非侵入性神经调控装置、用于治疗失眠的系统及计算机可读存储介质的制作方法

本公开涉及脉冲，尤其涉及脉冲技术在生物工程及神经工程中的应用，特别是涉及一种非侵入性神经调控装置、用于治疗失眠的系统及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、星状神经节阻滞（stellate ganglion block, sgb）通过注射局麻药至颈根部星状神经节周围，可暂时阻断交感神经传出，改善失眠患者的睡眠质量。经颅电刺激和经颅磁刺激等手段亦被探索用于失眠治疗，但穿透深度有限或设备昂贵、难以精确定位深部小体积靶点。时间干涉刺激技术已在深部脑区神经调控中展现出深部聚焦刺激的潜力，但其尚未被应用于星状神经节以治疗失眠。

2、上述失眠治疗手段在临床应用中通常涉及注射穿刺、有限的穿透深度或较差的聚焦精度，各自面临一定的挑战。因此，如何在无需穿刺操作的前提下实现对深部星状神经节的有效、精准调控，是本领域持续关注的一个方向。

技术实现思路

1、本公开旨在克服现有技术的上述缺陷，提供一种无需穿刺、深部聚焦、空间可选择性高、患者舒适且依从性好的星状神经节调控装置。

2、根据本公开的一方面，本公开提供了一种非侵入性神经调控装置，该装置包括：信号发生单元，具有多个输出通道，配置为独立生成至少第一路高频电流信号和第二路高频电流信号，第一路高频电流信号和第二路高频电流信号分别经由多个输出通道中的不同输出通道输出；至少第一对体表电极和第二对体表电极，分别与信号发生单元的不同输出通道电连接；控制单元，与信号发生单元耦合，配置为控制信号发生单元将第一路高频电流信号经由第一对体表电极输出、将第二路高频电流信号经由第二对体表电极输出，并使第一路高频电流信号与第二路高频电流信号的电流路径在空间上以30°至150°之间的角度交叉；其中，第一路高频电流信号具有第一频率f1，第二路高频电流信号具有第二频率f2，f1≥ 1 khz，f2 ≥ 1 khz，且δf = |f1f2|在0.5 hz至500 hz之间。

3、在一些实施例中，δf在0.5 hz至10 hz之间。

4、在一些实施例中，δf选自由2 hz、5 hz和8 hz组成的组。

5、在一些实施例中，f1和f2各自独立地在1 khz至10 khz的范围内，且第一路高频电流信号和第二路高频电流信号各自的输出电流有效值为0.5 ma至5 ma。

6、在一些实施例中，控制单元还配置为控制信号发生单元持续输出第一路高频电流信号和第二路高频电流信号达5至60分钟的预定时间。

7、在一些实施例中，装置还包括与控制单元耦合的用户交互模块，用户交互模块配置为执行以下操作中的至少一者：显示刺激参数、调节刺激参数、记录治疗日记、以及存储预设治疗方案。

8、在一些实施例中，装置还包括阻抗监测单元，阻抗监测单元配置为检测体表电极与皮肤之间的接触阻抗，并在接触阻抗超出预定范围时发出警报或自动停止输出第一路高频电流信号和第二路高频电流信号中的至少一者。

9、在一些实施例中，装置还包括心率变异性传感器，配置为获取受试者的心电图或光电容积描记信号，控制单元进一步配置为基于心电图或光电容积描记信号计算自主神经平衡指标，并根据自主神经平衡指标调整第一路高频电流信号和/或第二路高频电流信号的幅度、频率差或持续时间中的至少一者。

10、在一些实施例中，自主神经平衡指标为低频功率与高频功率的比值lf/hf，并且控制单元配置为当lf/hf超过第一阈值时增强刺激，当lf/hf低于第二阈值时减弱或停止刺激。

11、在一些实施例中，信号发生单元还配置为生成第三路高频电流信号，装置还包括第三对体表电极，第三对体表电极与信号发生单元的又一输出通道电连接，第三路高频电流信号具有第三频率f3，其中f3 ≥ 1 khz。

