部发出短促声音,手足徐动,内脏活动高度不稳定,呼吸不规则,心率经常变动,胃酸分泌增加,脑血流及代谢增加、大部分区域脑神经元放电活动增加、脑组织温度升高,脑耗氧量也比醒觉时明显增加。眼球快速运动睡眠时的醒觉阈值较NREM1期睡眠高,介于NREM2~3期睡眠之间。
整夜睡眠中,REM睡眠与NREM睡眠大约90~100分钟的间歇交替出现,该变化周期称为睡眠周期。正常人睡眠首先进入NREM睡眠期,并迅速由1期依次进入2期,3期,4期并持续下去。在NREM睡眠期持续80-120分钟后出现第一次REM睡眠,持续几分钟后进入下一次NREM睡眠,形成NREM睡眠与REM睡眠循环周期,平均每90分钟出现一次REM睡眠,越接近睡眠后期REM睡眠持续时间逐渐延长。每次可持续10-30分钟。整个睡眠期间这种NREM-REM睡眠周期反复循环3-5次,每个周期的各期不一定齐全,但都是从1期开始,凌晨时每个周期中的睡眠深度变浅不再达到4期,从NREM睡眠与REM睡眠的循环转换可以看出,睡眠过程并非一入睡就由浅入深并持续到天明,而是深一阵,浅一阵,深浅睡眠不断交替。
除了对睡眠规律的研究之外,对大脑内部的一些神经递质和化学物质研究发现:大脑内部的神经递质,如:内源性吗啡肽(或内啡肽),5-HT(5羟色胺),γ-氨基丁酸(GABA)等具有镇定、放松的作用,可以恢复大脑内部轻松愉悦的健康环境;神经元释放的兴奋质,如:脑内多巴胺、乙酰胆碱、血清素等,可以改善失眠引起的白天精神萎靡、注意力下降、思维减退等症状;大脑内部的应激激素,包括肾上腺素(ADR)、去甲肾上腺素(NE)、糖皮质激素(皮质醇、皮质酮)、血管紧张素I(Aug正)等,可以促使大脑处于紧张兴奋的状态,心跳加快,血管收缩等现象。
根据以上规律我们可以发现,一个人在处于深度睡眠的情况下,NREM3期和4期的持续时间较长,而REM期的持续时间较短。另外,当脑内促进人镇静、愉悦的成分增加,而让人感觉紧张、兴奋的成分受到抑制时,大脑可以得到很好的休息,更加有助于深度睡眠。对于失眠症的治疗,基本上都是基于这个睡眠原理而进行的。
正常人整晚睡眠中经历着几种相对稳定的状态,为更好地描述睡眠,Rechtschaffen和Kales根据睡眠时脑电图(Electroencephalogram,EEG)、眼电图(Electrooculogram,EOG)、肌电图(Electromyography,EMG)的表现,将睡眠分为6期(即R&K准则):觉醒期(wakefulness,W)、快速眼动睡眠期(rapid eye movement,REM)和4个非快速眼动睡眠期(non-rapid eye movement,NREM)。其中NREM又分为睡眠1期(S1)、睡眠2期(S2)、睡眠3期(S3)和睡眠4期(S4),睡眠1、2期为浅睡期(LS),睡眠3、4期为深睡期(也叫慢波睡眠期(SWS))。目前,国际上普遍采用2007年美国睡眠医学会(AmericanAcademyofSleepMedicine,AASM)修正过的R&K睡眠分期标准,其将R&K准则中的S3、S4期合并为一期,并分别用W、R、N1、N2、N3来表示觉醒期、快速眼动睡眠期、浅睡一期、浅睡二期、深睡期。
睡眠过程中,NREM和REM交替进行,形成4-6次的NREM-REM睡眠周期,每个睡眠周期持续90-120分钟。正常成人睡眠过程中,睡眠各期规则地按顺序出现,即从W-N1-N2-N3-N2-REM,接着再重复N2-N3-N2-REM,如此互相连接,周而复始。其中REM期约100分钟,占总睡眠时间的20%-25%。
示例性地,将睡眠分为以下5个分期:W期(清醒期),N1期(NREM1),N2期(NREM2),N3期(NREM3),REM期。其中N1,N2属于浅睡期,N3属于深睡期,REM期则有利于建立新的突触联系,促进学习记忆活动甚至是创新思维的形成,促使神经系统的正常发育、正常功能维持和损伤修复,睡梦一般出现在该阶段。请参阅表1,表1为各个睡眠阶段的脑电信号的特征。
表1各个睡眠阶段的脑电信号特征
可以理解的,数据处理电路21通过用户的睡眠阶段判断出用户处于失眠状态时,还基于用户的睡眠阶段输出对应低频脉冲信号进行助眠。可以理解的,基于脑电数据判断用户的睡眠阶段包括:基于脑电数据的频率判断用户的睡眠阶段。优选的,同时基于脑电数据的振幅、频率以及特色波形中的至少一个判断用户的睡眠阶段。
请参阅图2,图2为本实用新型一实施例的脉冲产生系统处于助眠模式时的流程示意图。可以理解的,数据处理电路21基于脑电数据判断用户的睡眠阶段,并基于用户的睡眠阶段判断用户是否处于失眠状态,是否需要助眠,若需要助眠,则基于用户的睡眠阶段输出对应低频脉冲信号进行助眠,若不需要助眠,则不进行助眠。
