结合脑电检测分析控制的声电刺激神经调控方法及装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010270606.2 (22)申请日 2020.04.08 (71)申请人 广州艾博润医疗科技有限公司 地址 510000 广东省广州市越秀区中山五 路219号八层02铺之自编802A房 (72)发明人 赵勇赵金萍徐鹏陈晓禾 张孝文 (74)专利代理机构 苏州广正知识产权代理有限 公司 32234 代理人 李猛 (51)Int.Cl. G16H 20/40(2018.01) G16H 20/70(2018.01) G06K 9/00(2006.01) A61M 21/00。

2、(2006.01) A61N 1/36(2006.01) (54)发明名称 结合脑电检测分析控制的声电刺激神经调 控方法及装置 (57)摘要 本发明公开了一种结合脑电客观检测分析 反馈控制的无创声电刺激神经调控方法及装置， 包括： 脑电检测和信号处理及分析系统、 智能诊 疗控制系统、 声学刺激治疗系统、 经颅电脉冲刺 激治疗系统和认知行为心理治疗系统， 对人体在 无创声学刺激和/或电脉冲刺激和/或认知心理 治疗前、 中、 后进行多个脑功能区的脑电检测， 通 过脑电信号采集、 实时脑电时空建模、 神经网络 特征参数的客观分析、 建立与疗效评估的关联模 型， 实现检测分析反馈治疗调控的闭环。 本发。

3、明 公开的方法及装置， 可以制定多疗程或多次神经 调控治疗效果的跟踪客观评估和预测方法， 并根 据期望疗效而定性定量地调控优化后续治疗方 案实施和方案参数选择的方法， 客观评估和预测 神经功能状态。 权利要求书4页 说明书15页 附图8页 CN 111477299 A 2020.07.31 CN 111477299 A 1.一种结合脑电EEG客观检测分析反馈控制的无创神经调控和/或神经功能障碍筛查 和/或预测方法， 其特征在于， 包括： 对人体在无创声学刺激和/或经颅电脉冲刺激和/或认知心理治疗前、 中、 后进行多个 生理和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记忆和/或注意及意识和/或感觉运动脑。

4、功能区 的脑电检测， 进行脑电信号采集； 通过脑电信号解码分析反馈， 获得治疗效果与治疗次数与声电刺激治疗参数和/或认 知行为心理治疗方法相关联的脑电特征参数， 所述脑电特征参数包括脑电功率谱、 脑电神 经网络空间拓扑、 相关网络统计属性参数及评估指标； 通过对脑电特征参数的客观分析， 反馈并指导制定多疗程或多次神经调控治疗效果的 跟踪评估和预测方法， 根据期望治疗效果而定性定量地调控和优化后续治疗方案实施和方 案参数选择的方法， 根据体检或筛查或监测脑电特征参数的客观分析反馈， 建立脑电特征 参数和神经功能状态的关联模型， 定性定量地评估和预测神经功能状态， 进行早期预警。 2.根据权利要求。

5、1所述的结合脑电EEG客观检测分析反馈控制的无创神经调控和/或神 经功能障碍筛查和/或预测方法， 其特征在于， 神经功能障碍患者发病涉及到多个脑功能区 障碍以及多个脑功能区间的相互作用， 在声学刺激和/或经颅电脉冲刺激和/或认知心理治 疗干预后， 相关脑电信号会发生变化， 对应大脑神经网络发生重塑变化， 因此， 通过对应多 个脑功能区皮层的脑电信号采集， 提取相应的脑电时空、 网络特征， 进行解码分析， 可以对 神经功能障碍患者的疾病进行客观定性定量地评估和预测， 而且脑电信号可以通过在主要 脑功能区安置总数不少于2导联的干或湿的脑电极阵列获得， 电极信号传输及放大器信号 采集参数为： 采样位。

6、数不小于10bits、 输入阻抗应达到G级别、 等效最小输入噪声不应大 于10 V、 数据传输速率不低于1Mbps、 信号幅值范围不超过200 V。 3.根据权利要求2所述的结合脑电EEG客观检测分析反馈控制的无创神经调控和/或神 经功能障碍筛查和/或预测方法， 其特征在于， 从原始记录的脑电信号中获取与神经功能调控相关的成分信息， 通过特征向量来描述 任务相关成分， 采用机器学习算法来分类不同任务相关的特征向量， 实现从脑电信号中解 码不同脑区活动状态， 获得与患者神经功能障碍临床指标密切关联的脑电成分， 解码的精 度取决于特征算法所提取的特征能多大程度地代表相关的任务， 以及分类算法能多准。

