经颅直流电刺激的干预电流控制方法、装置及终端设备

技术领域

本发明涉及经颅电刺激设备控制技术领域，尤其涉及一种经颅直流电刺激的干预电流控制方法、装置及终端设备。

背景技术

在经颅直流电刺激设备中，包含两种电极：检测电极和刺激电极，检测电极用来采集脑电波信号评估刺激效果，刺激电极用来对大脑皮层进行干预刺激。但是目前的经颅直流电刺激设备中，刺激电极在上电或者下电时，无法很好地控制电流上升或者下降的速度，导致用户使用不舒服并且容易存在一定的安全隐患。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种经颅直流电刺激的干预电流控制方法、装置及终端设备，旨在解决现有技术的经颅直流电刺激设备中，刺激电极在上电或者下电时，无法很好地控制电流上升或者下降的速度，导致用户使用不舒服并且容易存在一定的安全隐患的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种经颅直流电刺激的干预电流控制方法，所述方法应用于经颅直流电刺激设备，所述经颅直流电刺激设备包括脑电检测电极与干预刺激电极，所述脑电检测电极用于采集用户的脑电信号，所述干预刺激电极用于使用弱电流刺激大脑前颞叶和前额叶，所述方法包括：

基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度；

根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值；

根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。

在一种实现方式中，所述基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，包括：

获取预设时间段内的所述脑电信号，并基于预设APP对所述脑电信号进行分析，确定所述脑电信号的波动曲线数据；

基于所述波动曲线数据，确定所述波动曲线数据中的最高点与最低点，并基于所述最高点与所述最低点确定波动幅度；

根据所述波动幅度，确定所述大脑状态信息。

在一种实现方式中，所述根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，包括：

根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化时间；

获取预设的电流目标值，并根据所述电流变化时间与所述电流目标值，确定所述电流变化速度。

在一种实现方式中，所述根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化时间，包括：

若所述大脑状态信息为兴奋状态，则确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第一时间；

若所述大脑状态信息为平静状态，则确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第二时间；

其中，所述第一时间的时长大于所述第二时间的时长，所述第二时间的时长大于时长最小值，所述时长最小值是基于所述速度阈值与预设的电流目标值来确定的。

在一种实现方式中，所述根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化时间，还包括：

根据所述大脑状态信息，确定脑部干预位置的敏感程度，所述敏感程度用于反映所述脑部干预位置对干预电流的反应；

基于所述敏感程度，确定所述干预刺激电极的电流变化时间。

在一种实现方式中，所述根据所述大脑状态信息，确定脑部干预位置的敏感程度，包括：

若所述大脑状态信息为兴奋状态，则确定所述敏感程度为第一程度；

若所述大脑状态信息为平静状态，则确定所述敏感程度为第二程度，其中，所述第一程度低于所述第二程度。

在一种实现方式中，所述根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制，包括：

若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为上电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度上升；

若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为下电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度下降。

第二方面，本发明实施例还提供一种经颅直流电刺激的干预电流控制装置，其中，所述装置与预设的经颅直流电刺激设备连接，所述经颅直流电刺激设备包括脑电检测电极与干预刺激电极，所述脑电检测电极用于采集用户的脑电信号，所述干预刺激电极用于使用弱电流刺激大脑前颞叶和前额叶，所述装置包括：

脑电分析模块，用于基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度；

速度分析模块，用于根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值；

电流控制模块，用于根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。

第三方面，本发明实施例还提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的经颅直流电刺激的干预电流控制程序，处理器执行经颅直流电刺激的干预电流控制程序时，实现上述方案中任一项的经颅直流电刺激的干预电流控制方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其中，计算机可读存储介质上存储有经颅直流电刺激的干预电流控制程序，所述经颅直流电刺激的干预电流控制程序被处理器执行时，实现上述方案中任一项所述的经颅直流电刺激的干预电流控制方法的步骤。

有益效果：与现有技术相比，本发明提供了一种经颅直流电刺激的干预电流控制方法，本发明首先基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度。然后，根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值。最后，根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。由于本发明的干预电流的电流变化速度小于速度阈值，因此，本发明可控制干预刺激电极以较低的电流变化速度上升或者下降，保持干预电流平稳变化，确保干预电流对脑部刺激的舒适性与安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的经颅直流电刺激的干预电流控制方法的具体实施方式的流程图。