具体的,当需要助眠时,控制电路22基于用户的睡眠阶段控制脉冲产生装置30产生与其相匹配的助眠低频脉冲信号,主要输出0.5HZ的脉冲低频信号,针对不同的睡眠状态输出不同的脉冲电压信号,总共有5种不同的信号电压档位分别对应不同的睡眠分期,由W期到REM期对应的低频脉冲输出电压依次减小。以下示例性地给出了对应关系:
W期:13-15V;
N1期:10-13V;
N2期:6-10V;
N3或REM期:0-6V,当处于N3或REM期时,保持一段预设时间后脉冲产生装置30自动停止工作。
优选的,当用户的睡眠阶段处于W期时,脉冲产生装置30输出频率为4~8Hz的θ波占比最高的α、β、θ、δ组合节律波;当用户的睡眠阶段处于N1或N2期时,脉冲产生装置30输出频率小于4Hz的δ波占比最高的α、β、θ、δ组合节律波;当用户的睡眠阶段处于N3或REM期时,脉冲产生装置30停止工作。
在另一个实施例中,音频装置与控制装置20通信连接,音频装置设有一个或多个音频文件库,每个音频文件库中包括至少一个音频文件,各音频文件库与睡眠阶段具有预设对应关系。示例性地,音频装置可以与控制装置20一起集成于计算机设备或移动终端,比如可以内嵌套在平板电脑/手机等具有操作系统的手持设备上,与整个系统是合为一体的。具体的,控制装置20根据睡眠分期的结果,具有针对性的控制音频装置播放与其结果匹配的音频文件,音频装置中存储有播放频段分别为α波段、θ波段以及δ波段的等时音频文件,当用户处于W期睡眠阶段时,控制装置20控制音频装置播放α波段的等时音频文件;当用户进入N1期睡眠阶段时,控制装置20控制音频装置播放θ波段的等时音频文件,且将当前音量减小百分之五十;当用户进入N2期睡眠阶段时,控制装置20控制音频装置播放δ波段的等时音频文件,且将当前音量减小百分之五十;当用户进入N3期或REM期的睡眠阶段,则播放一段时间后停止播放或立即停止播放音频文件。可以理解的,等时音频,又称节奏传输音频,通过音频传输方式达到大脑脉冲传输效果,较之两耳搏动,等时音频无需耳机帮助直接通过音频外放的方式即可收到良好效果。在其他实施例中,可以加入其它波段的音频文件,只需起到助眠效果即可。
在另一个实施例中,当数据处理电路21判断用户不需要助眠,则分别进行焦虑状态以及抑郁状态的判断,控制电路22基于判断结果控制脉冲产生装置30输出相应的低频脉冲信号。具体的,当用户处于焦虑状态或抑郁状态时,脉冲产生装置30输出频率为8~13Hz的α波占比最高的α、β、θ、δ组合节律波,用于诱导用户进行放松,并随着焦虑或抑郁状态的严重程度,在安全范围内增加输出功率的大小。
请参阅图3,图3为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的脉冲产生装置30的结构示意图。在本实施例中,脉冲产生装置30包括:接收电路31,用于接收控制装置20的控制命令;主控电路32,与接收电路31相连,用于基于控制命令生成相应参数的低频脉冲,并将低频脉冲传输至脉冲输出电路34;脉冲输出电路34,用于将低频脉冲进行放大并输出给用户。可以理解的,接收电路31对控制命令的接收可以通过电连接实现,也可以通过无线连接实现。示例性的,主控电路32可以为单片机等控制芯片。在本实施例中,脉冲产生装置30可以采用耳夹的形式,两个耳夹分别夹于用户两个耳朵的耳垂部。在其他实施例中,脉冲产生装置30可以采用其他方式,比如施加在用户脑部特定穴位的电极等,只需达到对用户施加低频脉冲的效果即可。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脉冲输出电路34还包括:运算放大电路,与主控电路32相连,用于将低频脉冲进行放大至预设电压幅度;输出电路,与运算放大电路相连,用于将放大后的低频脉冲输出给用户。具体的,运算放大电路主要对低频脉冲进行电压幅值的运算放大,运算放大电路在保证恒流(输出电流小于600uA)的基础上实现低频信号电压幅值的放大,在一个具体实施例中,运算放大电路的输入电压幅值在0-3.3V,其输出的电压幅值在5-12V。
