一种植入式闭环刺激方法和装置

技术领域

本文件涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种植入式闭环刺激方法和装置。

背景技术

目前，植入式医疗器械已经广泛应用于医学临床上，以为患者的病情诊疗带来帮助。其中，植入式电刺激系统主要包括植入生物体内的植入式电脉冲发生器、刺激电极以及体外的控制器。植入式电脉冲发生器所产生的电刺激脉冲传输到刺激电极，由刺激电极对至特定神经靶点进行电刺激，从而可以对帕金森、癫痫等病症进行诊疗。

然而，针对检测到的任何有异常的脑电信号，都实施无差异的电刺激干预，非常容易由于过度刺激而对患者病灶部位的功能区造成损伤，由此，亟需找到一种新的诊疗刺激方案，以改善上述缺陷。

发明内容

本说明书一个或多个实施例的目的是提供一种植入式闭环刺激方法和装置，以通过随机生成的刺激信号打破异常脑电环路，减少针对异常脑电实施的过度刺激，保证植入式诊疗方案更为安全可靠。

为解决上述技术问题，本说明书一个或多个实施例是这样实现的：

第一方面，提出了一种植入式闭环刺激方法，包括：

确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；

判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；

如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；

基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

第二方面，提出了一种植入式闭环刺激装置，包括：

确定模块，用于确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；

判断模块，用于判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；

处理模块，用于如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；

刺激模块，用于基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

第三方面，提出了一种植入式闭环刺激系统，包括所述的植入式闭环刺激装置。

由以上本说明书一个或多个实施例提供的技术方案可见，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活根据患者耐受的触点和刺激参数随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和强度均在患者耐受范围内，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对一个或多个实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本说明书实施例提供的一种植入式闭环刺激方法的步骤示意图。

图2是本说明书实施例提供的植入式闭环刺激方法的流程示意图。

图3是本说明书实施例提供的一种植入式闭环刺激装置的结构示意图。

图4是本说明书的一个实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。

实施例一

参照图1所示，为本说明书实施例提供的一种植入式闭环刺激方法的步骤示意图，该植入式闭环刺激方法适用于至少包含植入式设备和体外设备的植入式闭环系统，所述方法可以包括以下步骤：

步骤102：确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准。

应理解，在本说明书实施例中，为了能够准确合理的触发刺激，需要在诊疗之前，确定本次诊疗过程中所使用的基准值，也就是所述目标频率。所述目标频率可以是医生用户根据经验数据确定，也可以是通过特定算法对历史数据进行学习得到，本说明书实施例并不对此进行限定。

步骤104：判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值。

其实，在判断采集到的生物电信号的异常程度是否达到可以触发刺激的条件时，不仅要关注当前生物电信号的频率，还要关注当前生物电信号的能量是否超标。这样，可以进一步提升触发刺激的准确性。所述阈值的设置与所述目标频率的设置类似，可参照上述步骤102。

步骤106：如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值。

只有在判断当前生物电信号的频率达到了目标频率，且能量超过阈值这两个条件同时满足，才可以触发生成随机刺激。否则，都视为正常信号，不做干预处理。

应理解，在本说明书中所述的刺激信号携带有触点信息和波形信息；那么，步骤106在随机生成刺激信号时，具体执行为：基于预设触点集合和预设波形参数集合，采用随机数生成器，随机生成刺激信号。

其中，所述预设触点集合通过以下方式确定：

判断当前植入式设备中刺激电极所包含的触点是否对生物体耐受；如果耐受，则将耐受的所有触点归整为预设触点集合；否则，不做处理。

考虑到植入式设备的刺激电极可以有一个或多个，而每个刺激电极上可以包含有一个或多个触点，每个触点对应生物体(即患者)病灶部位的不同位置。当对所有刺激电极上的所有触点施加刺激信号时，某些部位可能是不需要进行刺激的，但是，这种无差异的刺激会对病灶周围功能区造成影响，例如，带来副作用或是引起并发症。所以，这里需要从这些刺激电极的触点中，选择患者耐受的触点，归整为预设触点集合。应理解，这个预设触点集合中的触点所能经受的刺激次数和程度均要高于不耐受触点，由此，来降低过度刺激带来的危害。

所述预设波形参数集合通过以下方式确定：

判断当前植入式设备中刺激电极能够使用的波形参数所对应的刺激波形是否对生物体耐受；如果耐受，则将耐受的刺激波形所对应的波形参数归整为预设波形参数集合；否则，不做处理。

所述波形参数可以包括：幅度、频率、脉宽、持续时间等信息。而在判断当前植入式设备中刺激电极能够使用的波形参数所对应的刺激波形是否对生物体耐受时，可以参考以下几个方面：

植入式设备所能承受的刺激参数范围；

临床医学上常规使用的刺激参数范围；

医生群体的经验数据；

历史刺激数据；

植入式设备的出厂设置参数值。

一般会综合考虑以上五个方面，进行权衡比对后，确定患者耐受的刺激信号所对应的波形参数集合。应理解，这些集合中包含不同波形参数的不同取值范围。

在确定了患者耐受的预设触点集合和预设波形参数集合后，可以送入随机数生成器中，生成随机刺激信号。其实，就是将触点和波形参数随机组合在一起，然后按照随机组合的参数生成随机刺激信号。