7、确地 区分不同任务的类别， 脑电信号解码分析包括但不限于以下步骤： A、 脑电信号预处理： 通过包括但不限于的信号滤波筛选、 去噪丢弃、 去除眼电和肌电伪 迹、 主成分分析、 信号重构， 获得高质量的脑电信号， 特别是包括但不限于delta、 theta、 alpha、 beta和gamma波段的信号； B、 脑电信号特征提取： 通过包括但不限于进行脑电网络重构和多维度离散小波变换， 最大化提取脑电信号的各种特征信息， 并对其进行特征分析， 为诊断和治疗评估提供更多、 更准确、 更综合及更全面的信息； C、 脑电信号特征识别与特征参数分类： 采用包括但不限于脑神经网络拓扑、 脑电时空 信息作为。

8、特征， 采用深度神经元网络、 长短时网络、 支持向量机、 神经网络进行特征识别和 分类， 获得脑电特征参数， 包括但不限于： 把目标脑电电极所在脑区的信号幅度随时间变化 的脑电波转换为脑电功率随频率变化的功率谱PSD， 并通过网络分析获得脑电的网络拓扑 结构以及相关的包括但不限于Coh-网络相干、 Clu-聚类系数、 L-特征路径长度、 Ge-全局效 权利要求书 1/4 页 2 CN 111477299 A 2 率以及Le-局部效率的网络统计数值， 通过纵向对比多次治疗后相同状态和脑区的脑电检 测和信号解码分析， 获得对神经功能障碍调控具有较好敏感度和关联性的脑电特征参数， 从而更直观和可量化。

9、地观察和理解脑区神经活跃度变化和不同脑区关联度变化， 从而评估 治疗效果和多个脑区之间的神经异常活跃度关联作用。 4.根据权利要求3所述的结合脑电EEG客观检测分析反馈控制的无创神经调控和/或神 经功能障碍筛查和/或预测方法， 其特征在于， D、 通过脑电信号解码分析反馈获得神经功能障碍患者与健康人， 以及同一患者， 在每 一次治疗前和/或治疗中和/或治疗后获得的包括但不限于delta波段和/或theta波段和/ 或alpha波段和/或beta波段和/或gamma波段脑电信号解码分析结果， 在多次治疗前后的相 同脑区获得功率谱平均值PSD和/或各个脑区及脑区相互间的网络统计属性 （Clu-聚类。

10、系 数、 L-特征路径长度、 Ge-全局效率、 Le-局部效率） 和/或神经网络拓扑属性或网络相关Coh 的变化值， 用作治疗效果评估指标； E、 患者与健康人的功率谱PSD值及其特征值在相关频率或者全部频率范围内的对比， 同一患者的功率谱PSD改变量与治疗次数增加或治疗效果提高的相关性评估， 以及功率普 波峰或波谷所对应的一个或多个频率所体现的脑区神经异常活动； 功率谱改变量越大， 对 应脑区神经异常活动变化越明显， 即神经功能障碍治疗效果越显著； F、 同一患者的网络属性Clu、 Ge、 Le及L的改变量与治疗次数增加或治疗效果的相关性， 网络属性差异越显著， 神经功能障碍症状改善越大， 。

11、网络属性差异存在听觉区域与感觉区 域的短连接以及听觉区域与情感区域的长连接， 说明该异常响应的差异模式可能与耳鸣及 神经功能障碍引起的神经疲惫、 注意力衰弱， 感觉障碍及焦虑和抑郁有关， 通过神经网络属 性分析， 可以将声学刺激治疗与电脉冲治疗和认知行为心理治疗有机联系起来系统性评估 治疗效果， 而网络相关Coh差异反映出脑区之间的网络空间拓扑差异， 即关联活跃程度的强 弱差别， 可以帮助评估不同治疗方案的效果， 以及多次治疗后的效果； G、 相对于功率谱的分析， 网络相干及网络属性体现同一脑区和/或不同脑区之间的总 体差异， 更能反映各生理和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记忆和/或注意及。

12、意识和/或 感觉运动脑功能区之间的连接强度即脑区异常活动改变量， 进一步揭示了耳鸣神经功能障 碍的产生是一种生理和认知行为心理相互作用的综合发病机制， 为治疗提供了相对可靠的 评估标准参数， 进而指导编写治疗效果跟踪评估和预测的定性定量算法， 根据功率谱PSD改 变量、 功率普多个波峰或波谷所对应的PSD与频率的关联、 网络相干Coh差异以及网络属性 Clu、 Ge、 Le和L改变量， 综合系统评估声学刺激和经颅电脉冲刺激及认知行为心理三种治疗 方案的分别或联合实施的疗效差异、 多疗程治疗效果及进展， 或设置治疗目标和评估标准， 预测需要疗程数或治疗次数， 根据期望治疗效果而调控优化后续治疗方。