在另一个实施例中,输出电路还与主控电路32相连,主控电路32调节输出电路输出的低频脉冲的频率、脉宽。可以理解的,为了进一步调控输出的低频脉冲的脉宽、频率等参数,输出电路还与主控电路32连接,主控电路32对输出电路进行输出控制,通过开关频率的调通可进一步调节运算放大电路输出的脉冲信号的频率、脉宽等参数,扩大了调控范围,输出多种不同频率的脉冲信号。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脉冲产生装置30还包括升压电源35,升压电源35连接在主控电路32以及脉冲输出电路34之间,用于基于主控电路32的控制为脉冲输出电路34供电,以放大低频脉冲。具体的,主控制器通过脉冲模式触发升压电源35,采用脉冲模式调节输出电压值,升压电源35通过直流DC4V电源供电给运算放大电路,控制其放大幅度。本技术方案中升压电源35输出端接有恒流稳压管,具有正向压降低、反向恢复时间短的特性,保证输出电压的稳定性。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脉冲产生装置30还包括信号处理电路33,信号处理电路33连接在主控电路32以及脉冲输出电路34之间,用于对主控电路32生成的低频脉冲进行放大、分压、基准调整的信号处理。具体的,信号处理电路33完成对主控电路32输出的低频脉冲的处理,信号处理电路33包括运算放大器、分压电路、RC电路以及电源部分,依次完成对低频脉冲信号的放大、分压以及基准调整。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脉冲输出电路34还包括温度采集单元,温度采集单元与主控电路32相连,用于采集用户与脉冲输出电路34接触部位的温度,并反馈至主控电路32;主控电路32还用于基于温度采集单元的反馈控制脉冲输出电路34对用户输出相应的低频脉冲。可以理解的,温度采集单元可以直接与主控电路32相连,也可以通过信号处理电路33与主控电路32相连。具体的,温度采集单元用于检测脉冲电刺激过程中用户耳垂部位的温度,温度信息传输至信号处理电路33后,进而反馈至主控电路32,并经主控电路32通过无线方式传输至控制装置20。可以理解的,温度采集单元用于防止脉冲电刺激过程中局部过热给用户带来的安全隐患,温度采集单元的检测温度经主控电路32传输至控制装置20,当检测温度超过预设阈值时,控制装置20控制脉冲产生装置30降低输出功率或者停止工作,该控制的优先级要高于基于用户的情绪状态调控脉冲产生装置30调节低频脉冲信号参数的优先级。可以理解的,温度采集单元包括温度传感器。
在另一个实施例中,在上述实施例的基础上,脉冲产生装置30还包括工作电源36,工作电源36与主控电路32相连,用于为主控电路32供电。具体的,工作电源36采用可充电电池,方便携带,并具有充放电保护功能。
请参阅图4,图4为本实用新型一实施例的脉冲产生系统的应用场景的示意图。具体的,脑电采集装置10(EEG采集)固定于用户前额,采集的脑电信号经AD转换后通过无线传输方式传输至设于计算机或移动终端的控制装置20,控制装置20中的数据处理电路21进一步处理后获得用户当前的情绪状态,控制电路22基于该情绪状态控制脉冲产生装置30输出低频脉冲对用户情绪进行调节。
上述脉冲产生系统,通过采集用户的脑电数据,并基于脑电数据判断用户当前的脑电状态,并且设置了温度采集单元,采集脉冲产生系统的温度信息,继而针对用户不同的情绪状态以及温度信息输出对应的低频脉冲进行针对性治疗,治疗效果更好,且避免温度过高带来的危险,更加安全。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
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实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种脉冲产生系统,其特征在于,包括:脑电采集装置、控制装置以及脉冲产生装置;
脑电采集装置,用于采集用户的脑电数据,并将所述脑电数据传输至控制装置;
控制装置,与所述脑电采集装置相连,用于基于所述脑电数据确定用户的脑电状态,并根据脑电状态生成控制命令,将所述控制命令传输至脉冲产生装置;
脉冲产生装置,与所述控制装置相连,用于基于所述控制命令对用户输出相应的低频脉冲。
2.根据权利要求1所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脑电采集装置包括:
脑电采集电极,用于采集用户的脑电信号,并将所述脑电信号传输至差分放大电路;
差分放大电路,与所述脑电采集电极相连,用于将所述脑电信号进行放大,并将放大后的所述脑电信号传输至滤波电路;
滤波电路,与所述差分放大电路相连,用于对放大后的脑电信号进行滤波,并将滤波后的所述脑电信号传输至AD转换电路;
AD转换电路,与所述滤波电路相连,用于将所述脑电信号进行模数转换得到脑电数据,并将所述脑电数据传输至控制装置。
