一种经颅电刺激电极脱落监测警报装置及应用的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种经颅电刺激时电极脱落的监测警报装置及应用。

背景技术：

经颅电刺激(transcranialelectricalstimulation，tes)是一种非侵入式神经调控技术，使用电极在大脑头皮表面向特定脑区施加低强度的微量电流，进而实现对大脑皮层神经活动的调节。tes根据刺激电流类型的不同，可分为经颅直流电刺激(transcranialdirectcurrentstimulation，tdcs)、经颅交流电刺激(transcranialalternatingcurrentstimulation，tacs)、经颅脉冲电刺激(transcranialpulsecurrentstimulation，tpcs)等等，tes在精神和神经类疾病治疗、中风康复、认知学习能力提升等领域都有广泛的应用。

经颅电刺激器使用过程中需要把刺激电极固定在目标脑区对应的头皮区域，刺激电极与人体头皮是否正确连接，直接影响到经颅电刺激设备的正常工作和治疗效果，实际使用过程中容易出现电极脱落的现象。

而传统经颅电刺激器有一部分不具备电极脱落监测警报功能，一部分仪器能在直流电刺激模式下能做出电极脱落警报，但却不能指示具体是哪个电极脱落。这些实际问题导致了经颅电刺激器在实际使用过程中的安全性与便捷性较低。

因此，开发在经颅电刺激器中加入电极脱落监测警报装置具有积极的实际意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种经颅电刺激电极脱落监测警报装置，由信号采集模块、检测判断模块、警报模块组成。所述信号采集模块与检测判断模块连接，检测判断模块与警报模块连接。

所述信号采集模块与经颅电刺激器的输出电极通道相连，用于采集经颅电刺激器各个通道的输出电流有效值和输出点的单点端电压有效值。

所述检测判断模块根据信号采集模块传输过来的数据，实时检测判断每个刺激通道上的电极是否脱落并发出警报信号至警报模块。

所述警报模块用于指示电极脱落，可采用指示灯、蜂鸣器、显示器等指示方式。

本发明的另一个目的是提供所述的监测警报装置在检测电极脱落中的应用，通过以下步骤实现：

步骤一：将装置的信号采集模块与经颅电刺激器的输出电极通道相连。

步骤二：信号采集模块获取所连接电极通道的输出电流有效值和输出点的单点端电压有效值。

步骤三：如果单点端电压有效值高于端电压判断阈值或输出电流有效值低于电流判断阈值，检测判断模块则直接判定电极脱落，如果上述情况不满足，则进行步骤四继续判断。

步骤四：将接入装置的各个刺激电极的单点端电压有效值减去参考电压，除以各通道的输出电流有效值即可得到每个刺激电极的虚拟接触阻抗，若通道电极的虚拟接触阻抗高于脱落阻抗阈值，检测判断模块判断该通道输出电极脱落，反之则电极未脱落。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：(1)可实时地在多种刺激模式下实时检测各通道的电极脱落情况并及时警报；(2)提高了经颅电刺激器使用过程中的安全性和便捷性。本发明装置设计合理，制备简便，成本低，并能实时检测每个电极是否脱落并在脱落的情况下及时发出警报，解决目前经颅电刺激器存在的电极脱落的监测警报问题。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的经颅电刺激电极脱落监测警报装置结构示意图。

图2为本发明一种实施方式的经颅电刺激电极脱落检测方法的方法流程图。

具体实施方式

本发明结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

参见图1，本发明一个实例的一种经颅电刺激电极脱落监测警报装置，由信号采集模块1、检测判断模块2、警报模块3组成，所述信号采集模块1与检测判断模块2连接，检测判断模块2与警报模块3连接。

所述信号采集模块1与经颅电刺激器(此处刺激器可选用sorterix公司的1*1tes电刺激器)的输出电极通道相连，用于采集经颅电刺激器各个通道的输出电流有效值和输出点的单点端电压有效值。

所述检测判断模块2根据信号采集模块传输过来的数据，实时检测判断每个刺激通道上的电极是否脱落并发出警报信号至警报模块3。

所述警报模块3用于指示电极脱落，可采用指示灯、蜂鸣器、显示器等指示方式。

实施例2

参见图2，为本发明一个实例的经颅电刺激电极脱落检测方法,包括一下步骤：

s1：将装置的信号采集模块1与经颅电刺激器的输出电极通道相连。

s2：信号采集模块1通过一个精度0.1％，阻值10欧姆的精密电阻串入输出电极通道中，通过对该小阻值的精密电阻进行电压采样的方式可转换获得输出电流值，再通过真有效值数值处理方法得到电极输出电流有效值ia，将电极输出点接入一个电阻衰减网络，通过测量衰减后的电压值可得到端电压的值，再通过真有效值数值处理方法得到单点端电压有效值ua。

s3：如果单点端电压有效值ua高于端电压判断阈值ue或输出电流有效值ia低于电流判断阈值ie，检测判断模块2则直接判定电极脱落，如果上述情况不满足，则进行下一步继续判断。

s4：将接入装置的刺激电极的单点端电压有效值ua减去参考电压uf，除以各通道的输出电流有效值ia即可得到每个刺激电极的虚拟接触阻抗ra，若通道电极的虚拟接触阻抗ra高于脱落阻抗阈值re，检测判断模块2判断该通道输出电极脱落，反之则电极未脱落。

本发明装置的工作过程说明如下,将装置的信号采集模块1与经颅电刺激器的输出电极通道相连，信号采集模块1通过一个小阻值的精密电阻串入输出电极通道中，通过对该小阻值的精密电阻进行电压采样的方式可转换获得输出电流值，再通过真有效值数值处理方法得到电极输出电流有效值，将电极输出点接入一个电阻衰减网络，通过测量衰减后的电压值可得到端电压的值，再通过真有效值数值处理方法得到单点端电压有效值,如果单点端电压有效值高于端电压判断阈值或输出电流有效值低于电流判断阈值，检测判断模块2则直接判定电极脱落，如果上述情况不满足，则继续进行判断,将接入装置的刺激电极的单点端电压有效值减去参考电压，除以各通道的输出电流有效值即可得到每个刺激电极的虚拟接触阻抗，若通道电极的虚拟接触阻抗高于脱落阻抗阈值，检测判断模块2判断该通道输出电极脱落，反之则电极未脱落。

技术特征：

技术总结
本发明提供一种经颅电刺激电极脱落监测警报装置及应用，由信号采集模块、检测判断模块、警报模块组成，所述信号采集模块与检测判断模块连接，检测判断模块与警报模块连接。本发明装置设计合理，制备简便，成本低，并能实时检测每个电极是否脱落并在脱落的情况下及时发出警报，解决目前经颅电刺激器存在的电极脱落的监测警报问题，提高了经颅电刺激器使用过程中的安全性和便捷性。

技术研发人员：王敏敏;关浩男;张韶岷;张建民
受保护的技术使用者：浙江大学
技术研发日：2019.03.06
技术公布日：2019.06.18