基于脑机接口的疼痛管理治疗的制作方法

基于脑机接口的疼痛管理治疗
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年7月24日提交的、名称为“基于脑机接口的疼痛管理治疗”的美国申请第16/521,056号的优先权，该美国申请的公开内容通过引用结合于本文中。
技术领域
3.本文件涉及利用脑机接口(bci)技术的疼痛管理治疗。


背景技术：

4.疼痛管理是用于减轻那些生活在慢性疼痛之中的人的痛苦和提高其生活质量的学科。各种疗法已被开发来解决疼痛，包括药物和设备疗法。所述各种疗法中的每一种都有缺点。需要疼痛管理的新技术。
5.脑机接口(“bci”)技术是存在于脑信号中的意图被获取并被利用来执行各种功能的技术领域。bci技术已被探索用于疼痛管理领域，但需要该领域中的进一步发展，以产生利用bci技术的可行的疼痛管理治疗设备和方法。


技术实现要素：

6.本文件描述用于利用bci技术执行疼痛管理治疗的系统、设备和方法，以及向正在经历疼痛的受试者提供的刺激设备，该疼痛位于疼痛源局部和/或疼痛通路中。
7.在一方面中，提供了用于执行疼痛管理治疗会话的系统、设备和方法，包括：执行bci训练会话，从而利用反馈训练受试者生成定义的脑信号，以帮助受试者管理和/或缓解疼痛；以及与所述bci训练会话有关地，在疼痛源附近和/或到疼痛源的神经系统疼痛通路中的位置处对受试者施加刺激。
8.在各种实现方式中，所述bci训练会话可以被设计和配置以训练患者产生相比于α节律脑电波基线测量的功率水平的α节律脑电波功率的增高。在这种情况下，施加于受试者的刺激可对受试者产生疼痛或不适的来源，例如，所述刺激可包括低温刺激，例如冷诱导元件，诸如珀尔帖(peltier)冷却设备。
9.替代地或附加地，所述bci训练会话可以被设计和配置以训练患者产生相比于α节律脑电波基线测量的功率水平的α节律脑电波功率的降低。在这种情况下，施加于受试者的刺激可包括缓解或抚慰的感觉的来源和/或本体感受(procioceptive)刺激。例如，施加于受试者的刺激由振动产生元件(诸如可穿戴振动产生元件)生成。
10.在其他方面中，提供用于进行疼痛管理治疗会话的系统和设备，包括：从受试者大脑的多个位置连续采集脑信号的脑信号采集系统，被配置和适配用于在疼痛源的疼痛通路中的位置施用于受试者的刺激设备，以及被编程为利用所述刺激设备训练受试者从而生成被选定以帮助受试者管理和/或缓解疼痛的定义的脑信号的脑机接口(bci)控制/处理模块。
11.在又另外的方面中，提供了用于利用bci技术和刺激设备以在一个或多个治疗会
话之后管理和/或缓解疼痛的系统、设备和方法，如所示和所描述的。
12.以下附图和描述中阐述了本发明的一个或多个实施例的细节。本发明的其他特征、对象和优点将从说明书、附图和权利要求书中显而易见。
附图说明
13.图1a是用于管理受试者中的疼痛的系统的示意图，该系统包括利用脑机接口(bci)技术的治疗会话，其目标是使受试者能够管理疼痛，例如慢性疼痛。
14.图1b是用于图1a的系统中的bci控制/处理模块的框图。
15.图2是示出用于管理受试者疼痛的示例方法的流程图，该示例方法包括利用脑机接口(bci)技术进行治疗会话的方法。
16.图3a和3b是示出用于进行治疗会话以训练受试者产生定义的脑信号从而管理和/或缓解疼痛的方法的两个不同实施例的流程图，该方法可被利用于图2的方法中。
17.图3c是示出受试者在感受到疼痛时可以使用以帮助该受试者管理或缓解疼痛的方法的实施例的流程图，该方法可被利用于图2的方法中。
18.图4是示出可利用于本文所述的用于管理疼痛的系统、设备和方法中的计算系统、组件和设备的框图。
19.各个附图中相同的附图标记指示相同的要素。
具体实施方式
20.本文件涉及管理和/或缓解受试者(诸如人或动物)中的疼痛，特别地但不排他地，管理和/或缓解慢性疼痛。在各种实施例中，本文中所公开的设备、系统和方法在疼痛管理治疗和/或此类治疗后的持续疼痛管理中利用脑机接口(bci)技术。
21.一般来说，本文件涉及疼痛管理治疗以帮助受试者管理疼痛。例如，本文件描述了向受试者身体上靠近疼痛源和/或通向疼痛源的疼痛通路之中的位置施加刺激(诸如外部刺激)的各种方法。在施加刺激时，在向患者提供反馈的同时评估持续采集的脑信号，其中反馈被设计和配置成训练患者生成被选定来帮助受试者管理疼痛的定义的脑信号。
22.本文件还描述了用于进行疼痛管理治疗会话的各种系统和设备。一般来说，这样的系统可包括用于从受试者大脑的多个位置连续地采集脑信号的脑信号采集系统(带有电极)，被配置和适配用于在疼痛源的疼痛通路中的位置施用于受试者的刺激设备，以及脑机接口(bci)控制/处理模块，该模块被编程以训练受试者产生被选定以帮助受试者管理受试者大脑的疼痛的定义的脑信号。