3.根据权利要求1所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述控制装置包括:
数据处理电路,与所述脑电采集装置连接,用于基于接收到的所述脑电数据确定用户的脑电状态,并将所述脑电状态传输至控制电路;所述脑电状态包括焦虑状态、抑郁状态、失眠状态、疲劳状态、注意力不集中状态中的至少一种;
控制电路,与所述数据处理电路相连,用于基于所述脑电状态生成控制命令,并将所述控制命令传输至脉冲产生装置。
4.根据权利要求1所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲产生装置包括:
主控电路,与所述控制装置相连,用于基于所述控制命令生成相应参数的低频脉冲,并将所述低频脉冲传输至脉冲输出电路;
脉冲输出电路,用于将所述低频脉冲放大并输出给用户。
5.根据权利要求4所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲输出电路还包括:
温度采集单元,与所述主控电路相连,用于采集用户与所述脉冲输出电路接触部位的温度,并反馈至所述主控电路;
所述主控电路还用于基于所述温度采集单元的反馈控制所述脉冲输出电路对用户输出相应的低频脉冲。
6.根据权利要求4所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲输出电路还包括:
运算放大电路,与所述主控电路相连,用于将所述低频脉冲进行放大至预设电压幅度;
输出电路,与所述运算放大电路相连,用于将放大后的低频脉冲输出给用户。
7.根据权利要求6所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述输出电路与所述主控电路相连,所述主控电路调节所述输出电路输出的低频脉冲的频率、脉宽。
8.根据权利要求4所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲产生装置还包括升压电源,所述升压电源连接在所述主控电路以及脉冲输出电路之间,用于基于所述主控电路的控制为所述脉冲输出电路供电,以放大所述低频脉冲的电压幅值。
9.根据权利要求4所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲产生装置还包括信号处理电路,所述信号处理电路连接在所述主控电路以及脉冲输出电路之间,用于对主控电路生成的低频脉冲进行放大、分压、基准调整的信号处理。
10.根据权利要求4所述的脉冲产生系统,其特征在于,所述脉冲产生装置还包括工作电源,所述工作电源与所述主控电路相连,用于为所述主控电路供电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202021558758.4U CN213430159U (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 脉冲产生系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202021558758.4U CN213430159U (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 脉冲产生系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN213430159U true CN213430159U (zh) | 2021-06-15 |
Family
ID=76307664
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202021558758.4U Expired - Fee Related CN213430159U (zh) | 2020-07-30 | 2020-07-30 | 脉冲产生系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN213430159U (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114569863A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-03 | 深圳市心流科技有限公司 | 一种睡眠辅助唤醒方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN115634370A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-24 | 深圳市心流科技有限公司 | 一种体征检测装置的功能控制方法及终端设备 |
