[发明专利]基于脑电特定频率的幅值、相位可控的反馈电刺激平台

说明书

本发明公开基于脑电特定频率的幅值、相位可控的反馈电刺激平台，包括脑电信号采集设备、信号分析处理模块和可控正弦电刺激发生器，脑电信号采集设备通过信号分析处理模块与可控正弦电刺激发生器；信号分析处理模块对脑电信号采集设备发送的若干数据包进行滤波，并对滤波后的信号进行峰值、谷值的判断，若存在峰值或谷值时，判断峰值或谷值的绝对值是否大于阈值，若大于，则信号分析处理模块信号触发可控正弦电刺激发生器输出相位差和幅值可控的数字信号。本发明通过信号分析处理模块并结合脑电信号采集设备和可控正弦电刺激发生器，能够对使用者特定频率段的脑电信号的相位和幅值进行可控，提供相位哈和幅值可控的反馈电刺激。

技术领域

本发明属于认知神经科学技术领域，涉及到基于脑电特定频率的幅值、相位可控的反馈电刺激平台。

背景技术

经颅电刺激(Transcranial Electrical Stimulation，TES)是一种新型的脑部神经刺激技术，具有非侵入式的特点。TES通过一对或多对电极将特定幅值和波形的微弱电流(通常不超过-2mA～2mA)作用于特定脑部区域，从而调节大脑的神经活动的兴奋性，以达到调节行为活动的目的。这项技术根据刺激的电流性质不同，主要包括两种刺激方式：经颅直流电刺激(Transcranial Direct Current Stimulation，tDCS)和经颅交流电刺激(Transcranial Alternating Current Stimulation，tACS)(关龙舟等.,2015)。同时有研究证明，经颅电刺激技术能够提高某些任务下的认知能力，如增强注意力、记忆力、协调能力和运动能力，同时应用经颅电刺激技术到治疗抑郁等心理精神疾病也已经取得了很多成果。最初这项技术用于帮助脑损伤病人。18世纪，随着电生理学的出现，已经出现了最早直流电刺激的雏形(Priori,2003)。从20世纪中期开始，电刺激开始广泛运用到神经刺激技术中。近年来，随着相关技术手段的不断完善，经颅电刺激设备设计制造水平的不断提高和人们对神经刺激技术的重视，这项技术又得到了不断地提高，同时在原有刺激技术的基础上，发展起了经颅深部电刺激，高精度经颅直流电刺激等新技术。

传统的经颅电刺激技术通常是按照死板的、“一刀切”的方式进行。刺激的参数(刺激位置、强度、刺激时长等)通常都是预先设置好的，在刺激的整个过程中是保持不变的，在被试间也是保持一致的，这种刺激方式忽略了被试大脑状态的变化和个体间大脑的差异性，这可能是现有经颅电刺激技术对负面情绪调节的效果不稳定原因之一，Thut等人指出，通过实时监测大脑的活动，从而决定刺激的时间可能是提高效果的有效途径。

发明内容

本发明的目的在于提供的基于脑电特定频率的幅值、相位可控的反馈电刺激平台，通过信号分析处理模块对电脑信号进行分析、处理，以发送信号触发控制可控正弦电刺激发生器输出相位差和幅值可控的数字信号，解决了现有经颅电刺激技术刺激参数无法根据个体差异进行变化的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

基于脑电特定频率的幅值、相位可控的反馈电刺激平台，包括脑电信号采集设备、信号分析处理模块和可控正弦电刺激发生器，脑电信号采集设备通过信号分析处理模块与可控正弦电刺激发生器连接；

所述脑电信号采集设备采用脑电放大器，用于设置电脑数据的采样频率，并以预设的时间段采集的信号作为一个数据包发送至信号分析处理模块；

所述信号分析处理模块用于接收脑电信号采集设备发送的若干数据包，对接收的数据包进行滤波，并对滤波后的信号进行峰值、谷值的判断，若存在峰值或谷值时，判断峰值或谷值的绝对值是否大于阈值，若大于，则信号分析处理模块信号触发可控正弦电刺激发生器；

所述可控正弦电刺激发生器接收信号分析处理模块发送的信号触发，根据接收的信号触发，周期性输出相位差和幅值可控的数字信号。

进一步地，所述信号分析处理模块的分析方法，包括以下步骤：