13、案的参数和使用一 种或多种治疗方案混合的方法， 将这种结合脑电客观检测分析反馈方法稍作简化， 即可用 于神经功能障碍的体检和/或筛查和/或预测， 根据相对于健康状态的上述神经功能状态的 差异或变化， 做出神经功能障碍的早期预警， 求医问诊和/或采取积极预防措施； H、 通过大样本量患者临床治疗， 建立大数据库， 进行数据深度挖掘， 并做人工智能AI分 析， 获得更具普遍意义的与神经功能障碍特征分类相关的疗效评估方法和指标； I、 通过包括但不限于神经网络计算机数值模拟建模与分析和/或功能核磁影像fMRI 和/或动物实验手段， 对声电刺激神经调控治疗前后的脑功能区神经活动及其变化、 疗效评 权利。

14、要求书 2/4 页 3 CN 111477299 A 3 估进行辅助验证。 5.根据权利要求1所述的结合脑电EEG客观检测分析反馈控制的无创神经调控和/或神 经功能障碍筛查和/或预测方法， 其特征在于， 应用于定性定量地指导和优化神经功能障碍 的诊疗和/或体检和/或筛查和/或监测和/或预测， 包括但不限于耳鸣、 耳聋、 睡眠障碍、 焦 虑、 抑郁、 眩晕、 耳闷耳堵、 神经性头痛、 精神疲劳、 癫痫、 阿尔茨海默症和帕金森症。 6.一种结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 其特征在于， 包括 但不限于： 脑电检测和信号处理及分析系统、 智能诊疗控制系统、 声学刺激治疗系统、 经。

15、颅 电脉冲刺激治疗系统和认知行为心理治疗系统， 所述脑电检测和信号处理及分析系统包括 但不限于脑电电极阵列模块、 脑电放大器模块、 脑电信号分析模块、 脑电设备控制模块、 显 示器模块与电源模块， 所述智能诊疗控制系统包括但不限于声学信号跟随脑电信号变化控 制模块、 电脉冲信号跟随脑电信号变化控制模块及认知心理治疗方案跟随脑电信号变化控 制模块， 所述智能诊疗控制系统通过各控制模块共享或独立的治疗反馈定性定量分析智能 脑电算法嵌入软件， 手动或自动实现对各相应治疗方案参数和/或治疗方案使用方法的调 整和优化， 所述声学刺激治疗系统包括但不限于生理声学检测模块、 声学刺激治疗方案制 作模块、 声。

16、学刺激治疗模块和声学刺激治疗显示屏模块， 所述经颅电脉冲刺激治疗系统包 括但不限于电脉冲信号发生器模块及电脉冲治疗电极阵列模块， 所述认知行为心理治疗系 统包括但不限于问诊量表模块、 认知行为心理治疗模块及认知行为心理治疗显示屏模块， 所述结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置采用一体化装置或分离式 装置或可穿戴式装置， 各系统模块独立或共享显示屏和/或电源。 7.根据权利要求6所述的结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 其特征在于， 简化成为可穿戴设备， 包括但不限于可穿戴脑电检测和分析系统、 认知行为心 理治疗系统、 基于脑电分析反馈的远程医疗系统及与之有线或无。

17、线相连的智能手机或平板 电脑， 将脑电分析反馈和评估写成APP植入智能手机或平板电脑， 即可用于神经功能障碍体 检和/或筛查和/或监测和/或预测， 做出早期预警， 求医问诊和/或采取积极预防措施， 认知 行为心理治疗系统通过APP植入智能手机或手持平板， 用于指导可穿戴设备使用者选择和 实施预设在APP里的认知行为心理培训和/或教育和/或咨询和/或治疗方案， 同时， APP还将 可穿戴设备使用者与远程专家通过无线网络相连接， 提供远程操控和/或专业咨询服务， 开 展双向交流。 8.根据权利要求6所述的结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 其特征在于， 通过声学刺激治疗系统进行单。

18、侧或双侧耳的生理声学检测， 包括但不限于听 力、 睡眠、 焦虑、 抑郁、 精力集中测试或问卷， 以及耳鸣声匹配， 加上背景自然声， 制定波幅或 相角或波幅相角混合的复合声学调控方案， 对于非耳源性神经功能障碍， 通过脑电检测和 分析的结果反馈指导制定复合声学调控方案， 声学调控方案在声学刺激治疗方案制定模块 里相应的电信号通过声学刺激治疗模块里的耳机转化为声波信号并输入耳道， 振动鼓膜和 耳蜗， 带动耳蜗内毛细胞波动而产生电刺激信号， 通过听觉通路进入大脑中枢系统的生理 和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记忆和/或注意及意识和/或感觉运动功能区， 带动或 激活神经元电兴奋性和产生放大的电刺激。

19、信号， 并将脑功能区杂乱障碍信号去同步化， 重 塑脑神经网络， 让各个脑功能区的神经恢复正常工作状态， 声学刺激治疗系统可调参数包 括但不限于听力阈值、 频率、 波幅、 相角、 波峰削尖、 波谷填补、 波延迟、 敲缺口、 背景噪声和/ 权利要求书 3/4 页 4 CN 111477299 A 4 或自然声， 根据脑电客观检测和评估治疗效果， 通过智能诊疗控制系统定性定量算法嵌入 软件， 手动或自动调整和优化声学刺激治疗方案选择及治疗方案参数， 增强治疗效果和加 快康复， 根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程数。 9.根据权利要求6所述的结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 其。