12、在一些实施例中，体表电极为ag/agcl凝胶电极、碳橡胶电极、导电凝胶电极或电容式非接触电极中的一种或多种。

13、在一些实施例中，信号发生单元为直接数字合成信号发生器。

14、在一些实施例中，第一路高频电流信号和第二路高频电流信号各自为恒流输出，第一路高频电流信号和第二路高频电流信号中的每一者的最大输出电流为5 ma有效值，最大输出电压为±50 v。

15、根据本公开的另一方面，提供了一种用于治疗失眠的系统，包括：根据本公开的非侵入性神经调控装置；与该装置通信连接且配置为在治疗前定位受试者的星状神经节的超声成像设备；与该装置通信连接且配置为在治疗过程中获取受试者的心电图信号的心电图记录设备；其中该装置的控制单元还配置为基于来自超声成像设备的输入确定第一对体表电极和第二对体表电极的放置位置，并基于心电图信号动态调整刺激参数。

16、根据本公开的又一发明，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时能够控制根据本公开的非侵入性神经调控装置执行以下步骤：控制装置的信号发生单元独立生成至少第一路高频电流信号和第二路高频电流信号，其中第一路高频电流信号的频率f1和第二路高频电流信号的频率f2均大于等于1 khz，且二者的差值δf = |f1f2|在0.5 hz至500 hz之间；控制装置将第一路高频电流信号经由第一对体表电极输出、将第二路高频电流信号经由第二对体表电极输出，并使第一路高频电流信号与第二路高频电流信号的电流路径在空间上以30°至150°之间的角度交叉；持续输出达预定时间。

17、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其他特征将通过下文的描述而变得容易理解。

1.一种非侵入性神经调控装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述δf在0.5 hz至10 hz之间。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述δf选自由2 hz、5 hz和8 hz组成的组。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述f1和f2各自独立地在1 khz至10 khz的范围内，且所述第一路高频电流信号和所述第二路高频电流信号各自的输出电流有效值为0.5 ma至5 ma。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制单元还配置为控制所述信号发生单元持续输出所述第一路高频电流信号和所述第二路高频电流信号达5至60分钟的预定时间。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括与所述控制单元耦合的用户交互模块，所述用户交互模块配置为执行以下操作中的至少一者：显示刺激参数、调节刺激参数、记录治疗日记、以及存储预设治疗方案。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括阻抗监测单元，所述阻抗监测单元配置为检测所述体表电极与皮肤之间的接触阻抗，并在所述接触阻抗超出预定范围时发出警报或自动停止输出所述第一路高频电流信号和所述第二路高频电流信号中的至少一者。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括心率变异性传感器，配置为获取受试者的心电图或光电容积描记信号，所述控制单元进一步配置为基于所述心电图或光电容积描记信号计算自主神经平衡指标，并根据所述自主神经平衡指标调整所述第一路高频电流信号和/或所述第二路高频电流信号的幅度、频率差或持续时间中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述自主神经平衡指标为低频功率与高频功率的比值lf/hf，并且所述控制单元配置为当lf/hf超过第一阈值时增强刺激，当lf/hf低于第二阈值时减弱或停止刺激。

10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发生单元还配置为生成第三路高频电流信号，所述装置还包括第三对体表电极，所述第三对体表电极与所述信号发生单元的又一输出通道电连接，所述第三路高频电流信号具有第三频率f3，其中f3 ≥ 1 khz。

11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述体表电极为ag/agcl凝胶电极、碳橡胶电极、导电凝胶电极或电容式非接触电极中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述信号发生单元为直接数字合成信号发生器。

13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一路高频电流信号和所述第二路高频电流信号各自为恒流输出，所述第一路高频电流信号和所述第二路高频电流信号中的每一者的最大输出电流为5 ma有效值，最大输出电压为±50 v。

14.一种用于治疗失眠的系统，其特征在于，包括：

15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时能够控制如权利要求1至13中任一项所述的装置执行以下步骤：