23.作为这些用于疼痛管理的方法和系统的示例，图1示出了受试者(在此情况下为人类受试者)100和用于管理疼痛的系统110，所述系统110可用于，例如，在利用bci技术的治疗会话中，向受试者100提供管理和/或缓解疼痛的能力。本示例中的系统110包括与脑信号采集系统130通信耦合的bci控制/处理模块120、bci训练反馈设备140以及在本示例中是身体佩戴式外部刺激设备的刺激设备150。在一些实施例中，所述刺激设备被适配和配置为向患者提供与连续采集的脑信号无关的刺激，所述脑信号在bci训练过程中可被它们自己使用。在其他实施例中，替代地或附加于反馈设备140，所述刺激设备150可以用作bci训练反馈设备。
24.在本示例中，脑信号采集系统130是具有皮肤表面电极的外部头戴组(headset)，所述皮肤表面电极从受试者的与大脑相邻的皮肤上的多个不同且分散的表面位置采集脑电图(eeg)脑信号。脑信号采集系统130可以是商用脑信号采集头戴组。所述脑信号采集系统130采集脑信号，执行低电平信号处理，并传输(例如，无线地传输)eeg脑信号以由bci控制/处理模块120接收。eeg脑信号由采集系统130使用作为采集系统130一部分的若干排列的表面电极采集。表面电极中的每一个可位于对应臂的端部，该对应臂从采集系统130的壳体延伸到远端位置，使得当采集系统130被患者佩戴时，电极可被定位成搁置在患者的与大脑相邻的皮肤上。电极可以是干电极，或替代地，在被施加到患者的皮肤上之前，通过涂敷到电极的液体或凝胶的涂敷使其变湿,以确保与患者的皮肤间有足够的导电率,从而允许脑信号以足够的精度被检测和记录。
25.可以配置脑信号采集系统130，使得电极可通常被定位于与受试者的大脑相邻的皮肤的所有表面上，或替代地，可以设计脑信号采集系统130，以提供电极接触，从而从与本文所述技术相关的大脑的特定位置采集信号。尽管图1的示例中示出了带有皮肤表面电极的基于eeg的脑信号采集系统130，但是可以替代地使用其他脑信号采集系统。例如，可以使用具有可植入电极的采集系统。例如，可以使用皮层电描记术(ecog)电极，且将其植入患者的颅骨之下并定位以使得电极搁置在大脑表面上但不穿透到脑组织中。可以替代地使用的另一个示例电极系统是“点式(point-style)”电极系统，其也被植入患者的颅骨之下，但该类型的电极系统具有穿透到脑组织中的电极尖端。通常，此类“点式”植入的电极系统包括许多叉头，所述叉头被设计从而使每个叉头在不同位置穿透到脑组织中。
26.带有可植入电极的脑信号采集系统——其中采集系统是整体可植入的，或者其中只有电极及其引线是可植入的——可比只具备表面eeg电极的采集系统更理想，因为有了植入的电极，采集的脑信号可包含关于患者意图的更多信息内容。这是因为颅骨可以起作用以阻挡脑信号中的部分信息，尤其在较高的频率下。也就是说，将认识到可植入电极有需要医疗过程以植入电极的潜在缺点。
27.bci控制/处理模块120一般被适配为接收无线传输的信号，所述信号包括关于采集系统130采集的脑信号的信息；处理那些接收的信号以确定例如某些定义的脑信号(和/或大脑节律)的功率水平和/或确定受试者意图；并基于脑信号的性质，引起将由bci反馈设备140和/或刺激设备150作出的反应。如图1b所示，为此，例如，bci控制/处理模块120包括已知的bci处理和控制能力，并将包括提供控制信号以控制反馈设备140和/或刺激设备150的操作的能力。此外，所述bci控制/处理模块120可以被适配为附连于受试者和/或由受试者佩戴，或者可以停留在不被设计为由受试者佩戴的单独的计算设备上。
28.所述bci反馈设备140可以是在bci控制/处理模块120控制下的视觉显示，受试者在执行疼痛治疗会话时能看到该反馈设备140。例如，所述bci反馈设备140可提供各种视觉显示，所述视觉显示在训练患者产生特定需要的脑信号时是有用的，诸如那些在bci领域广泛使用的视觉显示(例如，视频屏幕上的光标或对象位置，以及该光标/对象的运动)或在未来可能被开发的视觉显示。在各种实施例中，反馈设备140可以提供其他形式的反馈，诸如听觉(声音)反馈信号和/或触觉反馈信号(例如，振动、运动或由受试者的触觉感测到的其他力)。
29.刺激设备150可以是如图1示例中所示的身体佩戴贴片式设备，被设计以被固定在
受试者身上或由受试者佩戴。如后文将描述的，刺激设备150可以在患者正接收的疼痛的源的局部的位置和/或在定位成使得其位于通向疼痛源的疼痛通路中的位置处被施用于患者。在各种实施例中，刺激设备150可以是产生热量和/或冷却的设备。作为一个示例，可由具有该刺激设备的珀尔帖设备产生可控制的低温，使得刺激设备150在施用到受试者的皮肤的表面时向患者提供不舒服或疼痛的感觉。然后，通过控制温度可以控制向患者施加的疼痛的程度。热量产生设备可以类似地操作。