20、特征在于， 所述经颅电脉冲刺激治疗系统的电脉冲信号发生器模块发出电脉冲信号， 通 过置于相关脑功能区皮层的电脉冲治疗电极阵列模块， 释放电脉冲刺激颅内皮层神经系 统， 达到缓解神经功能障碍症状的目的， 电刺激治疗方案参数包括但不限于脉冲频率、 脉冲 波形、 脉冲波幅、 脉冲宽度、 脉冲延迟、 启动顺序、 时长、 休息间隔、 重复次数， 根据脑电客观 检测和评估治疗效果， 反馈并指导手动或自动调整和优化电刺激治疗方案参数， 通过智能 诊疗控制系统定性定量算法嵌入软件， 制定包括但不限于调幅和/或调频的电脉冲刺激方 案， 增强治疗效果和加快康复， 根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程数。 10.。

21、根据权利要求6所述的结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 其特征在于， 认知行为心理治疗系统通过认知行为心理问诊量表， 制定初步的认知行为心 理咨询和/或教育和/或训练计划， 可以独立进行或配合声电刺激治疗进行， 根据脑电客观 检测和评估治疗效果反馈， 通过智能诊疗控制系统定性定量算法嵌入软件， 手动或自动调 整和优化认知行为心理治疗方案， 包括但不限于专家咨询、 通过专家编制并储存于认知行 为心理治疗模块里的阅读资料和/或音频资料和/或视频资料进行咨询和/或培训和/或教 育， 增强治疗效果和加快康复， 根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程数。 权利要求书 4/4 页 5 C。

22、N 111477299 A 5 结合脑电检测分析控制的声电刺激神经调控方法及装置 技术领域 0001 本 发 明 涉 及 医 疗 技 术 领 域 ，特 别 是 涉 及 一 种 结 合 脑 电 E E G （electroencephalogram） 客观检测分析反馈控制的无创声电刺激神经调控方法 （noninvasive acoustic-electric stimulation neuromodulation therapy） 及装置。 背景技术 0002 脑神经功能障碍是脑神经系统发生病变而不能正常发挥其功能， 导致脑区神经活 跃度和/或脑区间交叉作用的降低和/或增强的变化和/或变化的规律。

23、出现异常。 神经功能 障碍 （neurological disorders or dysfunctions） 是排名在癌症、 心脑血管之后的老年性 第三大慢性疾病， 涉及到多个生理和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记忆和/或注意及 意识和/或感觉运动脑功能区的客观神经电生理 （neuroelectrophysiology） 状态、 主观心 理感知和主观心灵精神活跃的关联和交叉作用， 以及神经功能的代偿和失代偿过程转换， 多伴随有认知行为心理 （cognitive behavior psychology） 障碍， 是传统的疑难杂症， 临床 上出现相应的神经损害的症状和体征， 包括但不限于耳鸣、。

24、 耳聋、 睡眠障碍、 焦虑、 抑郁、 眩 晕、 耳闷耳堵、 神经性头痛、 精神疲劳、 阿尔茨海默症 （痴呆） 、 帕金森症等。 约80%的65岁及以 上的老年人至少患有一种以上的神经功能障碍疾病。 神经调控治疗是有针对性地将刺激物 传递到身体特定的神经部位， 主动刺激靶区神经产生自然的生物反应或控制神经递质的生 理水平而改变神经活动。 0003 其中， 耳鸣是累及或不累及听觉系统的许多疾病不同病理异常和变化的结果， 病 因复杂， 机制不清， 主要表现为无相应的外界声源或电刺激， 而主观上在耳内或颅内有声音 感觉， 出现在单耳或双耳， 耳鸣声多为连续或非连续的、 音量通常不超过听力阈值20分贝的。

25、 有变化旋律或音调和音色的复合音或噪声。 耳鸣会引起患者产生烦躁、 焦虑、 紧张、 害怕或 者抑郁的情绪或负面反应， 而不良的情绪状态可加重耳鸣， 造成耳鸣与不良情绪之间的恶 性循环， 心理因素在耳鸣发病和发展的过程中发挥了重要作用。 目前， 耳鸣的治疗缺乏特效 药物， 声学刺激治疗 （acoustic stimulation therapy） 、 经颅电脉冲刺激治疗 （transcranial electrical pulse stimulation therapy） 和认知行为心理治疗逐渐被临 床采用： 1、 声音治疗的应用比较广泛， 比如各种耳鸣治疗仪， 申请号为201810011553。

