一种基于脑波反馈的失眠治疗仪的制作方法

本发明涉及医疗仪器技术领域，具体涉及一种基于脑波反馈的失眠治疗仪。

背景技术：

根据世界卫生组织调查，全世界范围内约有三分之一的人存在失眠症状或睡眠功能障碍。据目前统计，我国睡眠障碍患者约有3亿，睡眠不良者竟高达5亿人。

睡眠问题会导致神经-内分泌紊乱，使人产生抑郁、焦虑、紧张等情绪；有睡眠问题的人群患心脏病的风险会比正常人高2到3倍，睡眠问题可诱发高血压、糖尿病等疾病，长期失眠的人死亡率更高。失眠导致身体免疫力下降，对各种疾病的抵抗力减弱；失眠引起记忆力减退、头痛；经常失眠会使人过早衰老、缩短寿命；儿童睡眠障碍会影响身体的生长发育、长不高、智力差；失眠亦是导致自杀倾向的危险因素。

正常的睡眠一般都包括从清醒到入睡，从浅睡到深睡的过程。在此过程中，脑电波呈现出明显的规律性。这种规律性总结起来，就是：清醒兴奋状态下，脑电波以低幅的β波为主，频率范围在14～30hz；安静放松时，脑电波以α波为主，频率范围8～13hz，幅度稍高；刚入睡时，进入浅度入眠时，脑电波中α波逐渐消失，出现θ波并逐渐变为以θ波为主，其频率范围范围为4～7hz；当睡眠逐渐加深，进入深度睡眠时，出现δ波，并逐渐变为以δ波为主，其频率范围为0.5～3hz。整个睡眠过程中，深度睡眠最为重要，其所占比例越大，时间越长，睡眠质量就越好，深度睡眠时大脑可以得到充分休息，恢复疲劳的效果最好。

目前，治疗失眠产品，主要采用药物治疗和各种“治疗”失眠的保健品。

而市场上的失眠治疗仪大都采用单一频率的波形，也就是无论用户处于何种睡眠状态，都是通过产生同一种波形来引导用户入眠，这种方式存在较多问题，比如，如果用户已经睡着了，却还在引导，有可能会重新唤醒用户，再比如，产生的波形可能对处于i期睡眠状态的用户有用，但是如果用户此时属于兴奋状态，该波形的引导效果就很小甚至没有效果。因此，市场上的失眠治疗仪并不能根据用户的睡眠状态进行针对性的引导。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于脑波反馈的失眠治疗仪，根据用户睡眠状态进行分析，可以对用户进行针对性的睡眠引导。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种基于脑波反馈的失眠治疗仪，其包括：

脑电采集模块，其用于周期性地采集脑电波；

波形发生器，其用于产生并输出用于经颅刺激的微电流；

存储模块，其用于存储多级以睡眠质量排序的睡眠状态信息，每级所述睡眠状态信息包括对应的脑电频谱；

中央处理器，其用于根据脑电采集模块采集的脑电波的脑电频谱判断当前睡眠状态，并根据当前睡眠状态发出指令以控制所述波形发生器发出较当前睡眠状态更优一级的睡眠状态的脑电频谱对应的微电流，或者，

若当前睡眠状态达到预设睡眠状态，则控制所述波形发生器停止输出微电流。

进一步地，在所有的睡眠状态中，除最差一级的睡眠状态外，余下各个睡眠状态均具有对应的微电流，且微电流的频谱、幅值与对应的睡眠状态的脑电波的脑电频谱、幅值分别匹配。

进一步地，多个级别的睡眠状态包括清醒兴奋状态、安静放松状态、浅度入眠状态和深度睡眠状态，且清醒兴奋状态、安静放松状态、浅度入眠状态和深度睡眠状态的脑电频率区间依次为[14，30]、[8，14)、[4，8)、[0.5，4)，单位为hz。

进一步地，所述脑电采集模块包括脑电采集单元和信号处理单元，所述脑电采集单元用于采集脑电模拟信号，所述信号处理单元用于接收脑电模拟信号、对脑电模拟信号进行预处理并将预处理后所得到的脑电波发送至中央处理器。

进一步地，所述信号处理单元包括依次连接的滤波器、前置放大器和模数转换器。

进一步地，所述预处理包括滤波、放大和模数转换。

进一步地，所述中央处理器配置有人机交互界面。

进一步地，所述人机交互界面包括可触控和/或配置有按键的显示器。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明脑电采集模块可以对用户的脑电波进行实时采集，可以更加准确的判断用户的睡眠状态，并以采集的脑电波作为引导基础，中央处理器可以及时地一级一级地调整波形发生器产生的引导微电流，因此，本发明能够充分考虑不同用户的差异以及用户在睡眠过程中不同的入眠状态，及时产生更加匹配用户当前的睡眠状态的微电流，做到对症下药，使用户在一级一级的调整中更加舒适和自然的进入睡眠状态，达到最佳的治疗效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于脑波反馈的失眠治疗仪示意图；

图2为本发明实施例提供的基于脑波反馈的失眠治疗仪工作流程图。

图中：1、脑电采集模块；10、脑电采集单元；11、信号处理单元；110、滤波器；111、前置放大器；112、模数转换器；2、波形发生器；3、中央处理器；4、存储模块。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

参见图1所示，本发明实施例提供了一种基于脑波反馈的失眠治疗仪，其包括脑电采集模块1、波形发生器2和中央处理器3和存储模块4。

其中，脑电采集单元10将采集到的脑电波通过导线引入治疗仪，经滤波放大之后，转换为数字信号；中央处理器3可以控制脑电采集模块1用于周期性地采集脑电波，用户可以根据实际情况，设置采集周期，比如，可以设置成5min，则脑电采集模块1每隔5min采集一次脑电波；