30.在其他实施例中，刺激设备150可替代地或附加地包括振动设备，该振动设备产生可在佩戴刺激设备150的相邻皮肤处感受到的振动。具有振动能力的刺激设备150可以被设计以使得施用于受试者的振动运动具有足够的幅度，并被设计为其可将患者的想法从慢性疼痛感觉引导向更舒缓的振动感觉。在这个意义上，刺激设备不像珀尔帖和/或热量产生设备那样提供不适和/或疼痛的来源，而是提供舒适的来源和/或注意力从疼痛的分散。
31.图1b示出了bci控制/处理模块120的进一步细节。模块120包括处理器155和bci程序160，以执行下文所描述的bci控制/处理模块120所需要的功能。bci控制/处理模块进一步包括存储器165以存储与bci功能相关的参数和针对特定受试者的其他操作条件；存储器170以存储定义的脑信号，所述定义的脑信号可以是针对受试者采集和确定的，并且可以帮助受试者管理和/或缓解疼痛；以及存储器180以存储连续采集的脑信号，如下文所述。在bci疼痛管理治疗会话期间，处理器155执行构成bci程序160的代码指令，以在其他事情之外，执行连续采集的脑信号与定义的脑信号之间的比较，该比较将在管理和/或缓解疼痛时是有用的。bci控制/处理模块120还包括外部设备控制和通信设备180，以(通过无线或硬有线通信)与所述脑信号采集系统130、所述bci反馈设备140和所述刺激设备150通信和/或发送控制信号来回于其间。
32.现在参考图2，示出的流程图在高水平上描述了受试者管理疼痛(例如慢性疼痛)的方法200。首先，在210处，受试者可配备有合适的脑信号采集系统和刺激设备。在220处，受试者可经受筛查或适用性测试，以确定该受试者是否是使用本文件中描述的基于bci的系统和方法进行疼痛管理治疗的合适候选人。此类筛查和适用性测试可包括去相关测试，该去相关测试被设计来评估受试者针对特定定义的想象的或真实的意图产生的脑信号是否与“静息”状态中的受试者产生的脑信号去相关，并且，通过这种方式，可以对特定的受试者使用bci技术。去相关测试还可包括识别脑信号的频率或其他属性，在该频率或其他属性下，与静息状态下的脑信号的去相关被发现是存在的。220处的筛查/适用性测试可以使用反馈设备来执行，例如联系图1所描述的设备140，且无需使用刺激设备150。
33.在230处，bci训练会话可以利用刺激设备(诸如图1中所示的位于疼痛源局部的位置和/或位于疼痛源的疼痛通路中的刺激设备150)进行。230处的bci训练会话也可以用反馈设备完成，诸如图1所示的设备140。对于特定的受试者，完成230处的bci训练会话以确定能帮助受试者管理和/或缓解疼痛的定义的脑信号。在230处可以评估的脑信号信息可包括，例如，(1)将所采集的脑信号中的某些脑信号与特定的电极位置相关联的位置信息，其中，每个电极可以被放置于受试者身上，并被识别于控制/处理模块120的软件中，以指示大脑的特定区域和位置；(2)关于针对在每个电极/大脑位置所采集的脑信号的频率和/或频率范围的频率信息，其中，频率信息可对应于，例如，各种已知的大脑节律类型(例如，具有8-12赫兹的频率范围的α节律脑电波，该范围被认为在意识思维与潜意识思维之间搭建了
桥梁；具有12-40赫兹的频率范围的β节律脑电波，该范围被认为与意识思维、逻辑思维有关，并趋向于具有刺激作用；等等)；以及(3)在多个不同的频率或频率范围的每一者处的脑信号的幅度或功率水平。
34.230处的过程可以导致确定将帮助受试者管理和/或缓解疼痛的特定的脑信号(电极、频率或频率范围、和功率水平)并将其保存在bci控制/处理设备的存储器中。之后，在治疗会话期间，这些定义的脑信号可被用作bci训练过程的一部分(将受试者在治疗会话中产生的脑信号与230期间发现的并存储在bci控制/处理模块的存储器中的定义的脑信号进行比较)。
35.然后，在240处，bci疼痛管理治疗会话可被执行，以训练受试者产生某些定义的脑信号从而缓解疼痛。图3a和图3b示出了可如何执行治疗会话240的两个示例的细节。根据受试者对该种治疗会话如何反应，240的治疗会话可完成一次或多次(例如，周期性地，诸如每天一次或每周一次)。由于大脑的弹性和在一个或多个治疗会话期间可产生的脑信号的性质的进化，240的治疗会话可以从242处的校准步骤开始，以确定定义的脑信号是否需要更新。如果在242处确定需要校准，则可以再次执行230处的过程，以识别将有助于受试者管理和/或缓解疼痛的当前的脑信号。如果在242处确定不需要校准，或定义的脑信号已更新，则在244处可以进行治疗会话——利用刺激设备，诸如图1中的设备150和/或图1中所示的反馈设备140——以训练受试者产生定义的脑信号从而管理和/或缓解疼痛。