26、.5的专利 申请中公开了一种助听器的验配方法， 通过生物体声学刺激装置向受试者发出声学刺激信 号并通过受试者的反应获得FPT数据； 将FPT数据导入至计算机， 并通过在计算机中运行的 声学测试模块为FPT数据基于预设的校验算法对FPT数据进行修正； 将生物体声学刺激装置 与计算机建立连接后， 将修正后的FPT数据发送至生物体声学刺激装置， 以通过生物体声学 刺激装置中的DSP芯片对向受试者发出的声学刺激信号调整至受试者舒适的状态， 通过受 试者的主观感受进行治疗效果的评估； 2、 电脉冲刺激治疗， 申请号为201420311215.0的实用新型专利公开了一种治疗耳鸣的 电声刺激器， 利用计算机。

27、储存有治疗耳鸣的电脉冲参数， 可根据患者所选择的模式产生不 说明书 1/15 页 6 CN 111477299 A 6 同波形的电脉冲， 并通过有创电针刺激装置输出电刺激， 进行耳鸣的治疗， 通过患者的主观 感受进行治疗效果的评估； 3、 认知行为心理治疗， 耳鸣通常引起的主观感觉不同于自然界中的声音， 患者对耳鸣 的出现产生不理解、 疑虑或恐惧等不佳心理反应。 耳鸣伴随有认知心理问题， 是认知行为心 理疗法对耳鸣治疗的良好适应症， 因为认知行为心理疗法使用了松弛， 思维认知结构调整 和矫正适应不良 行为等方式 ， 从而使耳鸣患者达到心理治疗的目的。 申请号为 201910861100.6的专。

28、利申请中， 公开了一种基于共享云计算平台的耳鸣耳聋检测验配及治 疗系统， 包括： 线上云计算平台和线下多个智能终端， 所述云计算平台包括云端服务器及与 之连接的助听器验配编程器模块， 所述云端服务器内设置有专家或智能机器人远程技术支 持、 操作和监管模块、 大数据模块、 听力测试模块、 验配编程软件模块、 耳鸣生理声学检测及 个性化声治疗方案制作模块和耳鸣声治疗及认知行为心理治疗方案库模块。 所述耳鸣声治 疗及认知行为心理治疗方案库模块中存储有个性化专属耳鸣声音治疗方案、 共享可调通用 性耳鸣声治疗方案及认知行为心理治疗方案， 根据所述听力测试模块和耳鸣生理声学检测 模块的结果制定个性化耳鸣声。

29、治疗方案及认知行为心理治疗方案， 进行耳鸣的治疗， 仍然 通过患者的主观感受进行治疗效果的评估。 0004 实际上， 由于缺乏针对性的药物以及药物安全问题， 脑神经理疗或无创神经调控 治疗是目前治疗神经功能障碍的安全有效的重要物理治疗手段， 所采用的物理因子包括但 不限于声、 光、 电、 磁、 核子射线、 热、 冷等。 但目前神经功能障碍的检测和治疗评估都是主观 性的， 市场上需要一种基于客观检测的神经调控的诊断、 治疗和评估技术， 强化客观生理、 主观心理和主观心灵的综合系统诊疗手段， 让诊疗过程和治疗效果评估客观化、 数量化、 可 视化、 规范化和智能化， 指导定性定量调整诊疗方案及方案参。

30、数达到预期诊疗效果， 客观量 化评估治疗效果和预测多疗程发展趋势， 增强医患信心， 提高临床服务依从性。 发明内容 0005 本发明主要解决的技术问题是提供一种结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激 神经调控方法及装置， 提升诊疗过程和治疗效果评估的客观化、 数量化、 可视化、 规范化和 智能化， 反馈并指导定性定量调整优化诊疗方案及方案参数达到预期诊疗效果， 实现客观 量化评估治疗效果和预测多疗程发展趋势。 0006 为解决上述技术问题， 本发明采用的一个技术方案是： 提供一种结合脑电EEG客观 检测分析反馈控制的无创神经调控方法， 包括： 对人体在无创声学刺激 （acoustic stimul。

31、ation）和/或经颅电脉冲刺激 （transcranial electrical pulse stimulation） 和/或认知行为心理治疗 （cognitive behavior psychotherapy） 前、 中、 后进行对应生理和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记 忆和/或注意及意识和/或感觉运动多个脑功能区的脑皮层 （cortex） 脑电检测、 信号采集； 通过脑电信号解码分析反馈， 获得治疗效果与治疗次数与声电刺激治疗参数和/或认 知行为心理治疗方法相关联的脑电特征参数 （EEG eigenvalue） ， 所述脑电特征参数包括脑 电功率谱 （PSD, power spec。

32、tra density） 、 脑电神经网络空间拓扑 （neurological network special topology） 以及相关网络统计属性参数 （network statistics attribute parameters） 及评估指标； 说明书 2/15 页 7 CN 111477299 A 7 通过对脑电特征参数的客观分析， 反馈并指导制定多疗程或多次神经调控治疗效果的 跟踪评估和预测方法， 根据期望治疗效果而定性定量地调控和优化后续治疗方案实施和方 案参数选择的方法， 根据体检或筛查或监测脑电特征参数的客观分析反馈， 建立脑电特征 参数和神经功能状态的关联模型， 定性定量。

