用于深部脑刺激的负反馈装置

1.本发明涉及深部脑刺激的技术领域，具体地，涉及用于深部脑刺激的负反馈装置。


背景技术：

2.随着社会老龄化和日渐加深的心理压力等因素的影响，世界范围内包括帕金森病、肌张力失常、强迫症、抑郁症、癫痫等神经精神疾病患者的数量急剧增加，目前全球患者已逾五亿六千万。德国的科学家报道了电刺激下犬的大脑皮层可引发特定的躯体反应。这一重大发现，在此后的一个世纪催生了大脑电刺激、磁刺激、神经植入等系列干预技术，极大促进了人们对脑皮层功能定位的认识和脑疾病研究仪器的研发，并开启了情感、记忆、认知等脑功能调控和心理、精神疾病干预治疗的新篇章。
3.在公开号为cn111529924a的专利文献中公开了一种深部颅底涂层装置，包括第一涂层、第二涂层、固定装置和电路连接部分，第一、第二涂层表面涂层部分和涂层固定部分，表面涂层部分。入部特定的靶点，上固定部分被固定在固定脑管中并相互独立，固定套管经设置便于固定在骨打孔点位置上，通过固定套管将第一、第二电极固定在脑部中的探视位置，第一、第二个通过装置连接部分引入电探测信号。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为：1)上述技术无法灵活实现多脑区脑电活动同步采集；2)上述发明专利，在采集上无法实现对单个或者多个关键脑区发病前、中、后脑电活动进行监测；3)上述发明专利，无法实现监测-刺激相结合，达到治疗的目的。因此，需要提出一种技术方案以改善上述技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于深部脑刺激的负反馈装置。
6.根据本发明提供的一种用于深部脑刺激的负反馈装置，包括信号采集系统、信号整合系统和刺激系统；所述信号采集系统与信号整合系统信号连接，所述信号整合系统与刺激系统信号连接；
7.所述信号采集系统包括seeg设备、第一刺激电极、第二刺激电极、第三刺激电极、第四刺激电极、数据采集装置和数据转化器；
8.所述seeg设备与第一刺激电极、第二刺激电极、第三刺激电极和第四刺激电极连接，且所述seeg设备与数据采集装置信号连接，所述数据采集装置与数据转化器信号连接。
9.优选地，所述seeg设备连接第一刺激电极、第二刺激电极、第三刺激电极和第四刺激电极，采集病人发病前、中、后关键脑区活动情况，经过数据采集装置，对采集的数据进行分析，通过数据分析得到发病前、中、后关键脑区活动情况，将关键脑区活动情况输入到信号整合系统。
10.优选地，所述信号整合系统包括整合器和信号处理器；
11.所述整合器接收信号采集系统的输出信号，且所述整合器与信号处理器信号连
接，所述信号处理器与刺激系统信号连接。
12.优选地，所述刺激系统包括脑电信号接收/发放器、刺激器接收发放器、第一脑电信号采集电极、第二脑电信号采集电极、第三脑电信号采集电极、第五刺激电极、第六刺激电极和第七刺激电极；
13.所述脑电信号接收/发放器与第一脑电信号采集电极、第二脑电信号采集电极和第三脑电信号采集电极连接，所述第五刺激电极、第六刺激电极和第七刺激电极与刺激器接收发放器信号连接。
14.优选地，所述刺激系统采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器，信号处理器件将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统。
15.优选地，当整合器识别到脑电信号接收/发放器采集到关键脑区与seeg设备采集到的发病中脑电一致时，整合器通过信号处理器将信号传送给刺激器接收发放器，刺激器接收发放器将微电流传送给第五刺激电极、第六刺激电极、第七刺激电极对脑区进行刺激，进行治疗。
16.优选地，当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器将通过信号处理器发射信号给刺激系统停止刺激。
17.本发明还提供一种反馈方法，所述方法应用上述中的用于深部脑刺激的负反馈装置，所述方法包括如下步骤：
18.步骤s1：采集病人发病前、中、后关键脑区活动情况；
19.步骤s2：数据采集装置对采集的病人发病前、中、后关键脑区活动情况进行分析，得到发病前、中、后关键脑区活动情况，将发病前、中、后关键脑区活动情况输入到信号整合系统；
20.步骤s3：刺激系统采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器，信号处理器将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统；
21.步骤s4：当整合器识别到脑电信号接收/发放器采集到与关键脑区seeg设备采集到的发病中脑电一致时，整合器通过信号处理器将信号传送给刺激器接收发放器；
22.步骤s5：刺激器接收发放器将微电流传送给第五刺激电极、第六刺激电极、第七刺激电极对相关脑区进行刺激，进行治疗；
23.步骤s6：当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器将通过信号处理器发射信号给刺激系统停止刺激。
24.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
25.1、本发明通过信号采集系统可以对病人发病前、中、后不同关键脑区脑电活动进行监测，利用若干电极可以实现同时对多个脑区脑电信号进行监测；
26.2、本发明通过信号整合系统可整合病人发病前、中、后关键脑区放电，并通过信号处理器接收和发送到脑电信号接收/发放器及刺激器接收发放器，从而控制刺激；
27.3、本发明通过无线微脑电采集系统，可以实时监测病人脑电，并通过信号整合系统，控制刺激器接收发放器的开关；
28.4、本发明刺激器开关连接多个刺激电极，可以同时或者间歇地对多个脑区进行刺激。
附图说明