36.然后，在250处，可选地，还可以帮助受试者在一天的正常过程中产生脑信号，以管理和/或缓解可发生的疼痛，例如，运用图3c中公开的方法。在一些实施例中，250处的过程可利用刺激设备，诸如图1所示的设备150。在其他实施例中，在250处的方法中可不利用该类刺激设备，而是当受试者产生定义的脑信号时，仅仅依赖于该定义的脑信号的产生所引起的身体过程以缓解和/或管理疼痛。
37.在各种不同的场景下，可以在图2中所示的通用方法的各种实施方式中使用图1中的系统组件。例如，在第一场景中，刺激设备150可以是利用例如珀尔帖冷却设备的低温设备。该低温刺激设备旨在向受试者提供不适或疼痛的刺激信号。在bci疼痛管理治疗会话期间，刺激设备150可以被放置于受试者的身体上，或由受试者佩戴在身体上，在位于疼痛源的局部的位置处，或者换言之，在疼痛源的疼痛通路内。例如，针对正在经历与腕管综合征相关联的手腕和手部的疼痛的受试者，所述刺激设备可被放置在受试者的前臂上靠近受试者手腕处。
38.在所述第一场景中，疼痛管理治疗会话可包括与低温刺激设备结合使用的bci系统，所述低温刺激设备在疼痛源附近和/或在疼痛通路中产生疼痛感或不适感。疼痛管理治疗会话的目的是训练患者在之后受试者经历疼痛时产生α节律脑功率的功率增高。α节律脑电波具有8-12赫兹的频率范围，该范围被认为在意识思维与潜意识思维之间搭建了桥梁。相比之下，β节律脑电波具有12-40赫兹的频率范围，该范围被认为与意识思维、逻辑思维有关，并趋向于具有刺激作用。受试者能够产生α节律脑电波功率的增高可以在大脑接收到刺激时在受试者中产生对该疼痛刺激的增强的抑制，从而帮助控制和/或缓解疼痛。据信，以这种方式利用刺激设备进行基于bci的疼痛管理治疗会话将有助于巩固或激发训练过程，使患者之后能够更好地产生所需的脑信号(例如,α节律脑信号功率的增高)以管理和/或缓解疼痛。
39.在第二场景中，与bci系统结合使用的刺激设备150可以是振动设备。所述振动设备旨在向受试者提供舒适的和/或舒缓的刺激信号。与第一场景一样，在bci疼痛管理治疗会话期间，刺激设备150可以放置于或佩戴在受试者身体上的疼痛源附近和/或疼痛通路中。在这种场景下，bci疼痛管理治疗会话可包括在bci训练会话中使用的振动刺激设备以训练患者，以便在受试者此后经历疼痛时产生α节律脑功率的下降。受试者能够产生α节律脑电波功率的下降可以在受试者体内产生增强的运动皮层的兴奋性，并且将阻碍传向大脑的丘脑的疼痛输入，从而帮助控制和/或缓解疼痛。此处同样的，据信，以这种方式利用刺激设备进行基于bci的疼痛管理治疗会话将有助于巩固或激发训练过程,使患者之后能够更好地产生所需的脑信号(例如，α节律脑信号功率的降低)来管理和/或缓解疼痛。
40.现在转到图3a，提供了关于治疗会话(244a)的第一示例的进一步细节，该示例可被利用于图2的方法中的治疗会话244。在图3a所示的示例治疗会话(244a)中，在310处，受试者被配置了电极以监测受试者的脑信号。这样配置的电极可以是图1所示的脑信号采集系统130(eeg头戴组)的一部分，或替代地，可以是如上所述配置为直接毗邻颅骨下的大脑的可植入电极。这样配置的电极将与bci控制/处理模块通信，诸如图1所示的模块120。所述电极与bci控制/处理模块之间的通信可以通过脑信号采集系统130和bci控制/处理模块120之间的无线传输完成。
41.在320处，受试者被进一步配置有刺激设备，所述设备被放置在受试者身体上的疼痛源的局部的位置。如图1所示的案例，刺激设备可以是可穿戴的贴片式设备150，所述设备可施用于患者并由患者佩戴。这样的可穿戴贴片式刺激设备150可以包括发射器/接收器(例如，无线发射器/接收器，诸如蓝牙
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经典或低能量通信模块)，从而使bci控制/处理模块120和刺激设备150之间能够进行无线或有线通信。如上所述，在各种实施例中，所述刺激设备可以是冷热发生设备、振动设备，等等。
42.从330开始，bci疼痛管理治疗会话开始。在330处，连续采集和评估受试者的脑信号。例如，可以通过如图1所示的脑信号采集系统130来完成对供进行此类评估的脑信号的采集，该系统可以从多个电极的每一个中采集电信息，并可附加地对采集到的电信息执行前端处理功能。然后，脑信号采集系统130可以将处理过的脑信号信息——实时地，或换言之，在该信息正被采集和其正在改变时——以无线方式连续地传输到bci控制/处理模块，诸如图1中所示的模块120，然后，所述模块可以持续地评估脑信号信息，以确定受试者产生的脑信号的性质，以便可提供给受试者适当的视觉或其他反馈，作为bci训练过程的一部分。