图2为本发明实施例提供的经颅直流电刺激的干预电流控制装置的功能原理图。

图3为本发明实施例提供的终端设备的原理框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种经颅直流电刺激的干预电流控制方法，基于本实施例的方法，可控制干预刺激电极以较低的电流变化速度上升或者下降，保持干预电流平稳变化，确保干预电流对脑部刺激的舒适性与安全性。具体应用时，本实施例的方法可应用于经颅直流电刺激设备，所述经颅直流电刺激设备包括脑电检测电极与干预刺激电极，所述脑电检测电极用于采集用户的脑电信号，所述干预刺激电极用于使用弱电流刺激大脑前颞叶和前额叶。具体实施时，本实施例首先基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度。然后，根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值。最后，根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。由于本发明的干预电流的电流变化速度小于速度阈值，因此无论是干预刺激电极是上电还是下电，干预电流都可以平稳变化，保证用户的舒适度。

本实施例的经颅直流电刺激的干预电流控制方法可应用于终端设备中，该终端设备可为预设的移动终端，比如手机或者平板电脑，或者也可以为智能化设备，比如电脑或者智能电视。在具体应用时，本实施例的终端设备与经颅直流电刺激设备连接，所述经颅直流电刺激设备包括脑电检测电极与干预刺激电极，所述脑电检测电极用于采集用户的脑电信号，所述干预刺激电极用于使用弱电流刺激大脑前颞叶和前额叶，该经颅直流电刺激设备可通过刺激用户大脑的前颞叶和前额叶，使用户工作时精力集中并且使得用户在夜间时可以更好地入睡。具体地，如图1所示，本实施例的经颅直流电刺激的干预电流控制方法包括如下步骤：

步骤S100、基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度。

在本实施例中，经颅直流电刺激设备中的脑电检测电极与干预刺激电极是位于不同位置的，并且分别用于作用用户脑部的不同区域，以刺激对应脑部区域，帮助用户提升精力。本实施例的经颅直流电刺激设备在进行工作时，首先通过脑电检测电极采集用户的脑电信号，然后对该脑电信号进行记录，接着，通过干预刺激电极对大脑皮层进行干预刺激，利用微电流来刺激大脑皮层，再然后重新启动脑电检测电极采集经过干预刺激后的脑电信号，将刺激前的脑电信号与刺激后的脑电信号进行比对分析，进行脑电刺激效果分析和统计。

在本实施例中，为了实现对干预刺激电极的干预电流进行控制，使得干预电流在作用于人体时可更加的舒适，本实施例可首先基于脑电检测电极获取脑电信号，并对脑电信号进行初步分析，确定出用户的大脑状态信息，该大脑状态信息反映的是用户的大脑兴奋程度，因为大脑兴奋程度的差异对于干预电脑的敏感程度以及刺激效果都不相同。

在一种实现方式中，本实施例的上述步骤S100具体包括如下步骤：

步骤S101、获取预设时间段内的所述脑电信号，并基于预设APP对所述脑电信号进行分析，确定所述脑电信号的波动曲线数据；

步骤S102、基于所述波动曲线数据，确定所述波动曲线数据中的最高点与最低点，并基于所述最高点与所述最低点确定波动幅度；

步骤S103、根据所述波动幅度，确定所述大脑状态信息。

具体地，当个本实施例中的经颅直流电刺激设备启动后，首先启动的是脑电检测电极，该脑电检测电极设置有多个，并且多个脑电检测电极可同时启动，对用户的脑电信号进行检测。当脑电信号检测完成后，本实施例的经颅直流电刺激设备将采集到的脑电信号发送至预设的终端设备中，比如手机，该终端能设备中预先设置一个APP，该APP可对接收到的脑电信号进行分析与展示，以实现直观地了解到用户的大脑状态信息。在本实施例中，APP可将接收到的脑电信号进行处理，并绘制成脑电信号曲线图，即得到波动曲线数据。该脑电信号曲线图可反映脑电信号的波动状态，并且该脑电信号曲线图可反映在预设时间段（即脑电信号的采集时间）内脑电信号的最大值与最小值，对应脑电信号曲线中的最高点（波峰）与最低点（波谷），基于该最高点（波峰）与最低点（波谷）就可以确定出脑电信号的波动幅度。接着，本实施例将根据该波动幅度，来确定所述大脑状态信息。具体地，如果波动幅度大于预设的幅度阈值，则可确定该大脑状态信息为兴奋状态；而如果波动幅度小于预设的幅度阈值，则可确定该大脑状态信息为平静状态。本实施例通过对脑电信号的波动进行分析，可快速且准确地判断出大脑状态信息。