29.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
30.图1为本发明深部脑刺激的负反馈装置示意图；
31.图2为本发明信号采集系统示意图；
32.图3为本发明信号整合系统示意图；
33.图4为本发明信号刺激系统示意图。
34.其中：
35.seeg设备1
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脑电信号接收/发放器10
36.第一刺激电极2
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刺激器接收发放器11
37.第二刺激电极3
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第一脑电信号采集电极12
38.第三刺激电极4
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第二脑电信号采集电极13
39.第四刺激电极5
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第三脑电信号采集电极14
40.数据采集装置6
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第五刺激电极15
41.数据转化器7
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第六刺激电极16
42.整合器8
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第七刺激电极17
43.信号处理器9
具体实施方式
44.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
45.本发明提供一种用于深部脑刺激的负反馈装置，可以在颅内多部位植入电极，并可监测病人核心脑区放电状态，从而有效判定病人发病状态，进而将信号及时传递给刺激部位，达到有效治疗效果。
46.本发明包括三个主要组成部分：信号采集系统、信号整合系统和刺激系统。信号采集系统包括seeg设备1、第一刺激电极2、第二刺激电极3、第三刺激电极4、第四刺激电极5、数据采集装置6和数据转化器7；seeg设备1与第一刺激电极2、第二刺激电极3、第三刺激电极4和第四刺激电极5连接，seeg设备1与数据采集装置6信号连接，数据采集装置6与数据转化器7信号连接。
47.信号采集系统主要功能是通过seeg技术利用seeg设备1连接第一刺激电极2、第二刺激电极3、第三刺激电极4和第四刺激电极5采集病人发病前、中、后几个关键脑区活动情况，不仅限于第一刺激电极2、第二刺激电极3、第三刺激电极4和第四刺激电极5，可根据病人情况及不同疾病调节电极数量，经过数据采集装置6对采集的数据进行分析，通过数据分析得到发病前、中、后几个关键脑区活动情况；将关键脑区活动情况输入到信号整合系统。
48.信号整合系统包括整合器8和信号处理器9。刺激系统包括脑电信号接收/发放器10、刺激器接收发放器11、第一脑电信号采集电极12、第二脑电信号采集电极13、第三脑电信号采集电极14、第五刺激电极15、第六刺激电极16和第七刺激电极17，脑电信号接收/发
放器10连接第一脑电信号采集电极12、第二脑电信号采集电极13和第三脑电信号采集电极14，刺激系统可连接若干电极，其作用是采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器9，信号处理器9将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统。
49.当整合器8识别到脑电信号接收/发放器10采集到与关键脑区seeg设备1采集到的发病中脑电一致时，整合器8通过信号处理器9将信号传送给刺激器接收发放器11，刺激器接收发放器11将微电流传送给第五刺激电极15、第六刺激电极16、第七刺激电极17对相关脑区进行刺激，达到治疗效果，刺激电极若干不局限于第五刺激电极15、第六刺激电极16、第七刺激电极17。
50.当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器8将通过信号处理器9发射信号给刺激系统停止刺激，从而达到闭环刺激效果。
51.本发明还提供一种反馈方法，所述方法应用上述中的用于深部脑刺激的负反馈装置，所述方法包括如下步骤：步骤s1：采集病人发病前、中、后关键脑区活动情况；步骤s2：数据采集装置对采集的病人发病前、中、后关键脑区活动情况进行分析，得到发病前、中、后关键脑区活动情况，将发病前、中、后关键脑区活动情况输入到信号整合系统；步骤s3：刺激系统采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器，信号处理器将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统；步骤s4：当整合器识别到脑电信号接收/发放器采集到与关键脑区seeg设备采集到的发病中脑电一致时，整合器通过信号处理器将信号传送给刺激器接收发放器；步骤s5：刺激器接收发放器将微电流传送给第五刺激电极、第六刺激电极、第七刺激电极对相关脑区进行刺激，进行治疗；步骤s6：当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器将通过信号处理器发射信号给刺激系统停止刺激。
52.本发明通过信号采集系统可以对病人发病前、中、后不同关键脑区脑电活动进行监测，利用第一刺激电极2、第二刺激电极3、第三刺激电极4和第四刺激电极5可以实现同时对多个脑区脑电信号进行监测；本发明通过信号整合系统可整合病人发病前、中、后关键脑区放电，并通过信号处理器9接收和发送到脑电信号接收/发放器10及刺激器接收发放器11，从而控制刺激；本发明通过无线微脑电采集系统，可以实时监测病人脑电，并通过信号整合系统，控制刺激器接收发放器11的开关；本发明刺激器开关连接多个刺激电极，可以同时对多个脑区进行刺激。
