失眠的神经反馈治疗装置的利记博彩app

专利名称：失眠的神经反馈治疗装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于医疗仪器技术领域，涉及医学信息处理，更进一步涉及利用计算机与脑 的信息交互技术实现对失眠的个性化有效干预的装置。
背景技术：
睡眠是人类重要的生理过程。睡眠时，机体内的新陈代谢及一切生理功能水平降 低，整个机体处于不活动的状态。睡眠效果的判定，不仅要看睡眠时间的长短，更重 要的是决定于睡眠的深度。
随着人类的进步与发展，人们的生活节奏愈来愈快，每个人白天生活的精神压力在 增加，出现了不少睡眠障碍问题的困扰。睡眠障碍由生理和心理两方面因素造成。目前， 睡眠障碍患者的增加，在神经精神学领域，生理心理学及临床医学界受到普遍的关注， 专家们还发现，许多睡眠障碍患者本身就潜伏着其它的病理状态。
治疗失眠症的首选方法无疑还是药物，但用药物治疗失眠对人体的危害越来越引起 关注，除副作用外，药物依赖也是一个重要问题。近年来，非药物治疗失眠的方法得到 重视，目前，非药物治疗失眠的治疗仪主要有以下五种
(1) 声光大脑调节仪，中国专利号200420099351.4。该声光大脑调节仪由一个可 编程频率控制器和与之相连的立体声耳机、或内置微光闪烁装置的墨镜组成。通过使用 脉冲音调和闪灯，对大脑进行声光刺激。通过选择合适频率的音乐或闪光信号，在患者 入睡时用耳机播放，辅以微光闪烁照射，有益于调节患者脑电波进入预期的频率，如双 耳节拍缓和的节奏可使脑电波进入缓慢的a和e波状态(杨雷，陈凤文，段萌，一 种激光失眠治疗仪)。
(2) 大脑电刺激仪，如中国专利号92111879.1。人类大脑的所有活动都是生物电 活动，我们所有的思维、感觉和身体运动均是基于贯穿脑部的微电流所引发，神经系统 加以弱电流脉冲能改变人的生理和心理状态。电剌激仪能通过特制的易于固定的双眼电 极向大脑发出波形、频率和幅度可调节的弱电流脉冲，大脑电刺激仪可以让使用者较快 进入睡眠状态(黄成林，失眠治疗仪)。
大脑电剌激仪是一个手掌大小的微机控制器，它能通过特制的易于固定的双眼电极
向大脑发出波形、频率和幅度可调节的弱电流脉冲，大脑电刺激仪可以迅速让使用者进 入睡眠状态。经验表明，根据人体静息或生理睡眠时的脑电波节律而选定的电流参数， 获得的效果最佳，脑电图研究证实，此时的脑电波主要是《波和^波，这两种慢波是大 脑处于抑制状态时主要的电活动形式。
低频电脉冲刺激的机理， 一般认为低频电脉冲重复单调的电刺激，在大脑皮层、皮 层下结构引起了扩散性抑制作用，使皮层对网状结构发生主动性抑制导致睡眠，也有人 认为是电刺激抑制了网状结构中的觉醒中枢的结果，还有人认为其主要是暗示的作用。
(3) 低频磁场诱导仪较之电刺激而言，磁刺激具有明显的特点。磁刺激减少了电 刺激可能带来的记忆损伤等副作用，因此越来越受到人们的重视。 一种基于该种思想的 仪器将特殊设计的模拟脑电信号规律的外界低频脉冲磁场经线圈耦合入脑，在脑内形成
感应电流，作用于脑的不同部位，特别是Hess区。从而触发主动睡眠中枢，并使其与 该脉冲磁场同步谐振，吸收能量，引起神经冲动和组织细胞的增值反应，主动向网状系 统传递信息。脉冲磁场按照一定方式由模拟清醒松弛时脑电节律逐步向模拟慢波睡眠脑 电节律过渡，使神经元的兴奋程度逐渐降低，抑制占主导地位，从而加速入眠过程。
(4) 脑电生物同步仪脑电生物同步仪是根据操作条件反射的原理，利用信号检测
仪器监测脑电波，当脑电波与设定信号发生同步时给使用者一个信号， 一般为声音或光 信号，这样通过训练，使用者可以达到自行调节和强化临床用于治疗失眠所需要的脑波 节律。