-
2020
- 2020-07-30 CN CN202021558758.4U patent/CN213430159U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114569863A (zh) * | 2022-05-07 | 2022-06-03 | 深圳市心流科技有限公司 | 一种睡眠辅助唤醒方法、系统、电子设备及存储介质 |
CN115634370A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-01-24 | 深圳市心流科技有限公司 | 一种体征检测装置的功能控制方法及终端设备 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7132936B2 (ja) | 覚醒を促すシステム及び方法 | |
CN103372258B (zh) | 失眠治疗仪 | |
JP2016539758A (ja) | 多相性睡眠管理システム、その操作方法、睡眠分析機器、現状睡眠フェーズ分類方法、多相性睡眠管理システム、および多相性睡眠管理における睡眠分析機器の使用 | |
KR101516016B1 (ko) | 휴대형 이목 마스크 기반 수면 조절 및 모니터링 장치 및 그 방법 | |
CN110799092A (zh) | 用生物传感器调节对脑部的刺激的方法和系统 | |
US11590313B2 (en) | Smart relaxation mask | |
US11324916B2 (en) | Devices and methods for the non-invasive transcutaneous neurostimulation of the neck and ear vagus nerves via electrical, magnetic and haptic stimulation | |
CN213430159U (zh) | 脉冲产生系统 | |
KR20160046887A (ko) | 전기 자극을 사용자에게 제공하기 위한 방법 및 시스템 | |
CN114053549A (zh) | 助眠方法、装置、系统、计算机设备和存储介质 | |
JP2018505712A (ja) | 記憶の固定を強化するための方法及び装置 | |
JP2015518395A (ja) | 生物学的シグナルの高調波でのrTMS | |
CN110623664A (zh) | 一种集脑波信号接收和处理的控制系统及方法 | |
US9737708B2 (en) | Respiratory abnormality improvement apparatus | |
JP2020515302A (ja) | 睡眠中の患者に与えられた刺激の効果を表す指標を出力するためのシステム及び方法 | |
KR101578729B1 (ko) | 생체신호를 가지고 수면 단계를 파악하여 잠을 깨우는 장치 및 그 방법 | |
CN115381413A (zh) | 一种自适应的双模态情绪调节方法与系统 | |
JP7479150B2 (ja) | 被検者が睡眠セッション中の治療レベルの刺激によって妨げられる可能性が高いか否かを決定するためのシステム及び方法 | |
JP2021503339A (ja) | ユーザの認知領域を強化するためにユーザに感覚刺激を供給するためのシステム及び方法 | |
CN116531637A (zh) | 一种睡眠调控系统 | |
US11536965B2 (en) | Technologies for multi-randomized audio-visual entrainment | |
CN217014680U (zh) | 一种头盔 | |
CN112870522A (zh) | 一种基于双耳波差脑波音频的注意力调节方法及系统 | |
RU2306852C1 (ru) | Способ реабилитации эмоционально-аффективных нарушений человека | |
CN113384793A (zh) | 一种头盔 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210615 |