步骤S200、根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值。

在确定出大脑状态信息后，本实施例的终端设备基于该大脑状态信息来确定干预刺激电极的电流变化速度，该电流变化速度包括干预刺激电极启动后的电流上升速度，也包括干预刺激电极关闭后的电流下降速度。为了保证本实施例的干预刺激电极在工作时给用户舒适的体验，本实施例需要控制干预电流缓慢上升或者缓慢下降，这样就避免了干预电流突然增大导致的刺痛感，给用户的使用提供方便，且也保证了安全性。为此，本实施例预先设置速度阈值，本实施例的电流变化速度需要小于该预设的速度阈值，这样就可确保干预电流上升或者下降的速度比较缓慢。

在一种实现方式中，本实施例的上述步骤S200具体包括如下步骤：

步骤S201、根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化时间；

步骤S202、获取预设的电流目标值，并根据所述电流变化时间与所述电流目标值，确定所述电流变化速度。

在本实施例中，如果确定出大脑状态信息为兴奋状态，可确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第一时间。而如果所述大脑状态信息为平静状态，此时确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第二时间。由于对于处于兴奋状态下的用户，干预电流的刺激时间需要更长，这样就可以保证处于兴奋状态下的用户有足够的时长来感受到干预电流的刺激，而对于处于平静状态下的用户很容易比较容易感受到干预电流的刺激，由此可以得出所述第一时间的时长大于所述第二时间的时长。而由于本实施例需要确保干预刺激电极以较低的电流变化速度上升或者下降，保持干预电流平稳变化，因此，本实施例预先确定出时长最小值，该时长最小值可基于所述速度阈值与预设的电流目标值来确定。本实施例可确保所述第二时间的时长大于时长最小值，就可以保证无论用户的大脑状态信息处于兴奋状态还是平静状态，电流变化速度均会小于速度阈值，这样干预刺激电极就会以较低的电流变化速度上升或者下降，保证用户使用的安全性和舒适性。

在另一种实现方式中，本实施例还可根据所述大脑状态信息，确定脑部干预位置的敏感程度，所述敏感程度用于反映所述脑部干预位置对干预电流的反应。也就是说，当用户的大脑状态信息处于不同的状态时，对于干预电流的敏感程度是不一样的。若确定所述大脑状态信息为兴奋状态，此时确定所述敏感程度为第一程度。而若所述大脑状态信息为平静状态，此时，确定所述敏感程度为第二程度。由于处于兴奋状态下的用户对于干预电流的刺激是不那么容易感应到的，而对于处于平静状态下的用户对于干预电流的刺激是比较容易感应到的，为此，本实施例中的所述第一程度低于所述第二程度。而当敏感程度为第一程度时，本实施例可确定干预刺激电极的电流变化时间为第一时间，当敏感程度为第二程度时，本实施例可确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第二时间，同样地，第一时间的时长大于第二时间的时长，且所述第二时间的时长大于时长最小值，这样也同样可以保证无论用户的大脑状态信息处于兴奋状态还是平静状态，电流变化速度均会小于速度阈值，从而保证了干预电流缓慢变化。

步骤S300、根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。

本实施例在确定电流变化速度后，由于该电流变化速度是小于预设的速度阈值的，因此就可以控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度进行变化，比如电流上升或者电流下降，从而使得干预电流缓慢上升或者缓慢下降的效果。

在一种实现方式中，本实施例中的步骤S300具体包括如下步骤：

步骤S301、若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为上电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度上升；

步骤S302、若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为下电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度下降。

具体应用时，当本实施例的经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为上电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度上升至电流目标值。由于该电流变化速度小于预设的速度阈值，因此干预电流是缓慢上升的，因此用户在使用该经颅直流电刺激设备时，不会产生刺痛感。而当本实施例的经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为下电状态，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度从电流目标值下降至0。本实施例的干预电流可为1-2mA，所述第一时间和第二时间可设置在30秒以内，确保用户在30秒内可将干预电流上升至电流目标值。当然，在其他实现方式中，本实施例的终端设备中的APP可对干预电流的上升过程和下降过程均绘制成曲线，该曲线的横坐标为时间，纵坐标为电流值，因此根据曲线的斜率直观地反映出干预电流的变化速度。

综上，本实施例可首先基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度。然后，根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值。最后，根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。由于本发明的干预电流的电流变化速度小于速度阈值，因此无论是干预刺激电极是上电还是下电，干预电流都可以平稳变化，保证用户的舒适度。