(5) 基于中医的穴位刺激方法，中国专利号200410077901.7、 00103199.6， 200420045289.0。
上述仪器的共同缺点是治疗中刺激的参数对所有患者都是一样的，很难针对特定患 者个体确定合适的刺激参数；另外，由于这些方法的作用机制尚不明了，不同方法的治 疗效果因不同的个体而异，确切疗效尚待进一步证实。目前，还未见有一种仪器能根据 患者的睡眠进程状态和睡眠时所表现的个体差异产生自适应的剌激模式，从而改善睡眠 的报道。 发明的内容
本发明的目的是提供一种失眠的神经反馈治疗装置，根据患者的睡眠进程状态和 睡眠时所表现的个体差异而产生自适应的剌激模式，以有效地改善患者失眠症状。
本发明的目的是这样实现的
本发明所依据的机理(1)睡眠深度的分期。国际上通行的睡眠分类，即按照脑电
图的特征将睡眠分成快眼动REM睡眠和非快眼动NREM睡眠两大类，而NREM睡眠又可 分为程度不同的四个期，按其深度分别标为一期、二期、三期和四期，加上睡前清醒期， 睡眠共可分为六个期。(2)睡眠脑电的特征。根据睡眠脑电的分析，可以定量判断睡眠 的质量，如通过时频分析、小波变换神经网络、信息熵等理论对睡眠脑电进行处理后， 可发现随着睡眠深度的增加，睡眠脑电具有明显的不同特征，如黄力宇，王伟勋，程敬 之，基于大脑皮层互信息理论的睡眠分级研究，生物物理学报，2001，17(1):98 104; 刘建平，郑崇勋，基于BP网络的睡眠分阶方法及睡眠质量评估研究，生物医学工程学杂 志，2005,33(06): 281 284。 (3)睡眠脑电的回归。最近的研究表明，随着睡眠的加 深，睡眠脑电的回归复杂度持续下降，睡眠脑电的回归复杂度可作为衡量睡眠质量一个 简单而实用的指标。
根据以上机理，本发明的技术思想是提出一种度量睡眠质量的新的定量指标，即 睡眠脑电的回归复杂度，设计一种基于睡眠质量脑电回归复杂度度量的、可个性化自适 应确定反馈参数的失眠治疗装置。
本发明的失眠治疗装置包括电极、预处理单元、数模转换单元、功率放大和刺激 跟随输出电路，其中预处理单元与数模转换单元之间连接有睡眠脑电分析单元，电极拾 取的微弱脑电信号通过屏蔽导线进入预处理单元进行标准的脑电放大、带通滤波、工频 陷波和模数转换后，进入睡眠脑电分析单元进行回归复杂度计算，并通过数模转换电路 确定刺激模式，依次经功率放大电路和刺激输出电路，通过头皮电极施加于脑部进行电 刺激。
所述的电极包括头皮电极和参考电极，头皮电极分布于头皮顶叶的F3、 F4、 C3、 C4 这四个部位，参考电极则置于耳垂Al和A2，该电极借助于双向电子开关同时与预处 理单元和跟随刺激输出电路相连接，交替执行脑部电刺激和脑电采集两种任务。
所述的睡眠脑电分析单元是由单片机CPU微处理器形成的小系统，该单片机小系统 的随机存取寄存器RAM中存储有脑电信号，该单片机小系统的只读存储器ROM中，固化 有对脑电进行回归复杂度计算的程序，该单片机小系统中的数模转换电路通过编程可以 产生方波、三角波和正弦波不同波形和参数的刺激模式；通过在所述程序中加入延时程 序改变刺激波形的频率，通过改变数模转换数字信号的值调节刺激波形的幅度。
利用本发明失眠治疗装置进行对失眠的神经进行反馈电刺激的方法，包括如下过
程
(1)用安放在人体头部的电极提取受试者12秒的脑电信号并进行放大滤波和模数
转换后进入单片机小系统的随机存取存储器RAM内，并由只读存储器ROM对进入该RAM 的四道脑电信号采用脑电回归复杂度计算算法算出脑电的复杂度值；
