[发明专利]多功能闭环神经反馈刺激设备及其方法

说明书

本申请公开提供一种脑刺激系统、设备和方法，以引导清醒现实、改善睡眠、改善运动神经性能、改善学习、加强游戏活动、改善精神健康以及它们的任意组合。该系统包括：至少一个头戴式设备、至少一个电源单元、至少一个通信单元、至少一个微控制器、至少一个外部设备以及至少一个基于云计算的存储设备。

技术领域

本申请涉及神经刺激和神经感测设备及方法领域，其根据感官数据实时地操作、修改或提升特定的脑功能。

背景技术

在神经调节领域中的电极系统用于将电信号传输至对象，还可以用于检测或测量来自对象的信号。然而，当前用于电刺激和/或信号检测的电极系统由于以下原因而存在不足：在对象与系统电极之间的不充分的接触、在对象与系统电极之间的非鲁棒性、在使用电极系统时对象不舒适性和/或在多电模拟或者生物信号检测范式中的限制使用。关于这种技术的其他问题是，设备通常非常昂贵并且对于普通用户而言操作很困难。此外，提供电刺激的方法也具有很多不足之处。

专利申请US20150066104描述了一种方法，该方法用于随着用户在时间窗期间执行一组任务时向用户提供电刺激，该方法包括：将由刺激参数和部分组作为特征的电刺激治疗提供至与时间窗相关的用户的脑区域；对于任务组中的每一个任务：接收表征了用户的神经系统状态的信号流；从该信号流中识别表征了与任务相关的神经系统状态的神经特征；并且基于该神经系统特征来调整提供至所述用户的脑区域的电刺激治疗，其中，该调整包括将电刺激治疗的部分组中的一部分传递至用户的脑区域，同时将在时间窗期间提供的治疗的刺激参数的总量保持在最大限制以下。

专利US8954152公开了一种用于增强与缓解脑部症状相关的有利的脑状态的方法和设备。该技术包括：监测一个或多个脑信号并且基于所述一个或多个脑信号来检测有利的脑状态事件，这种有利的脑状态与患者的一个或多个脑症状的减轻相关。然后，响应于对有利的脑状态事件的检测，用于增强所述有利的脑状态的电刺激被传递至患者的脑，该电刺激在为检测到每一个有利的脑状态事件而开启的时间窗中传递。

专利US8914115公开了通过医疗设备可以在患者的脑的一个或多个区域处监测生物电的脑信号。被监测的生物电的信号可用于选择一个或多个用于治疗的治疗周期参数(例如，开启周期持续时间和/或关闭周期持续时间)，该治疗周期参数被传递从而治疗患者的疾病。在一个示例中，在开启周期持续时间内提供治疗之后，可以基于由感测的患者的脑信号确定的清除时期来选择治疗的关闭周期持续时间。在另一个示例中，可以选择治疗的开启周期持续时间和/或关闭周期持续时间，以在目标值(其由与患者疾病的有效治疗相关的特征来定义)的阈值范围以内，保持患者的脑信号(皮层活动)的一个或多个特征的值。

专利申请WO2016179407A1公开了用于调节对象的振荡的脑部活动(例如，睡眠纺锤波)的发作的方法。该发明还公开了用于提高对象的记忆力和认知能力的方法，以及通过检测对象的振荡的脑部活动的发作以及将振荡电流穿过对象的颅骨来调节或者提高对象的睡眠纺锤波的产生频率、结构、幅度和/或同步性的方法。

专利申请WO2016046830A2公开了一种配置局部脑刺激工具的方法。该方法包括：获取参考的脑网络活动(brain network activity，BNA)图案以及描述有对象的神经生理状态的BNA图案，每一个BNA图案具有多个节点，并且每一个节点展现有脑部位置以及至少一个脑电波频率。该方法还包括：比较BNA图案；以及配置所述局部脑刺激工具，从而以根据比较而选择的频率来实施局部脑刺激。

专利申请US20160022168A1公开了一种通过测量电的脑生物标记(例如，趋近于实时的电的脑生物标记的分析)来评估脑可塑性的装置和方法，其中，在至少一个生物标记中的增加或减少是响应于刺激或治疗的脑可塑性的状态的反映。可以利用或者不利用增加的刺激来测量脑可塑性，例如，以确定学习的最佳时间。该提供了一种通过向患者提供电刺激或者药物刺激来治疗神经系统疾病或者创伤的方法，其中，所述刺激根据患者的电的脑生物标记的变化来增加或者减少。这种治疗可以在趋近实时的状态下开始，因此可以根据患者的需求快速地定制治疗过程。