基于上述实施例，本发明提供一种经颅直流电刺激的干预电流控制装置，该装置与预设的经颅直流电刺激设备连接，所述经颅直流电刺激设备包括脑电检测电极与干预刺激电极，所述脑电检测电极用于采集用户的脑电信号，所述干预刺激电极用于使用弱电流刺激大脑前颞叶和前额叶。如图2中所示，本实施例的装置包括：脑电分析模块10、速度分析模块20以及电流控制模块30。具体地，本实施例中的脑电分析模块10，用于基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度。所述速度分析模块20，用于根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值。所述电流控制模块30，用于根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。

在一种实现方式中，所述脑电分析模块10包括：

脑电分析单元，用于获取预设时间段内的所述脑电信号，并基于预设APP对所述脑电信号进行分析，确定所述脑电信号的波动曲线数据；

波动分析单元，用于基于所述波动曲线数据，确定所述波动曲线数据中的最高点与最低点，并基于所述最高点与所述最低点确定波动幅度；

状态分析单元，用于根据所述波动幅度，确定所述大脑状态信息。

在一种实现方式中，所述速度分析模块20包括：

时间确定单元，用于根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化时间；

速度确定单元，用于获取预设的电流目标值，并根据所述电流变化时间与所述电流目标值，确定所述电流变化速度。

在一种实现方式中，所述时间确定单元包括：

第一时间确定单元，用于若所述大脑状态信息为兴奋状态，则确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第一时间；

第二时间确定单元，用于若所述大脑状态信息为平静状态，则确定所述干预刺激电极的电流变化时间为第二时间；其中，所述第一时间的时长大于所述第二时间的时长，所述第二时间的时长大于时长最小值，所述时长最小值是基于所述速度阈值与预设的电流目标值来确定的。

在一种实现方式中，所述时间确定单元还包括：

敏感分析单元，用于根据所述大脑状态信息，确定脑部干预位置的敏感程度，所述敏感程度用于反映所述脑部干预位置对干预电流的反应；

时间分析单元，用于基于所述敏感程度，确定所述干预刺激电极的电流变化时间。

在一种实现方式中，所述敏感分析单元，包括：

第一程度分析单元，用于若所述大脑状态信息为兴奋状态，则确定所述敏感程度为第一程度；

第二程度分析单元，用于若所述大脑状态信息为平静状态，则确定所述敏感程度为第二程度，其中，所述第一程度低于所述第二程度。

在一种实现方式中，所述电流控制模块，包括：

电流上升单元，用于若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为上电，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度上升；

电流下降单元，用于若所述经颅直流电刺激设备的干预刺激电极为下电，则控制干预刺激电极的干预电流以所述电流变化速度下降。

本实施例的经颅直流电刺激的干预电流控制装置中各个模块的工作原理与上述方法实施例中各个步骤的原理相同，此处不再赘述。

基于上述实施例，本发明还提供了一种终端设备，所述终端设备的原理框图可以如图3所示。终端设备可以包括一个或多个处理器100（图3中仅示出一个），存储器101以及存储在存储器101中并可在一个或多个处理器100上运行的计算机程序102，例如，经颅直流电刺激的干预电流控制程序。一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现经颅直流电刺激的干预电流控制方法实施例中的各个步骤。或者，一个或多个处理器100执行计算机程序102时可以实现经颅直流电刺激的干预电流控制装置实施例中各模块/单元的功能，此处不作限制。

在一个实施例中，所称处理器100可以是中央处理单元(Central ProcessingUnit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路 (Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

在一个实施例中，存储器101可以是电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器101也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smart media card，SMC），安全数字（secure digital，SD）卡，闪存卡（flash card）等。进一步地，存储器101还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器101用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。

本领域技术人员可以理解，图3中示出的原理框图，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的终端设备的限定，具体的终端设备以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成的，计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、运营数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双运营数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。

综上，本发明公开了经颅直流电刺激的干预电流控制方法、装置及终端设备，所述方法包括：基于所述脑电检测电极获取脑电信号，基于所述脑电信号确定用户的大脑状态信息，所述大脑状态信息用于反映所述用户的大脑兴奋程度；根据所述大脑状态信息，确定所述干预刺激电极的电流变化速度，所述电流变化速度小于预设的速度阈值；根据所述电流变化速度，对所述干预刺激电极的干预电流进行控制。本发明可控制干预刺激电极以低于速度阈值的电流变化速度上升或者下降，确保干预电流对脑部刺激的舒适性与安全性。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。