(2) 根据脑电的复杂度值，确定睡眠深度的定量量级，即提取受试者不同睡眠期四 道脑电回归复杂度的平均值，该平均值是睡眠深度的量化结果；
(3) 根据受试者睡眠深度的定量值,生成电刺激的刺激模式，即根据实测睡眠量级， 按预先确定的刺激模式即刺激波形和波形参数进行睡眠刺激，并确定一个固定的刺激模 式作为起始刺激；
(4) 按照确定的刺激模式通过脑电采集时的同一组电极，作用于脑部进行60秒刺
激；
(5) 60秒后停止刺激，再次开始采集12秒脑电并计算回归复杂度，了解新刺激条 件下睡眠质量的定量值，并将本次剌激与前次刺激对睡眠的影响进行对比，决定下一步 刺激模式的调整。通过这个反馈环路，就可达到促进睡眠加深、进而改善睡眠质量的目 的。
上述反馈电剌激方法，其中将本次刺激与前次刺激对睡眠的影响进行对比，决定下 一步刺激模式的调整，按如下过程进行
如果第一次判定为睡眠质量改善，则维持这个刺激模式；
如果第二次判断睡眠质量为改善，则对刺激模式进行步进递增，即在容许的刺激参 数范围内对刺激频率和刺激幅度分布增加1Hz和IV，当该波形使用的刺激参数已到容 许的最大值，则换下一种波形从lHz、 1V重新开始；
如果第一次判定为睡眠质量下降，则回到先前的刺激模式上；
如果第二次判定为睡眠质量下降，则对该刺激模式进行步进递减，即在容许的刺激 参数范围内对刺激频率和刺激幅度分别减少1Hz和IV，当该波形使用的刺激参数已到 容许的最小值，则换下一种波形从容许的最大值重新开始。
上述反馈电刺激方法，其中固定的起始剌激模式是按照回归复杂度的不同参数来分 别确定，即
回归复杂度小于0.2，无需刺激；
回归复杂度大于等于0. 2又小于0. 4，采用lHz、 IV的正弦波作为起始刺激； 回归复杂度大于等于0. 4又小于0. 6，采用5Hz、 5V的正弦波作为起始刺激； 回归复杂度大于等于0.6，采用10Hz、 10V的正弦波作为起始刺激。 本发明与己有的失眠治疗装置相比具有如下优点
1. 本发明由于采用将电极分布在受试者头皮上的四个特定位置，因而便于脑电采 集和临床应用，且刺激效果好；
2. 本发明由于采用分别对四道脑电信号进行回归复杂度计算，再计算其均值，得 出受试者睡眠深度的定量度量，不仅耗费时间少，而且可达到实时处理脑电的要求；
3. 本发明由于采用同一组电极交替完成脑部电刺激和脑电采集的全过程，使放置 在受试者头皮上的电极大幅度减少，更切合临床应用实际；
4. 本发明由于采用比较前后睡眠质量调整刺激参数的反馈治疗方法，克服了过去 失眠治疗仪刺激方法和参数千人一律的不科学状况，实现了完全是个性化的治疗；
5. 本发明由于采用脑电定量监测脑刺激的效果，故在睡眠好时，不产生刺激或产 生的刺激会进一步维持这个好的睡眠，而在睡眠不好时,会有多种刺激模式自适应改变， 保证脑刺激的良好效果；
6. 本发明由于采用软硬件相结合的抗干扰措施，可大大提高系统的稳定性。实验 表明，本发明可有效改善失眠症状，提高睡眠质量。


图1是本发明装置的原理结构图
图2是本发明提取四通道脑电和施行四通道电刺激所用的电极分布图
图3是本发明所述刺激波形的功率放大电路图
图4是本发明所述深度睡眠和清醒状态下脑电的回归图
图5是本发明的工作过程和所用刺激模式变化流程图
参照图l，本发明神经反馈失眠治疗装置包括脑电头皮电极、参考电极、预处理单 元、睡眠脑电分析单元、数模转换电路、功率放大与刺激输出电路组成。该预处理单元、 睡眠脑电分析单元、数模转换电路、功率放大与跟随刺激输出电路依次相连接，其中