43.由bci控制处理模块(诸如图1中所示的模块120)评估的脑信号信息可以包括，例如，(1)将所采集的脑信号中的某些脑信号与特定的电极位置相关联的位置信息，其中，每个电极可以被放置在受试者身上，并在控制/处理模块120的软件中被识别，以指示大脑的特定区域和位置；(2)关于在每个电极/大脑位置所采集的脑信号的频率和/或频率范围的频率信息，其中，频率信息可对应，例如，各种已知的大脑节律类型(例如，具有8-12赫兹的频率范围的α节律脑电波，该范围被认为在意识思维与潜意识思维之间搭建了桥梁；具有12-40赫兹的频率范围的β节律脑电波，该范围被认为与意识思维、逻辑思维有关，并趋向于具有刺激作用；等等)；以及(3)在多个不同的频率或频率范围的每一者处的脑信号的幅度或功率水平。
44.在340处，并且根据330处执行的脑信号评估的结果，可以根据脑信号评估用某种方式激活和/或控制刺激设备，该设备已在疼痛源的局部的位置和/或疼痛通路内应用于受试者。例如，在其中刺激设备为低温产生设备(例如，采用珀尔帖设备以可控地产生指定温度水平的低温)的实施例中，该刺激设备可被激活到特定温度水平。然后，当受试者产生越来越接近将在治疗会话之后向受试者提供疼痛缓解的某些定义的脑电波的脑信号时，该刺激设备可逐渐变冷。这种刺激将有助于巩固或激发bci训练,使受试者在治疗会话后感到疼痛时产生所需的脑信号。
45.在351处,可选地,该方法可包括340处的刺激设备提供的反馈之外的额外反馈，例如,对受试者的视觉反馈，该反馈旨在帮助训练受试者产生所需的脑信号,所述信号将帮助受试者在治疗会话完成后管理和缓解疼痛。如上所述，例如，bci反馈设备140可以提供各种视觉显示，所述视觉显示有助于训练患者产生某些所需的脑信号，诸如在bci领域广泛使用的脑信号(例如，视频屏幕上的光标或对象位置，以及该光标/对象的运动)或在未来可被开发的脑信号。在各种实施例中，反馈设备140可以提供其他形式的反馈，诸如听觉(声音)反馈信号和/或触觉反馈信号(例如，振动、运动或由受试者的触觉感受到的其他力)。
46.如图3a流程图中的判定框360所指示的，治疗会话可持续发生，其中，脑信号被持续采集和评估(330)，刺激设备被持续控制(340)，且提供给受试者的可选反馈被持续更新(340)，或者治疗会话也可以随时结束。如果在360处决定结束治疗会话，那么在370处，刺激设备可以被停用。
47.在治疗会话244a之后，在某些实施例中，可以在治疗会话之后将脑信号和激活系统以及刺激设备从受试者身上移除。或者，脑信号采集系统和某些实现中的刺激设备可以在治疗会话后被利用，例如，与可穿戴的bci控制/处理模块组合，以在治疗会话完成后，例如在受试者与治疗分开的日常生活中，利用bci技术管理和/或缓解疼痛，之后将结合图3c描述其示例。
48.现在转到图3b，提供了关于治疗会话(244b)的第二个示例的进一步细节，该示例可用于图2方法中的治疗会话240。与图3a的方法一样，在图3b中的310处，受试者被配置了电极以监测受试者的脑信号，并且受试者被配置了定位于受试者身体上的疼痛源的局部和/或疼痛通路中的位置的刺激设备。如上所述，在各种实施例中，所述刺激设备可以是冷热发生设备、振动设备，等等。
49.从380开始，bci疼痛管理治疗会话开始。在380处，在治疗会话的开始激活刺激设备，此时受试者受到刺激设备提供的刺激(例如，不适的高温或低温；舒缓的振动输入等等)。然后，在330处，持续采集和评估受试者的脑信号，如图3a中的方法一样。之后，在351处，并且根据330处执行的脑信号评估的结果，可以向受试者提供反馈，诸如举例而言视觉反馈。这样的反馈被设计成帮助训练受试者产生所需的脑信号，从而帮助受试者在治疗会话完成后管理和缓解疼痛。如上所述，例如，bci反馈设备，诸如图1所示的设备140，可以提供各种视觉显示，所述视觉显示有助于训练患者产生某些所需的脑信号，诸如在bci领域广泛使用的脑信号(例如，视频屏幕上的光标或对象位置，以及该光标/对象的运动)或在未来可被开发的脑信号。在各种实施例中，反馈设备140可以提供其他形式的反馈，诸如听觉(声音)反馈信号和/或触觉反馈信号(例如，振动、运动或由受试者的触觉感受到的其他力)。
50.在340处，除了351处的刺激设备提供的单独的反馈设备的反馈之外，可以用某种
方式(例如，根据脑信号评估)控制刺激设备以改变输出(例如，调整温度设备变暖或变冷，改变振动设备中振动的幅度，等等)，该设备在疼痛源的局部的位置和/或疼痛通路内施用于受试者。例如，在其中所述刺激设备为低温产生设备(例如，采用珀尔帖设备以可控地产生指定温度水平的低温)的实施例中，该刺激设备可被激活到特定温度水平，该温度水平是相对于该设备之前被调整到的温度水平而言的。在一个示例中，当受试者产生的脑信号越来越接近将在治疗会话之后向受试者提供疼痛缓解的某些定义的脑电波时，该刺激设备可逐渐变冷。在治疗会话期间通过刺激设备的调整所提供的反馈可用于巩固或激发bci训练，使受试者在治疗会话后感到疼痛时产生所需的脑信号。
