【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及閉環電刺激，尤其涉及一種閉環電刺激系統及控制方法。
技術介紹
1、經顱電刺激(transcranial?electrical?stimulation，tes)是一種非侵入性的無創神經刺激技術，對人們身體和心理負面影響較小，成為了近年來用于腦功能研究的熱點；根據經顱電刺激輸出的刺激波形分為：經顱直流電刺激、經顱交流電刺激和經顱隨機噪聲刺激等。
2、現有的經顱電刺激技術普遍采用開源刺激方式，難以獲知患者當前的狀態，如果要形成閉環反饋需要與其他腦電設備聯合使用，增加了技術和成本負擔。其中，閉環反饋系統指的是一種基于反饋原理建立的自動控制系統，通過比較行為(輸出)與期望行為之間的偏差，并消除這些偏差，以實現預期的性能的系統。一般來說，閉環包含信號前向通路和信號反饋通路，反饋可以是正反饋也可以是負反饋。
3、近幾年出現了新的經顱電刺激應用方式，使原有的經顱電刺激技術難以適應新的變化，例如時間相干電刺激技術需要監測相干波形，而為了實現更好的聚焦效果，需要多通道電刺激技術，又為電流的實時檢測提出了新的挑戰。
技術實現思路
1、鑒于此，本專利技術實施例提供了一種閉環電刺激系統，以消除或改善現有技術中存在的一個或更多個缺陷。
2、本專利技術的一個方面提供了一種閉環電刺激系統，所述閉環電刺激系統包括設備主控系統，觸發及控制系統、電刺激系統和電信號采集系統，所述系統中：設備主控系統，用于接收來自外部設備的方波觸發信號和電刺激工作指令，利用設備主控系統包含
3、在本專利技術一些實施例中，所述設備主控系統還包含單片機、第一通信模塊、第二通信模塊、操作顯示界面、存儲設備和數據處理模塊；其中，所述單片機用于控制第一通信模塊、第二通信模塊、操作顯示界面、存儲設備和數據處理模塊的工作運行，還用于接收觸發信號處理電路處理后的方波觸發信號；所述第一通信模塊與外部設備相連接，用于接收來自外部設備的信號或指令；所述單片機用于將所述方波觸發信號轉發到所述第二通信模塊，由第二通信模塊將方波觸發信號傳輸到觸發及控制系統；操作顯示界面連接到單片機，用于接收外來輸入的控制指令，并呈現對閉環電刺激的監測數據；存儲設備包含可變存儲和不可變存儲，用于存儲與閉環電刺激相關的參數；數據處理模塊連接到所述單片機，受所述單片機的控制執行計算處理。
4、在本專利技術一些實施例中，所述外部設備包含用戶操作設備、外部觸發設備，用戶操作設備用于產生用戶操作指令，外部觸發設備用于產生方波觸發信號。
5、在本專利技術一些實施例中，所述觸發及控制系統包含第三通信模塊、單片機和方波發生器；其中，所述所述第三通信模塊與所述第二通信模塊建立通信連接；單片機連接到方波發生器，所述單片機用于接收來自設備主控系統的方波觸發信號，并控制所述方波發生器生成方波信號；所述單片機還用于接收來自電信號采集系統的多路電信號采集輸出。
6、在本專利技術一些實施例中，所述電刺激系統的每一信號通道中包含信號發生器、低通濾波器、模數轉換器、電壓放大器、電壓電流轉換器、第二低通濾波器、采樣電阻和波形監測電路；其中，所述信號發生器用于基于輸入的方波信號產生電刺激信號，所述信號發生器還受波形監測電路的控制以保障最終輸出的電刺激信號的穩定性；所述低通濾波器用于濾除電刺激信號中的高頻噪聲；所述模數轉換器用于將模擬數字形式的電刺激信號轉換為模擬信號形式的電刺激信號；所述電壓放大器用于調整模擬信號形式的電刺激信號的大小；所述電壓電流轉換器用于采用鏡像電流源方式將電壓形式的電刺激信號轉為電流形式的電刺激信號；所述第二低通濾波器用于對電壓電流轉換器處理后的電刺激信號進行濾波處理；所述采樣電阻包含多個不同阻值，用于檢測電刺激信號的電流波形，防止短路；波形監測電路用于對產生的電刺激信號進行峰值監測、阻抗監測和最大輸出監測，滿足預設要求的電刺激信號被輸出到電極上。
7、在本專利技術一些實施例中，所述腦電信號采集系統的每一路信號通道包含順序連接的前置低通濾波器、差分前置放大器、高通濾波器、去基線漂移電路、50hz凹陷濾波器、低通濾波器、后級放大器、電平遷移電路和模數轉換器，所述前置低通濾波器連接到電極，從電極采集的電信號經過所述腦電信號采集系統包含的返回到單片機，從而得到電信號采集輸出。
8、在本專利技術一些實施例中，所述電信號采集系統和所述電刺激系統共用一端電極，即復用電極，所述復用電極通過選擇開關控制。
9、相應地，本專利技術另一方面提供了一種閉環電刺激控制方法，所述方法采用電刺激控制方式，所述方法包括以下步驟：調節所述電刺激系統的每個信號通道內的信號波形、信號頻率、信號相位和信號強度中的多種；實時監測輸出的電刺激信號的電流輸出和電壓輸出，進而監測阻抗變化；實時測量輸出的電刺激信號的電流強度、峰值和阻抗，當所述電流強度、峰值和阻抗中的任一項超出預定閾值，強行中斷電刺激信號的輸出。
10、本專利技術另一方面提供了一種閉環電刺激控制方法，所述方法采用腦電采集控制方式包括阻抗測量和/或共參考采集，所述方法包括以下步驟：采用阻抗測量方式進行閉環電刺激控制，在得到多路電信號采集輸出前實時監測阻抗變化，根據監測到的阻抗變化調整所述多路電刺激信號輸出的參數；和/或采用共參考采集方式進行閉環電刺激控制，電信號采集系統的信號通道與電刺激系統的信號通道共用電極作為一端，電信號采集系統的信號通道的另一端連接到參考電極。