53.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
54.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，包括信号采集系统、信号整合系统和刺激系统；所述信号采集系统与信号整合系统信号连接，所述信号整合系统与刺激系统信号连接；所述信号采集系统包括seeg设备(1)、第一刺激电极(2)、第二刺激电极(3)、第三刺激电极(4)、第四刺激电极(5)、数据采集装置(6)和数据转化器(7)；所述seeg设备(1)与第一刺激电极(2)、第二刺激电极(3)、第三刺激电极(4)和第四刺激电极(5)连接，且所述seeg设备(1)与数据采集装置(6)信号连接，所述数据采集装置(6)与数据转化器(7)信号连接。2.根据权利要求1所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，所述seeg设备(1)连接第一刺激电极(2)、第二刺激电极(3)、第三刺激电极(4)和第四刺激电极(5)，采集病人发病前、中、后关键脑区活动情况，经过数据采集装置(6)，对采集的数据进行分析，通过数据分析得到发病前、中、后关键脑区活动情况，将关键脑区活动情况输入到信号整合系统。3.根据权利要求1所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，所述信号整合系统包括整合器(8)和信号处理器(9)；所述整合器(8)接收信号采集系统的输出信号，且所述整合器(8)与信号处理器(9)信号连接，所述信号处理器(9)与刺激系统信号连接。4.根据权利要求1所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，所述刺激系统包括脑电信号接收/发放器(10)、刺激器接收发放器(11)、第一脑电信号采集电极(12)、第二脑电信号采集电极(13)、第三脑电信号采集电极(14)、第五刺激电极(15)、第六刺激电极(16)和第七刺激电极(17)；所述脑电信号接收/发放器(10)与第一脑电信号采集电极(12)、第二脑电信号采集电极(13)和第三脑电信号采集电极(14)连接，所述第五刺激电极(15)、第六刺激电极(16)和第七刺激电极(17)与刺激器接收发放器(11)信号连接。5.根据权利要求4所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，所述刺激系统采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器(9)，信号处理器(9)件将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统。6.根据权利要求5所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，当整合器(8)识别到脑电信号接收/发放器(10)采集到关键脑区与seeg设备(1)采集到的发病中脑电一致时，整合器(8)通过信号处理器(9)将信号传送给刺激器接收发放器(11)，刺激器接收发放器(11)将微电流传送给第五刺激电极(15)、第六刺激电极(16)、第七刺激电极(17)对脑区进行刺激，进行治疗。7.根据权利要求6所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，其特征在于，当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器(8)将通过信号处理器(9)发射信号给刺激系统停止刺激。8.一种反馈方法，其特征在于，所述方法应用如权利要求1-7任一项所述的用于深部脑刺激的负反馈装置，所述方法包括如下步骤：步骤s1：采集病人发病前、中、后关键脑区活动情况；步骤s2：数据采集装置对采集的病人发病前、中、后关键脑区活动情况进行分析，得到
发病前、中、后关键脑区活动情况，将发病前、中、后关键脑区活动情况输入到信号整合系统；步骤s3：刺激系统采集病人关键脑区放电活动，将采集到关键脑区的放电活动通过无线数据传送到信号处理器，信号处理器将关键脑区的放电活动传送到信号整合系统；步骤s4：当整合器识别到脑电信号接收/发放器采集到与关键脑区seeg设备采集到的发病中脑电一致时，整合器通过信号处理器将信号传送给刺激器接收发放器；步骤s5：刺激器接收发放器将微电流传送给第五刺激电极、第六刺激电极、第七刺激电极对相关脑区进行刺激，进行治疗；步骤s6：当无线脑电微采集系统采集到电信号与信号采集系统采集到的发病前基线一致时，整合器将通过信号处理器发射信号给刺激系统停止刺激。

技术总结
本发明提供了一种用于深部脑刺激的负反馈装置，包括信号采集系统、信号整合系统和刺激系统；所述信号采集系统与信号整合系统信号连接，所述信号整合系统与刺激系统信号连接。本发明通过信号采集系统可以对病人发病前、中、后不同关键脑区脑电活动进行监测，利用若干电极可以实现同时对多个脑区脑电信号进行监测；通过信号整合系统可整合病人发病前、中、后关键脑区放电，并通过信号处理器接收和发送到脑电信号接收/发放器及刺激器接收发放器，从而控制刺激；通过无线微脑电采集系统，可以实时监测病人脑电，并通过信号整合系统，控制刺激器接收发放器的开关；刺激器开关连接多个刺激电极，可以同时或者间歇地对多个脑区进行刺激。刺激。刺激。


技术研发人员：李卫东 兰兆辉 张旭 徐文婷 杨翔宇 匡奕方 曾苏华 陈志堂
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2022.03.08
技术公布日：2023/9/20