51.如图3a流程图中的判定框360所指示的，治疗会话可持续发生，其中，脑信号被持续采集和评估(330)，刺激设备被持续控制(340)，且提供给受试者的可选反馈被持续更新(340)，或者治疗会话也可以随时结束。如果在360处决定结束治疗会话，那么在370处的刺激设备可以被停用。
52.与图3a中的方法(244a)一样，在图3b中的治疗会话244b之后，在某些实施例中，可以在治疗会话之后将脑信号和激活系统以及刺激设备从受试者身上移除。或者，脑信号采集系统和可选的刺激设备可以在治疗会话后被利用，例如，与可穿戴的bci控制/处理模块组合，以在治疗会话完成后，例如在受试者与治疗分开的日常生活中，利用bci技术和可选的刺激设备管理和/或缓解疼痛，之后将结合图3c描述其示例。
53.现在转到图3c，描述了方法350，所述方法350可以作为图2在方法中250处的过程。在350处的方法中，一般在一个或更多治疗会话后利用脑信号采集系统和刺激设备，例如与可穿戴的bci控制/处理模块组合，以在一个或更多治疗会话完成后，例如，在受试者与治疗分开的日常生活中，利用bci技术和刺激设备管理和/或缓解疼痛。在方法350中，受试者被配置了脑信号采集系统、bci控制/处理模块(例如，可由受试者佩戴的bci模块)，以及刺激设备。
54.如果在391处判定了受试者正在经历疼痛(例如，由受试者本人判定)，在392处可以激活对受试者脑信号的持续采集和评估。可以通过手动控制一个或更多激活开关来进行该激活，以激活脑信号采集系统和bci控制/处理模块。这种激活开始对受试者产生的脑信号进行持续(实时)的评估，如图1所示，所述脑信号由诸如eeg头戴组的脑信号采集系统采集。
55.在393处，持续评估受试者是否在产生某些定义的脑信号，例如，与静息状态相比，脑信号的特定频率是否满足了变化的阈值水平。如果判定出受试者正在产生定义的脑信号(例如，阈值得到满足)，那么在394处可以激活刺激设备以在刺激设备放置的位置刺激受试者，该位置即疼痛源的局部的位置和/或疼痛通路中的位置。在该示例中，刺激设备可以是提供舒适或舒缓感觉的设备(例如，振动设备)。bci处理/控制模块可以被配置为激活并控制刺激设备，并且因此，可以由bci处理/控制模块完成394处的方法，以激活刺激设备。在该示例中，刺激设备的激活可以有助于向受试者提供反馈，指明受试者确实正在产生可以帮助管理和/或缓解疼痛的定义的脑信号(如先前所讨论的)，还可以有助于在疼痛源的位置或其附近向受试者提供额外的舒适或舒缓的感觉，从而额外地帮助管理和/或缓解疼痛。
56.如395处所指示的，如果受试者正在产生定义的脑信号(393和394)且当受试者正在产生定义的脑信号(393和394)时，可以如受试者所愿持续进行对脑信号的持续采集和评
估(392)以及对刺激设备的使用。当受试者希望时，可以停用所述系统和设备，例如，通过受试者手动激活一个或更多停用开关。
57.图4是计算设备400、计算设备450的框图，所述计算设备可以作为客户端或服务器或多个服务器来实现本文件描述的系统和方法(例如，图1中的bci处理/控制模块120包括的系统和方法)。计算设备400旨在代表各种形式的数字计算机，诸如笔记本计算机、台式机、工作站、个人数字助理、可穿戴计算设备、服务器、刀片服务器、大型机和其他合适的计算机。计算设备450旨在代表各种形式的移动设备，诸如个人数字助理、蜂窝电话、智能电话和其他类似的计算设备。这里所示的部件、它们的连接和关系以及它们的功能仅作为示例，并不意味着限制本文档中描述和/或要求保护的实施方式。
58.计算设备400包括处理器402、存储器404、存储设备406、连接到存储器404和高速扩展端口410的高速接口408、以及连接到低速总线414和存储设备406的低速接口412。组件402、404、406、408、410和412中的每一个使用各种总线互连，并且可以安装在公共主板上或以其他适当方式安装。处理器402可以处理用于在计算设备400内执行的指令，包括存储在存储器404中或存储设备406上的指令，该指令用于在外部输入/输出设备(诸如耦合到高速接口408的显示器416)上显示gui的图形信息。在其他实施方式中，可以视情况使用多个处理器和/或多个总线以及多个存储器和存储器类型。此外，可以连接多个计算设备400，其中每个设备提供必要操作的部分(例如，作为服务器组、刀片服务器群或多处理器系统)。