电极采用Ag/Cl圆盘电极，分布于头皮顶叶的四个部位，F3、 F4、 C3、 C4处，参 考电极A1和A2则置于耳垂，如图2。该电极通过一个双向电子开关7礼S245，分别与 跟随剌激输出电路和预处理单元相连接，交替执行12秒脑电采集和60秒大脑刺激两种 任务。该双向电子开关74LS245开通的方向是由CPU的一个输入输出端口控制的。
预处理单元由放大滤波陷波电路、模数转换电路组成，脑电放大器的第一级由运放 电路构成电压跟随器以提高放大电路的共模抑制比和输入阻抗，考虑到供电与功耗的问 题，放大电路选用可低电压工作的四运放运算放大器芯片LM324，其结构紧凑，功耗 低，放大电路的第二级选用功率放大芯片LM386，后级是一个带通滤波器，通带为0. 5
70Hz，可以滤除脑电的高频分量和一些高频干扰信号，陷波电路中设置60Hz工频滤除 电路，经过放大调理后的脑电信号，幅值在0 5V之间。
功率放大电路是由两级运算放大器形成的电路组合而成的，如附图3所示。其中第
一级跟随器电路实现与前级的阻抗匹配，第二级运算放大器通过反馈电阻及/形成的负 反馈电路实现功率放大，两级放大器之间通过电阻^连接，整个功放的放大倍数为^ 。
睡眠脑电分析单元由单片机CPU小系统形成的脑电处理与控制电路，即由一个 CPU为C8051F020的单片机控制的。该C8051F020单片机内部集成了一个12位数模 转换器、5个通用16位定时器、内部可编程振荡器、低功耗128字节的非易失数据存 储以及输入输出资源。扩展系统中还包含64K的随机存取存储器RAM和64K的只读 存储器ROM。运用系统中的数模转换电路通过编程可以产生方波、三角波和正弦波不 同波形和参数的刺激模式，并通过在程序中加入延时程序可以改变刺激波形的频率，通 过改变数模转换的数字信号的值调节刺激波形的幅度。利用单片机内部可编程振荡器作 为单片机系统时钟，内部的参考电压作为数模转换电路的参考电压，其中数模转换电路
的寄存器的值分别在定时器的中断服务程序中设定，并启动转换，转换结果经过由图3 所示的功率放大器进行幅度放大。
整个装置由4节干电池供电，其中一路经过3V三端稳压作为C8051F020单片机所 需电源，另外一路经过5~+/-24的电源变换模块DC/DC实现5V到24V电压的转换， 为输出功率放大部分电路提供所需电源。刺激器是按四通道设计的，各通道刺激的模式相同。
本装置的工作过程为头皮电极拾取的微弱脑电信号通过屏蔽导线进入预处理单 元，进行标准的脑电放大、带通滤波、工频陷波后进行模数转换，进行模数转换后的脑 电信号进入由单片机CPU微处理器形成的脑电处理与控制电路，存储在随机存取寄存 器RAM中，由只读存储器ROM中预先存储的程序对脑电信号进行回归复杂度计算， 计算后的结果送入数模转换电路，以确定出刺激模式，输出给功率放大电路进行放大， 放大之后的波形和参数通过跟随刺激输出电路给头皮电极输出刺激电流施加于脑部，对 受试者的脑部实施电刺激。该电刺激的性能指标参数为(1)刺激信号输出方式同 步四通道；(2)刺激频率范围1Hz 25Hz; (3)刺激幅度范围1V 25V; (4)刺 激波形选择方波、正弦波、三角波，依次自动选择；(5)脑电信号的带通滤波范围 为0.5Hz 70Hz，模数转换采样率为100Hz。整个刺激器是设有四个通道，每个通道的
刺激模式相同。
参照图5，本发明利用所述装置对失眠的神经进行反馈电刺激的方法，按如下过程 进行
1、 对系统初始化。
2、 采集12秒四道脑电。
用安放在人体头部的电极提取受试者12秒的脑电信号并进行放大滤波和模