33、地评估和预测神经功能状态， 进行早期预警； 通过神经网络计算机数值模拟建模与分析、 功能核磁影像fMRI、 动物实验等手段进行 辅助验证。 0007 在本发明一个较佳实施例中， 神经功能障碍患者发病涉及到生理和/或听觉和/或 心理和/或情感和/或记忆和/或注意及意识和/或感觉运动多个脑功能区以及多个脑功能 区间的相互作用， 在声学刺激和/或经颅电脉冲刺激和/或认知心理治疗等干预后， 相关脑 电信号会发生变化， 对应大脑神经网络发生重塑变化 （remodeling of brain neural network） 。 因此， 通过对应多个脑功能区皮层的脑电信号采集， 提取相应的脑电时空、 网络 。

34、特征， 进行解码分析， 可以对神经功能障碍患者的疾病进行客观定性定量地评估和预测。 本 项目中， 脑电信号可以通过在主要脑功能区安置总数不少于2导联的干或湿的脑电极阵列 获得， 电极信号传输及放大器信号采集参数为： 采样位数不小于10bits、 输入阻抗应达到G 级别、 等效最小输入噪声不应大于10 V、 数据传输速率不低于1Mbps、 信号幅值范围不超 过200 V。 0008 在本发明一个较佳实施例中， 从原始记录的脑电信号中获取与神经功能调控相关 的成分信息， 通过特征向量 （eigenvectors） 来描述任务相关成分， 采用机器学习算法 （machine learning algo。

35、rithm） 来分类不同任务相关的特征向量， 实现从脑电信号中解码 不同脑区活动状态， 获得与患者神经功能障碍临床指标 （比如耳鸣致残量表、 睡眠量表、 焦 虑量表、 抑郁量表等） 密切关联的脑电成分。 解码的精度取决于特征算法所提取的特征能多 大程度地代表相关的任务， 以及分类算法能多准确地区分不同任务的类别， 脑电信号解码 分析包括但不限于下述步骤： A、 脑电信号预处理： 通过包括但不限于信号滤波筛选、 去噪丢弃、 去除眼电 （eye movement and blink artifacts） 和肌电 （electromyography） 伪迹、 主成分分析、 信号重 构， 获得高质量的。

36、脑电信号， 特别是包括但不限于delta、 theta、 alpha、 beta和gamma波段的 信号； B、 脑电信号特征提取： 通过包括但不限于进行脑电网络重构和多维度离散小波变换 （multidimensional discrete wavelet transform） 等分析， 最大化提取脑电信号的各种 特征信息， 并对其进行特征分析， 为诊断和治疗评估提供更多、 更准确、 更综合及更全面的 信息； C、 脑电信号特征识别与特征参数分类： 采用包括但不限于脑神经网络拓扑、 脑电时空 信息 （包括幅值、 能量等） 等作为特征， 采用深度神经元网络、 长短时网络、 支持向量机 （supp。

37、ort vector machine） 、 神经网络等进行特征识别和分类， 获得脑电特征参数， 包括但 不限于： 把目标脑电电极所在脑区的信号幅度随时间变化的脑电波转换为脑电功率随频率 变化的功率谱PSD， 并通过网络分析获得脑电的网络拓扑结构以及相关的包括Coh-网络相 干、 Clu-聚类系数、 L-特征路径长度、 Ge-全局效率以及Le-局部效率等网络统计数值， 通过 纵向对比多次治疗后相同状态和脑区的脑电检测和信号解码分析， 获得对神经功能障碍调 控具有较好敏感度和关联性的脑电特征参数， 从而更直观和可量化地观察和理解脑区神经 说明书 3/15 页 8 CN 111477299 A 8 。

38、活跃度变化和不同脑区关联度变化， 从而评估治疗效果和多个脑区之间的神经异常活跃度 关联作用。 0009 D、 通过脑电信号解码分析反馈获得神经功能障碍患者与健康人， 以及同一患者， 在每一次治疗前和/或治疗中和/或治疗后获得的包括但不限于delta波段和/或theta波段 和/或alpha波段和/或beta波段和/或gamma波段脑电信号解码分析结果， 在多次治疗前后 的相同脑区获得功率谱平均值PSD和/或各个脑区及脑区相互间的网络统计属性 （Clu-聚类 系数、 L-特征路径长度、 Ge-全局效率、 Le-局部效率） 和/或神经网络拓扑属性或网络相关 Coh及其变化值， 可以用作治疗效果评估。