59.存储器404存储计算设备400内的信息。在一种实施方式中，存储器404是一个或多个易失性存储器单元。在另一种实施方式中，存储器404是一个或多个非易失性存储器单元。存储器404也可以是另一种形式的计算机可读介质，诸如磁盘或光盘。
60.存储设备406能够为计算设备400提供大容量存储。在一种实施方式中，存储设备406可以是或包含计算机可读介质，诸如软盘设备、硬盘设备、光盘设备，或磁带设备、闪存存储器或其他类似的固态存储器设备，或设备(包括存储区域网络或其他配置中的设备)阵列。计算机程序产品可以有形地体现在信息载体中。计算机程序产品也可包含指令，当该指令被执行时执行一个或多个方法，诸如上文描述的那些方法。信息载体是计算机或机器可读介质，诸如存储器404、存储设备406或处理器402上的存储器。
61.高速控制器408管理计算设备400的带宽密集操作，而低速控制器412管理较低带宽密集的操作。此类功能分配仅作为示例。在一种实现中，高速控制器408耦合到存储器404、显示器416(例如，通过图形处理器或加速器)以及耦合到高速扩展端口410，该高速扩展端口410可以接受各种扩展卡(未示出)。在该实现中，低速控制器412耦合到存储设备406和低速扩展端口414。低速扩展端口可包括各种通信端口(例如，usb、蓝牙、以太网、无线以太网)，这些通信端口可以(例如，通过网络适配器)耦合到一个或多个输入/输出设备，诸如键盘、定点设备、扫描仪或网络设备(诸如交换机或路由器)。
62.计算设备400可以以多种不同的形式实现，如图中所示。例如，它可以被实现为标准服务器420，或者在一组此类服务器中多次实现。它也可以作为机架服务器系统424的一部分来实现。此外，它可以在诸如笔记本计算机422的个人计算机中实现。或者，来自计算设备400的部件可以与移动设备(诸如设备450)中的其他部件(未示出)组合。此类设备中的每一个可以包含计算设备400、450中的一个或多个，并且整个系统可以由彼此通信的多个计算设备400、450组成。
63.计算设备450包括处理器452、存储器464、输入/输出设备(诸如，显示器454)、通信接口466以及收发器468，以及其他部件。设备450还可以配备有存储设备(诸如微驱动器或其他设备)，以提供额外的存储。组件450、452、464、454、466和468中的每一个使用各种总线互连，并且可以将若干组件安装在公共主板上或以其他方式适当地安装。
64.处理器452能够执行计算设备450内的指令，包括存储在存储器464中的指令。处理器可以被实现为包括单独和多个模拟和数字处理器的芯片组。此外，处理器可以使用多种架构中的任何一种来实现。例如，处理器可以是cisc(复杂指令集计算机)处理器、risc(精简指令集计算机)处理器或misc(最小指令集计算机)处理器。例如，处理器可以提供设备450的其他部件的协调，诸如用户界面的控制、设备450运行的应用和设备450的无线通信。
65.处理器452可通过控制接口458和耦合至显示器454的显示接口456与用户通信。例如，显示器454可以是tft(薄膜晶体管液晶显示器)显示器或oled(有机发光二极管)显示器，或其他适当的显示器技术。显示接口456可包括用于驱动显示器454以向用户呈现图形和其他信息的适当电路系统。控制接口458可以接收来自用户的命令并且将它们转换以提交给处理器452。另外，可以提供与处理器452通信的外部接口462，以便实现设备450与其他设备的近区域通信。例如，外部接口462可以提供在一些实现中的有线通信，或在其他实现中的无线通信，并且也可以使用多个接口。
66.存储器464存储计算设备450内的信息。存储器464可被实现为一个或多个计算机可读介质、一个或多个易失性存储器单元或一个或多个非易失性存储器单元中的一个或多个。扩展存储器474还可以被提供并通过扩展接口472连接到设备450，该扩展接口472可包括例如simm(单列直插式存储器模块)卡接口。此类扩展存储器474可以为设备450提供额外的存储空间，或者也可以为设备450存储应用或其他信息。具体地，扩展存储器474可包括执行或补充上述过程的指令，并且还可包括安全信息。因此，例如，可以提供扩展存储器474作为设备450的安全模块，并且对于所述扩展存储器474，可以用允许安全使用设备450的指令编程。此外，可以经由simm卡提供安全应用以及附加信息，诸如以不可破解的方式在simm卡上放置识别信息。
67.该存储器可包括，例如，闪存存储器和/或nvram存储器，如下文讨论的。在一种实现中，计算机程序产品有形地体现在信息载体中。计算机程序产品包含指令，当该指令被执行时执行一个或多个方法，诸如上文所述的方法。信息载体是计算机可读介质或机器可读介质，诸如存储器464、扩展存储器474或处理器452上的存储器，其可以例如通过收发器468或外部接口462接收。