11、本專利技術另一方面提供了一種閉環電刺激控制方法，所述方法采用觸發控制方式，所述觸發控制方式包括外部觸發控制和/或內部觸發控制，所述方法包括以下步驟：采用外部觸發控制方式進行閉環電刺激控制，外部設備包含的外部觸發設備產生信號輸入至設備主控系統，引起設備主控系統中斷，執行中斷程序，向觸發及控制系統發送指令，觸發及控制系統接收指令后控制電刺激或電信號采集系統工作；和/或采用內部觸發控制方式進行閉環電刺激控制，所述內部觸發控制方式包含電刺激觸發和采集信號觸發，電刺激觸發是指利用方波信號發生器的輸出信號控制電刺激系統的開啟和關閉，采集信號觸發是指利用方波信號發生器來控制開啟或停止接收電信號采集系統返回的電信號采集輸出。
12、本專利技術另一方面提供了一種閉環電刺激控制方法，所述方法采用閾值跟蹤反饋控制方式，所述方法包括以下步驟：本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種閉環電刺激系統，其特征在于，所述閉環電刺激系統包括設備主控系統、觸發及控制系統、電刺激系統和電信號采集系統，所述系統中：
2.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述設備主控系統還包含單片機、第一通信模塊、第二通信模塊、操作顯示界面、存儲設備和數據處理模塊；其中，
3.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述外部設備包含用戶操作設備、外部觸發設備，用戶操作設備用于產生用戶操作指令，外部觸發設備用于產生方波觸發信號。
4.根據權利要求2閉環電刺激系統，其特征在于，所述觸發及控制系統包含第三通信模塊、單片機和方波發生器；其中，
5.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述電刺激系統的每一信號通道中包含信號發生器、低通濾波器、模數轉換器、電壓放大器、電壓電流轉換器、第二低通濾波器、采樣電阻和波形監測電路；其中，
6.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述腦電信號采集系統的每一路信號通道包含順序連接的前置低通濾波器、差分前置放大器、高通濾波器、去基線漂移電路、50Hz凹陷濾波器、低通濾波器、后級
7.根據權利要求6閉環電刺激系統，其特征在于，所述電信號采集系統和所述電刺激系統共用一端電極，即復用電極，所述復用電極通過選擇開關控制。
8.一種閉環電刺激控制方法，其特征在于，所述方法采用電刺激控制方式，所述方法包括以下步驟：
9.一種閉環電刺激控制方法，其特征在于，所述方法采用腦電采集控制方式包括阻抗測量和/或共參考采集，所述方法包括以下步驟：
10.一種閉環電刺激控制方法，其特征在于，所述方法采用觸發控制方式，所述觸發控制方式包括外部觸發控制和/或內部觸發控制，所述方法包括以下步驟：
11.一種閉環電刺激控制方法，其特征在于，所述方法采用閾值跟蹤反饋控制方式，所述方法包括以下步驟：
12.一種閉環電刺激控制方法，其特征在于，所述方法采用多頻時間干涉刺激反饋控制方式，所述方法輸出多個不同預設頻率的正弦波，通過波形監測采集相同時間段內各通道波形，以任意通道為基準，計算其余通道與基準通道的相關函數，并計算相位，并調整各通道相位，通過計算計算事件相關電位頻譜、峰值強度、峰值時間、平均值等參數，將測量的值與預設的正常值進行對比，調整所述多路電刺激信號輸出的參數。
...【技術特征摘要】
1.一種閉環電刺激系統，其特征在于，所述閉環電刺激系統包括設備主控系統、觸發及控制系統、電刺激系統和電信號采集系統，所述系統中：
2.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述設備主控系統還包含單片機、第一通信模塊、第二通信模塊、操作顯示界面、存儲設備和數據處理模塊；其中，
3.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述外部設備包含用戶操作設備、外部觸發設備，用戶操作設備用于產生用戶操作指令，外部觸發設備用于產生方波觸發信號。
4.根據權利要求2閉環電刺激系統，其特征在于，所述觸發及控制系統包含第三通信模塊、單片機和方波發生器；其中，
5.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述電刺激系統的每一信號通道中包含信號發生器、低通濾波器、模數轉換器、電壓放大器、電壓電流轉換器、第二低通濾波器、采樣電阻和波形監測電路；其中，
6.根據權利要求1閉環電刺激系統，其特征在于，所述腦電信號采集系統的每一路信號通道包含順序連接的前置低通濾波器、差分前置放大器、高通濾波器、去基線漂移電路、50hz凹陷濾波器、低通濾波器、后級放大器、電平遷移電路和模數轉換器，所述前置低通濾波器連接到電極，從電極采集的電信號經過所述腦電信號采集...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳天弟，李增勇，邵廣健，馬延強，霍聰聰，
申請(專利權)人：國家康復輔具研究中心，
類型：發明
國別省市：
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