[发明专利]对昏迷大脑进行神经刺激的方法及装置

说明书

本发明涉及脑神经医学领域的用于对深度昏迷大脑的中枢神经进行电脉冲刺激的方法及其装置，以及对输出信号进行优化，使之更有效地诱发神经元发放动作电位的技术。本发明能够对中枢神经进行脉冲刺激，使之恢复正常的神经活动，从而使昏迷的大脑恢复思维活动。

技术领域 本发明涉及脑神经医疗领域的神经刺激方法及装置，以及相关的优化技术。

背景技术 昏迷大多是由于大脑较长时间缺血或缺氧所导致，也有部分是由于脑外伤直接造成，或异常的化学物质进入脑屏障影响脑神经活动而导致，在消除各种病因，如修复创伤、恢复正常供血供氧、改善脑部微循环和营养神经等护理，仍有部分病人处于昏迷状态而无法清醒。这时病人往往具有呼吸、循环等生命体征，但处于深度昏迷状态，丧失自主意识，脑电为0.5—3赫兹的低节律慢波，无法达到清醒或思维状态的4赫兹以上，对外界的刺激没有高级神经反应。典型的深度昏迷，也就是俗称的植物人。

目前医学上对于思维、意识的本质，以及对人脑在思维过程中的信息输入、传递、切换、处理、输出等方面的控制环路及其工作机制还不清楚，一般认为思维和意识是端脑新皮质的神经元的活动所产生，而中脑和脑干对这些新皮质的活动提供上行激动的支持，所以对于人失去意识，往往会趋于认为是新皮质工作异常，导致无法形成思维和意识活动，也有认为可能是其视觉、听觉、注意等通路的神经元工作异常，从而无法对输入信息进行反应，但对此并没有进一步研究结果。所以，目前对昏迷病人的唤醒、也即是对昏迷病人具有自主意识的脑神经活动的刺激恢复，尚缺乏有的放矢的方法，大多是采用声音呼唤、光照、触摸等外部刺激的方法，效果非常小。也有采用电脉冲和磁场对脑部神经元进行刺激使其产生动作电位脉冲发放的技术，但同样由于对人脑的思维意识活动的工作机制不清楚，没有理论依据，所以对电、磁刺激的具体位置、施加方式、和电脉冲的频率等细节也无针对性，效果仍然非常有限。比如，根据对大脑一些神经回路的放电研究，施加到神经元的电脉冲，频率和脉冲幅度过低时无法触发动作电位放电，而频率或脉冲幅度过高时则会对神经元信号传递形成抑制，甚至使其失活。

发明内容 本发明目的是公开一种用于对深度昏迷大脑的中枢神经进行电脉冲刺激的方法及其装置。

本发明同时还公开对输出信号进行优化，使之更有效地诱发神经元发放动作电位的技术。

当然，在使用这些技术对大脑进行神经刺激之前，必须先消除各种病因，比如修复创伤、恢复正常供血供氧、改善脑部微循环和神经营养等护理。

本发明的用于对昏迷大脑进行神经刺激的方法是：

⑴、将第一输出电极置于脑干网状结构内侧区的位置，(更合适是内侧区的中脑网状结构的位置)；并接触或刺入该部位的神经元；(更合适的是接触或刺入中脑网状结构向丘脑板内核投射的神经元)；

⑵、将第二输出电极置于丘脑网状核的位置，接触或刺入该部位的神经元；(更合适的是接触或刺入丘脑网状核向中脑网状结构投射的神经元)；

⑶、将接地电极(或称参考电极、基准电极)与人体相接触；(比较合适的接触位置是脑部的椎底动脉、脑脊液，更合适的位置是输出电极所在的脑组织周围的脑液处)；

⑷、在第一输出电极和第二输出电极上交叉发放(发放也即输出)电脉冲串，对脑干网状结构内侧区(中脑网状结构)和丘脑网状核的神经元进行交叉刺激；

⑸、第一输出电极与第二输出电极的电脉冲串为间隔发放，即发放一串脉冲串后，停止一个间隔期，然后再发放一串脉冲串；

⑹、同时检测接受刺激的大脑的脑电波信号(EEG)，如果在电脉冲发放的间隔期，持续检测到高节律的脑电信号，(比如频率8—13赫兹的α波或频率14赫兹以上的β波)，或观察到受刺激者出现自主思维的反应或现象，则停止发放电脉冲刺激；否则继续发放电脉冲串。