39、指标； E、 患者与健康人的功率谱PSD值及其特征值在相关频率或者全部频率范围内的对比， 同一患者的功率谱PSD改变量与治疗次数增加或治疗效果提高的相关性评估， 以及功率普 波峰或波谷所对应的一个或多个频率所体现的脑区神经异常活动； 功率谱改变量越大， 对 应脑区神经异常活动变化越明显， 即神经功能障碍治疗效果越显著； F、 同一患者的网络属性Clu、 Ge、 Le及L的改变量与治疗次数增加或治疗效果的相关性， 网络属性差异越显著， 神经功能障碍症状改善越大， 网络属性差异存在听觉区域与感觉区 域的短连接以及听觉区域与情感区域的长连接， 说明该异常响应的差异模式可能与耳鸣及 神经功能障碍引起的。

40、神经疲惫、 注意力衰弱， 感觉障碍及焦虑和抑郁有关， 通过神经网络属 性分析， 可以将声学刺激治疗与电脉冲治疗和认知行为心理治疗有机联系起来系统性评估 治疗效果， 而网络相关Coh差异反映出脑区之间的网络空间拓扑差异， 即关联活跃程度的强 弱差别， 可以帮助评估不同治疗方案的效果， 以及多次治疗后的效果； G、 相对于功率谱的分析， 网络相干及网络属性体现同一脑区和/或不同脑区之间的总 体差异， 更能反映各生理和/或听觉和/或心理和/或情感和/或记忆和/或注意及意识和/或 感觉运动脑功能区之间的连接强度即脑区异常活动改变量， 进一步揭示了耳鸣神经功能障 碍的产生是一种生理和认知行为心理相互作用。

41、的综合发病机制， 为治疗提供了相对可靠的 评估标准参数， 进而指导编写治疗效果跟踪评估和预测的定性定量算法， 根据功率谱PSD改 变量、 功率普多个波峰或波谷所对应的PSD与频率的关联、 网络相干Coh差异以及网络属性 Clu、 Ge、 Le和L改变量， 综合系统评估声学刺激和经颅电脉冲刺激及认知行为心理三种治疗 方案的分别或联合实施的疗效差异、 多疗程治疗效果及进展， 或设置治疗目标和评估标准， 预测需要疗程数或治疗次数， 根据期望治疗效果而调控优化后续治疗方案的参数和使用一 种或多种治疗方案混合的方法， 将这种结合脑电客观检测分析反馈方法稍作简化， 即可用 于神经功能障碍的体检和/或筛查和。

42、/或预测， 根据相对于健康状态的上述神经功能状态的 差异或变化， 做出神经功能障碍的早期预警， 求医问诊和/或采取积极预防措施； H、 通过大样本量患者临床治疗， 建立大数据库， 进行数据深度挖掘， 并做人工智能AI分 析， 获得更具普遍意义的与神经功能障碍特征分类相关的疗效评估方法和指标； I、 通过神经网络计算机数值模拟建模与分析和/或功能核磁影像fMRI和/或动物实验 等手段， 对声电刺激神经调控治疗前后的脑功能区神经活动及其变化、 疗效评估等进行辅 助验证。 0010 在本发明一个较佳实施例中， 应用于定性定量地指导和优化神经功能障碍的诊疗 和/或体检和/或筛查和/或监测和/或预测， 。

43、脑神经功能障碍是脑神经系统发生病变而不能 正常发挥其功能， 导致脑区神经活跃度和/或脑区间交叉作用的降低和/或增强的变化和/ 说明书 4/15 页 9 CN 111477299 A 9 或变化的规律出现异常， 临床上出现相应的神经损害的症状和体征， 包括但不限于耳鸣、 耳 聋、 睡眠障碍、 焦虑、 抑郁、 眩晕、 耳闷耳堵、 神经性头痛、 精神疲劳、 癫痫、 阿尔茨海默症和帕 金森症。 0011 为解决上述技术问题， 本发明采用的另一个技术方案是： 提供一种结合脑电检测 分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置， 包括但不限于： 脑电检测和信号处理及分析 系统、 智能诊疗控制系统、 声学刺激治疗。

44、系统、 经颅电脉冲刺激治疗系统和认知行为心理治 疗系统， 所述脑电检测和信号处理及分析系统包括但不限于脑电电极阵列模块、 脑电放大 器模块、 脑电信号分析模块、 脑电设备控制模块、 显示器模块与电源模块， 所述智能诊疗控 制系统包括但不限于声学信号跟随脑电信号变化控制模块、 电脉冲信号跟随脑电信号变化 控制模块及认知心理治疗方案跟随脑电信号变化控制模块， 所述智能诊疗控制系统通过各 控制模块共享或独立的治疗反馈定性定量分析智能脑电算法嵌入软件， 手动或自动实现对 各相应治疗方案参数和/或治疗方案使用方法的调整和优化， 所述声学刺激治疗系统包括 但不限于生理声学检测 （psychoacousti。