68.设备450可通过通信接口466无线地通信，必要时该通信接口466可包括数字信号处理电路系统。通信接口466可提供在各种模式或协议下的通信，诸如gsm语音呼叫、sms、ems或mms消息、cdma、tdma、pdc、wcdma、cdma2000或gprs等。例如，可以通过射频收发器468进行此类通信。此外，还可以发生短程通信，诸如使用蓝牙、wifi或其他此类收发器(未示出)。此外，gps(全球定位系统)接收器模块470可向设备450提供附加的导航和位置相关的无线数据，该无线数据可由运行在设备450上的应用适当地使用。
69.设备450也可使用音频编码器460可听地通信，该音频解码器460可接收来自用户的口头信息并且将其转换为可使用的数字信息。音频编解码器460也可以为用户产生可听见的声音，诸如通过扬声器，例如，在设备450的手持设备中。此类声音可包括来自语音电话
呼叫的声音，可以包括录制的声音(例如，语音消息、音乐文件等)，还可以包括在设备450上运行的应用生成的声音。
70.计算设备450可以以多种不同的形式实现，如图中所示。例如，它可以被实现为蜂窝电话480。它还可以作为智能电话482、个人数字助理或其他类似移动设备的一部分来实现。
71.此外，计算设备400或450可包括通用串行总线(usb)闪存驱动器。usb闪存驱动器可以存储操作系统和其他应用。usb闪存驱动器可包括输入/输出部件，诸如可以插入到另一个计算设备的usb端口中的无线发射器或usb连接器。
72.本文描述的系统和技术的各种实现可在数字电子电路系统、集成电路系统、专门设计的asic(专用集成电路)、计算机硬件、固件、软件和/或它们的组合中被实现。这些各种实现可包括在一个或多个计算机程序中的实现，该一个或多个计算机程序在可编程系统上是可执行的和/或可解释的，该可编程系统包括至少一个可编程处理器(该可编程处理器可以是专用的或通用的)，所述可编程处理器被耦合用于从存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令并且向其传输数据和指令。
73.这些计算机程序(也称为程序、软件、软件应用或代码)包括可编程处理器的机器指令，并且可以用高阶程序化和/或面向对象编程语言实现，并且/或者以汇编/机器语言实现。如本文所使用的，术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何计算机程序产品、装置和/或设备(例如，磁盘、光盘、存储器、可编程逻辑器件(pld))，包括作为机器可读信号接收机器指令的机器可读介质。术语“机器可读信号”是指用于向可编程处理器提供机器指令和/或数据的任何信号。
74.为了提供与用户的交互，此处描述的系统和技术可在具有显示设备、键盘和指示设备的计算机上实现，所述显示设备(例如，crt(阴极射线管)或lcd(液晶显示器)显示器)用于向用户显示数据，所述键盘和指示设备(例如，鼠标或轨迹球)用于使用户向计算机提供输入。其他种类的设备也可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的感觉反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈)；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声音输入、语音输入或触觉输入。
75.本文描述的系统和技术可在计算机系统中被实现，该计算机系统包括后端部件(例如，作为数据服务器)或包括中间件部件(例如，应用服务器)或包括前端部件(例如，具有图形用户界面或网络浏览器的客户端计算机，用户能够通过该客户端计算机与本文描述的系统和技术的实现交互)或包括此类后端、中间件或前端部件的任何组合。所述系统的部件可由任何形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互相连接。示例通信网络包括局域网(“lan”)、广域网(“wan”)、对等网络(具有自组织或静态成员)、网格计算基础设施和因特网。
76.所述计算系统可包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离，并且通常通过通信网络交互。客户端和服务器的关系根据在各自计算机上运行且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生。
77.已经描述了本发明的数个实施例。然而，应当理解，可以进行各种修改而不脱离本发明的精神和范围。因此，其它实施方式包括在所附权利要求书的范围内。