数转换后进入单片机小系统的随机存取存储器RAM内，并由只读存储器ROM对进入 该RAM的四道脑电信号进行回归复杂度指数计算，用以定量评价睡眠深度，并根据定量 情况，确定刺激模式调整。该回归复杂度指数算法是按如下描述定义的-
对于7V点的原始一维时间序列如脑电图时间序列",，通过时间延迟的方法，可以
重建得到一组相空间中的向量
i =(",，"i+"…，"w一)
其中r是延迟时间,m是嵌入维数。
将上述向量采用如下所述的的算法在二维平面上展示出来，进而分析该序列的相关 特性和二维图中每一点表示的时间/和时间y之间是否存在着复原关系，这样的二维图 称之为回归图。
在数学上，回归图计算公式可以表示为
,,-^11)，=…，iV
其中^是截至距离，H表示范数，O(x)是Heaviside函数(0(力=1,如 x>0; O) = 0，如"0)。
本装置所进行的计算中嵌入维数m和时间延迟r均取3，截至距离&取所有向量 距离中最大值的5%。
在按上述方法得到脑电的回归图后，定义回归复杂度为回归图上回归点所占的比
例
该回归复杂度的取值在0 1之间。
根据回归复杂度与睡眠的深度基本成正比的关系，可判断睡眠质量越好，回归复杂 度越小；睡眠越质量越差，回归复杂度越大。附图4所示(a)为睡眠质量较高时，回 归复杂度为0.17的回归图，(b)为睡眠质量不高时，回归复杂度为0.71的回归图。所
以睡眠脑电的回归复杂度指数可以作为睡眠质量的一个简单度量。
3、 分析脑电复杂度，确定睡眠深度。
根据计算的脑电信号的回归复杂度指数值，直接将睡眠的深度量级用回归复杂度指 数代表。即提取受试者不同睡眠期四道脑电回归复杂度的平均值，该平均值是睡眠深度 的量化结果；
4. 按如下不同情况确定电刺激的刺激模式-
(1) 如果是首次剌激，根据睡眠深度的定量评价值，预先确定一个固定的刺激模式 作为起始刺激。该起始刺激根据回归复杂度的大小来确定，当回归复杂度小于0.2，时 无需刺激；当回归复杂度大于等于0.2又小于0.4时，采用lHz、 1V的正弦波作为起始 剌激；当回归复杂度大于等于0.4又小于0.6，采用5Hz、 5V的正弦波作为起始刺激； 当回归复杂度大于等于0.6，采用10Hz、 10V的正弦波作为起始刺激。
(2) 如果目前实施的刺激不是首次剌激，则通过将本次刺激与上次刺激产生的睡 眠效果相比较而确定。
A. 如果发现本次刺激随着刺激参数的改变，第一次判定为睡眠质量有所改善，则 维持这个刺激模式；
B. 如果在本次剌激模式条件下已是第二次判断为改善，则对该刺激模式进行步进 递增，该步进递增，是指在容许的刺激参数范围内对剌激频率和剌激幅度分别增加1Hz 和IV，如果对该波形使用的刺激参数己到容许的最大值，则换下一种波形从lHz、 IV 重新开始。
C. 如果发现本次刺激随着刺激参数的改变，第一次判定为睡眠质量有所下降，则 取消这次参数调整，回到先前的刺激模式；
D. 如果在本次刺激模式条件下已是第二次判定为睡眠质量下降，则对本次刺激模 式进行步进递减，该步进递减，是指在容许的刺激参数范围内对刺激频率和剌激幅度分 别减少lHz和lV，如果对该波形使用的刺激参数已减到容许范围内的最小值，则依次
换一种波形从容许的最大值重新开始。
(5)按照确定的刺激模式，对受试者实施新一轮的60秒电刺激。
所述的刺激模式包括波形和参数，本系统所用的波形共有三种，依次为方波、 正弦波、三角波；参数每调整一次，就要在刺激60秒后反馈采集12秒脑电信号，分析 了解刺激模式调整对睡眠的影响，即将本次刺激与前次刺激对睡眠的影响进行对比，决 定下一步刺激模式的调整。