45、c testing） 模块、 声学刺激治疗方案制作模块、 声 学刺激治疗模块和声学刺激治疗显示屏模块， 所述经颅电脉冲刺激治疗系统包括但不限于 电脉冲信号发生器模块及电脉冲治疗电极阵列模块， 所述认知行为心理治疗系统包括但不 限于问诊量表模块、 认知行为心理治疗模块及认知行为心理治疗显示屏模块， 所述结合脑 电检测分析反馈控制的声电刺激神经调控诊疗装置采用一体化装置或分离式装置或可穿 戴式装置， 各系统模块独立或共享显示屏和/或电源。 0012 在本发明一个较佳实施例中， 简化成为可穿戴设备， 包括但不限于可穿戴脑电检 测和分析系统、 认知行为心理治疗系统、 基于脑电分析反馈的远程医疗系统及与。

46、之有线或 无线相连的智能手机或平板电脑， 将脑电分析反馈和评估写成APP植入智能手机或平板电 脑， 即可用于神经功能障碍体检和/或筛查和/或监测和/或预测， 做出早期预警， 求医问诊 和/或采取积极预防措施； 认知行为心理治疗系统通过APP植入智能手机或手持平板， 用于 指导可穿戴设备使用者选择和实施预设在APP里的认知行为心理培训和/或教育和/或咨询 和/或治疗方案， 同时， APP还将可穿戴设备使用者与远程专家通过无线网络相连接， 提供远 程操控和/或专业咨询服务， 开展双向交流。 0013 在本发明一个较佳实施例中， 通过声学刺激治疗系统进行单侧或双侧耳的生理声 学检测， 包括但不限于听。

47、力、 睡眠、 焦虑、 抑郁、 精力集中测试或问卷， 以及耳鸣声匹配， 加上 背景自然声， 制定波幅或相角或波幅相角混合的复合声学调控方案 （composite acoustic modulation therapy） ； 对于非耳源性神经功能障碍， 主要根据脑电检测和分析的结果， 指 导选择输入参数和制定复合声学调控方案； 声学调控方案在声学刺激治疗方案制定模块里 相应的电信号通过声学刺激治疗模块里的耳机转化为声波信号并输入耳道， 振动鼓膜和耳 蜗， 带动耳蜗内毛细胞波动而产生电刺激信号， 通过听觉通路进入大脑中枢系统及相连的 丘脑、 海马等脑功能区， 带动或激活神经元电兴奋性， 进一步放大的。

48、电信号将神经功能障碍 杂乱信号去同步化， 重塑脑神经网络， 让各个脑功能区的神经恢复正常工作状态； 声学刺激 治疗系统可调参数包括但不限于听力阈值、 频率、 波幅、 相角、 波峰削尖、 波谷填补、 波延迟、 敲缺口、 背景噪声和/或自然声， 根据脑电客观检测和评估治疗效果， 通过智能诊疗控制系 统定性定量算法嵌入软件， 手动或自动调整和优化声学刺激治疗方案选择及治疗方案参 数， 达到增强治疗效果和加快康复的目的， 或根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程 说明书 5/15 页 10 CN 111477299 A 10 数。 0014 在本发明一个较佳实施例中， 所述经颅电脉冲刺激治疗系统的电脉。

49、冲信号发生器 模块发出电脉冲信号， 通过置于相关脑功能区体表的电脉冲治疗电极阵列模块， 释放电脉 冲经头颅刺激皮层或神经系统， 达到缓解神经功能障碍症状的目的； 电刺激治疗方案参数 包括但不限于脉冲频率、 脉冲波形、 脉冲波幅、 脉冲宽度、 脉冲延迟、 启动顺序、 时长、 休息间 隔、 重复次数； 根据脑电客观检测和评估治疗效果， 通过智能诊疗控制系统定性定量算法嵌 入软件， 手动或自动调整和优化电刺激治疗方案参数， 制定调幅和/或调频的经颅电刺激方 案， 达到增强治疗效果和加快康复的目的， 或根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程 数。 在本发明一个较佳实施例中， 认知行为心理治疗系统通过认。

50、知行为心理问诊量表， 制 定初步的认知行为心理咨询和/或教育和/或训练计划， 可以独立进行或配合声电刺激治疗 进行； 根据脑电客观检测和评估治疗效果， 通过智能诊疗控制系统定性定量算法嵌入软件， 手动或自动调整和优化认知行为心理治疗方案， 包括但不限于专家咨询、 通过专家编制并 储存于认知行为心理治疗模块里的阅读资料和/或音频资料和/或视频资料进行咨询和/或 培训和/或教育， 增强治疗效果和加快康复， 根据期望治疗效果预测需要治疗次数或疗程 数。 0015 本发明的有益效果是： 本发明提出的一种结合脑电检测分析反馈控制的声电刺激 神经调控方法及装置， 通过人体在声学刺激和/或电脉冲刺激和/或认。

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网址: 结合脑电检测分析控制的声电刺激神经调控方法及装置.pdf https://www.trfsz.com/newsview633030.html