波形发生器2用于根据中央处理器3的指令产生并输出用于经颅刺激的微电流；

存储模块4用于存储多级睡眠状态信息，多级睡眠状态信息是以睡眠质量排序进行排序的，每级睡眠状态信息包括对应的脑电频谱，通过该脑电频谱可以反馈出用户所处的睡眠状态，也即各级睡眠状态是根据人脑脑电波的脑电频谱进行划分；人脑脑电波的脑电频谱为0.5～30hz，通常，将睡眠状态划分为四级，包括清醒兴奋状态、安静放松状态、浅度入眠状态和深度睡眠状态，且清醒兴奋状态、安静放松状态、浅度入眠状态和深度睡眠状态的脑电频谱依次为[14，30]、[8，14)、[4，8)、[0.5，4)，单位为hz。

当然了，根据实际需要，还可以将睡眠状态划分为六级或更多级。

中央处理器3用于根据脑电采集模块1采集的脑电波的脑电频谱与存储模块5上的各级脑电频谱进行比较，判断当前睡眠状态，并根据当前睡眠状态发出指令以控制波形发生器2发出较当前睡眠状态更优一级的睡眠状态的脑电频谱对应的微电流，以此一级一级地对用户进行引导，直至用户入眠，或者，若当前睡眠状态达到预设睡眠状态，则控制波形发生器停止输出微电流。

其中，上述预设睡眠状态根据实际需要，从存储模块5中存储的各级睡眠状态中进行选择，比如，按照上述将睡眠状态划分为四级，则预设睡眠状态可以选定为深度睡眠状态，再比如，若将深度睡眠状态的频率区间[0.5，4)再次划分为第一级[0.5，2)和第二级[2，4)，获得第一级深度睡眠状态和第二级深度睡眠状态，则预设睡眠状态可以选定为第一级深度睡眠状态，或者第二级深度睡眠状态。

本实施例中，较当前睡眠状态更优一级的睡眠状态的脑电频谱对应的微电流，可以理解为，该微电流的频谱、幅值与该更优一级的睡眠状态的脑电波的脑电频谱、幅值分别相匹配，从而将用户由当前睡眠状态引导至更优一级的睡眠状态。

因此，在所有的睡眠状态中，除最差一级的睡眠状态外，余下各个睡眠状态均具有对应的微电流，且微电流的频谱、幅值与对应的睡眠状态的脑电波的脑电频谱、幅值分别相匹配，从而能够顺利地将用户从最差一级的睡眠状态，一级一级地引导，直至处于最优一级的睡眠状态。

参见图1所示，由于脑电波信号比较微弱，而且额容易受到干扰，因此，为了排除干扰，将微弱的脑电波信号放大，本实施例中，脑电采集模块1包括脑电采集单元10和信号处理单元11，脑电采集单元10用于采集脑电模拟信号，信号处理单元11用于接收脑电模拟信号、对脑电模拟信号进行预处理并将预处理后所得到的脑电波发送至中央处理器。具体地，信号处理单元11主要包括依次连接的滤波器110、前置放大器111和模数转换器112，滤波器110对脑电模拟信号进行滤波，前置放大器111对经滤波之后的脑电模拟信号进行放大，模数转换器112将放大后的脑电模拟信号转换为数字信号形式的脑电波。预处理包括滤波、放大和模数转换。

参见图2所示，将睡眠状态划分为四级，包括清醒兴奋状态、安静放松状态、浅度入眠状态和深度睡眠状态，以此来详细说明工作原理：

s1：脑电采集模块1采集用户的脑电波；

s2：中央处理器3判断用户当前的睡眠状态是否是清醒兴奋状态；若是，进入s3；若否，进入s4；

s3：控制波形发生器2发出安静放松状态的脑电频谱对应的微电流，将用户朝安静放松状态引导，进入下一个采集周期后，返回s1；

s4：中央处理器3判断用户当前的睡眠状态是否是安静放松状态；若是，进入s5；若否，进入s6；

s5：控制波形发生器2发出浅度入眠状态的脑电频谱对应的微电流，将用户朝浅度入眠状态引导，进入下一个采集周期后，返回s1；

s6：中央处理器3判断用户当前的睡眠状态是否是浅度入眠状态；若是，进入s7；若否，进入s8；

s7：控制波形发生器2发出深度睡眠状态的脑电频谱对应的电微电流，将用户朝深度睡眠状态引导，进入下一个采集周期后，返回s1；

s8：中央处理器3判断用户当前的睡眠状态是深度睡眠状态(预设睡眠状态设定为深度睡眠状态)，则控制波形发生器2停止输出微电流。

本发明脑电采集模块可以对用户的脑电波进行实时采集，可以更加准确的判断用户的睡眠状态，并以采集的脑电波作为引导基础，中央处理器可以及时地一级一级地调整波形发生器产生的引导微电流，因此，本发明能够充分考虑不同用户的差异以及用户在睡眠过程中不同的入眠状态，及时产生更加匹配用户当前的睡眠状态的微电流，做到对症下药，使用户在一级一级的调整中更加舒适和自然的进入睡眠状态，达到最佳的治疗效果。

此外，本发明还可以控制波形发生器停止工作，当判断出用户已经入眠后，能够及时停止微电流的输出，以避免将用户唤醒。

此外，本实施例中，中央处理器3还配置有人机交互界面。人机交互界面包括可触控和/或配置有按键的显示器，以便于用户操作。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。