本发明的抗干扰性能通过软硬件结合的综合措施保证，即在输入级采用了差动放大
电路，该差动放大电路有良好的共模抑制比， 一般达80 90dB。在程序设计时，多采用单字节指令，并在关键地方人为插入一些空指令，或将有效单字节指令重复书写；在双字节和三字节指令之后插入单字节空指令操作，来保护在单片机CPU受到干扰时，程序可能出现的错误转移。当程序在受干扰的情况下可能转移到非程序区，指令冗余不再 起作用，而软件陷阱可利用一条引导指令，强行将捕获的程序引向出错处理程序。软件陷阱一般安排在未使用的中断向量区，未使用的大片只读存储器ROM空间、程序区的断 裂点处。本发明由于采取了这些措施，有效防止了干扰对本系统的影响。
权利要求
1、一种失眠的神经反馈治疗装置，包括电极、预处理单元、功率放大和刺激跟随输出电路，其特征在于预处理单元与功率放大电路之间连接有睡眠脑电分析单元，电极拾取的微弱脑电信号通过屏蔽导线进入预处理单元进行标准的脑电放大、带通滤波、工频陷波、模数转换后进入睡眠脑电分析单元进行回归复杂度计算，并通过数模转换电路确定刺激模式，依次经功率放大电路和跟随刺激输出电路给头皮电极，对脑部进行电刺激。
2、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于电极包括头皮电极和参考电极，头皮电极分布于头皮顶叶的F3、 F4、 C3、 C4四个部位，参考电极则置于两耳垂A1 和A2，该电极借助于双向电子开关同时与预处理单元和刺激跟随输出电路相连接， 交替执行脑部电刺激和脑电采集两种任务。
3、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于睡眠脑电分析单元是由包括数 模转换器、定时器、内部可编程振荡器、随机存取存储器RAM和只读存储器ROM 的单片机CPU微处理器小系统形成，该单片机小系统的随机存取寄存器RAM中存储 有脑电信号，该单片机小系统的只读存储器ROM中，固化有对脑电进行回归复杂度 计算的程序，该单片机小系统中的数模转换电路通过编程可以产生方波、三角波和 正弦波不同波形和参数的刺激模式；通过在所述程序中加入延时程序改变刺激波形 的频率，通过改变数模转换数字信号的值调节刺激波形的幅度。
4、 根据权利要求3所述的装置，其特征在于数模转换电路的参数可通过单片机 内部的可编程振荡器和定时器设定，即数模转换电路的参考电压为可编程振荡器内 部的参考电压，数模转换电路的寄存器的值分别在各定时器的中断服务程序中设定， 并启动转换，转换结果经过由功率放大器进行幅度放大。
5、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于预处理单元由脑电放大器和模数转 换器组成，该脑电放大器采用三级放大，第一级由运放电路构成电压跟随器，第二 级选用了功率放大芯片LM386，后级采用一个带通滤波器，通带为0.5 70Hz，且电 路中设置有60Hz工频滤除电路，放大后信号幅值在0 5V之间。
6、 根据权利要求1所述的装置，其特征在于功率放大电路是由两级运算放大器形成的负反馈电路电路，放大倍数为^。
7、 一种利用权利要求1所述的装置对失眠的神经进行反馈电刺激的方法，包括 如下过程(1) 用安放在人体头部的电极提取受试者12秒的脑电信号并进行放大滤波和 模数转换后进入单片机小系统的随机存取存储器RAM内，并由只读存储器ROM对进 入该RAM的四道脑电信号进行回归复杂度指数计算，得出脑电的复杂度值；(2) 根据脑电的复杂度值，确定睡眠深度的定量量级，即用回归复杂度指数代 表睡眠的深度量级，提取受试者不同睡眠期四道脑电回归复杂度的平均值，作为睡 眠深度的量化结果；(3) 根据受试者睡眠深度的定量值，生成电刺激的刺激模式，即根据实测睡眠 量级，按预先确定的刺激模式进行睡眠刺激，并确定一个固定的剌激模式作为起始 刺激；(4) 按照确定的刺激模式通过脑电采集时的同一组电极，对脑部进行60秒刺激；(5) 60秒后停止刺激，再次开始采集12秒脑电并计算回归复杂度，了解新刺 激条件下睡眠质量的定量值，并将本次刺激与前次刺激对睡眠的影响进行对比，决 定下一步刺激模式的调整。
8、 根据权利要求7所述的电刺激方法,其特征在于将本次刺激与前次剌激对睡 眠的影响进行对比，决定下一步刺激模式的调整，按如下过程进行如果第一次判定为睡眠质量改善，则维持本次刺激模式；如果第二次判断睡眠质量为改善，则对刺激模式进行步进递增，即在容许的刺 激参数范围内对刺激频率和刺激幅度分布增加1Hz和IV，当该波形使用的刺激参数 己到容许的最大值，则换下一种波形从lHz、 1V重新开始；如果第一次判定为睡眠质量下降，则回到先前的刺激模式上； 如果第二次判定为睡眠质量下降，则对该刺激模式进行步进递减，即在容许的 刺激参数范围内对刺激频率和刺激幅度分别减少1Hz和IV，当该波形使用的刺激参 数已到容许的最小值，则换下一种波形从容许的最大值重新开始。
9、 根据权利要求7所述的电刺激方法,其特征在于固定的起始刺激模式是按照回归复杂度的不同参数来分别确定，即 回归复杂度小于0.2，无需刺激；回归复杂度大于等于0. 2又小于0. 4，采用lHz、 IV的正弦波作为起始刺激； 回归复杂度大于等于0. 4又小于0. 6，采用5Hz、 5V的正弦波作为起始刺激； 回归复杂度大于等于0.6，采用10Hz、 10V的正弦波作为起始刺激。 10、根据权利要求7所述的电刺激方法,其特征在于对脑电信号进行回归复杂 度指数计算为对脑电图时间序列w,,通过时间延迟的方法，重建得到一组相空间中的向量其中r是延迟时间，m是嵌入维数，这两个数均取3;将所述向量在二维平面上展示出来作为回归图，定义脑电回归复杂度为脑电回 归图上回归点所占的比例为-<formula>formula see original document page 4</formula>其中i ,J:=G)(s,-i」|), ,',/ = 1,…，tV是回归图计算公式，s,是截至距离， 取所有向量距离中最大值的5%， l卜l表示范数，0(x)是Heaviside函数，如果:oO， 则00) = 1; 如果xSO则0(>) = 0，回归复杂度的取值在0 1之间。
全文摘要
本发明涉及一种由计算机与脑信息交互实现对失眠的神经反馈治疗装置。包括电极、信号预处理电路、功率放大、刺激输出电路和单片机。电极拾取的微弱脑电信号通过脑电放大、带通滤波、工频陷波、模数转换后进入单片机进行回归复杂度计算，获得睡眠深度的定量评价值，并通过数模转换电路确定刺激模式，依次经功率放大电路和射随刺激输出电路到头皮电极，对脑部进行电刺激。该刺激模式的改变是根据实施刺激的效果来确定，但如果是首次刺激，由睡眠深度的定量评价值，将预先确定的固定模式作为起始刺激；如果不是首次刺激，则通过将本次刺激与上次刺激产生的睡眠效果相比较而确定。本发明实现了失眠的个性化治疗，可有效改善失眠症状，提高睡眠质量。
文档编号G06F19/00GK101099670SQ200710018070
公开日2008年1月9日 申请日期2007年6月15日 优先权日2007年6月15日
发明者王伟荣, 黄力宇 申请人:西安电子科技大学