步骤106在基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列时，可具体执行为：基于所述目标频率确定本次随机刺激序列的持续时长；在所述持续时长内，按照预置刺激占比形成随机刺激序列。在确定采集的生物电信号的频率达到目标频率后，可以使用目标频率确定本次随机刺激序列的持续时长。即目标频率的倒数即为持续时长。同时，根据阈值刺激占比确定刺激信号在整个随机刺激序列中的比值，进而使用确定的刺激信号与空白刺激(这里可以是不发生刺激，也可以是造成不了刺激的信号)组合得到随机刺激序列。

步骤108：基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

具体地，在所述随机刺激序列中的刺激信号到来时，将随机生成该刺激信号时所选择的触点对应的目标部位进行刺激干预。

通过上述技术方案，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活使用患者耐受的触点和刺激波形随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和信号患者耐受，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

下面以脑电信号为例，通过具体的流程图对本说明书实施例进行详述。

参照图2所示，是本说明书实施例提供的植入式闭环刺激方法的流程示意图。

首先，可以设置目标脑电频率f，并在采集到的脑电信号频率大于等于目标脑电频率f时，进一步判断脑电信号能量是否超过阈值，如果是，则触发生成随机刺激序列。否则，不做处理。

其实，在这之前，可以预先确定触点集合C＝{C1_1,...,Cn_m}，其中Cn_m表示第n个电极上的第m个触点。判断患者耐受的触点，并选择耐受的触点纳入触点组C，而对于不耐受的则拒绝该触点。

同理，预先确定刺激波形P＝{P1,...Pn},其中Pn表示患者耐受的刺激参数。判断患者耐受的刺激参数，并选择耐受的刺激参数纳入参数组W。而对于不耐受的刺激参数则拒绝。

之后，根据触点组C中的触点和参数组W中的刺激参数，送入随机数生成器，生成随机刺激信号S。该随机刺激信号S不仅包含刺激波形，还包含对应的触点信息。

最后，结合预置的刺激占比K，使用随机刺激信号S，生成随机刺激序列Seq＝f(f,K)，并针对随机刺激信号S对应的触点进行随机刺激干预。

该随机刺激序列中随机刺激信号的持续时间、随机刺激信号的总次数，由目标频率f确定。

实施例二

参照图3所示，为本说明书实施例提供的植入式闭环刺激装置，该装置300可以包括：

确定模块302，用于确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；

判断模块304，用于判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；

处理模块306，用于如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；

刺激模块308，用于基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

可选地，作为一个实施例，所述刺激信号携带有触点信息和波形信息；

所述处理模块306在随机生成刺激信号时，具体用于：

基于预设触点集合和预设波形参数集合，采用随机数生成器，随机生成刺激信号。

在本说明书实施例的一种具体实现方式中，所述处理模块306在基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列时，具体用于：

基于所述目标频率确定本次随机刺激序列的持续时长；

在所述持续时长内，按照预置刺激占比形成随机刺激序列。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述预设触点集合通过以下方式确定：

判断当前植入式设备中刺激电极所包含的触点是否对生物体耐受；

如果耐受，则将耐受的所有触点归整为预设触点集合；

否则，不做处理。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述预设波形参数集合通过以下方式确定：

判断当前植入式设备中刺激电极能够使用的波形参数所对应的刺激波形是否对生物体耐受；

如果耐受，则将耐受的刺激波形所对应的波形参数归整为预设波形参数集合；

否则，不做处理。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述刺激模块在基于所述随机刺激序列对目标部位进行刺激干预时，具体用于：

在所述随机刺激序列中的刺激信号到来时，将随机生成该刺激信号时所选择的触点对应的目标部位进行刺激干预。

通过上述技术方案，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活使用患者耐受的触点和刺激波形随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和信号患者耐受，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

实施例三

本说明书实施例还提供一种植入式闭环刺激系统，包括所述的植入式闭环刺激装置。此外，所述系统还可以包括体外设备，以及其它现有配件或模块。

通过上述技术方案，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活使用患者耐受的触点和刺激波形随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和信号患者耐受，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

实施例四

图4是本说明书的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图4，在硬件层面，该电子设备包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。

处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成植入式闭环刺激装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：

确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；

判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；

如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；

基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

上述如本说明书图1所示实施例揭示的装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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。可以实现或者执行本说明书一个或多个实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本说明书一个或多个实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

该电子设备还可执行图1的方法，并实现相应装置在图1所示实施例的功能，本说明书实施例在此不再赘述。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

通过上述技术方案，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活使用患者耐受的触点和刺激波形随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和信号患者耐受，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

实施例五

本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下方法：

确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；

判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；

如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；

基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。

通过上述技术方案，确定本次诊疗的目标频率，其中，所述目标频率是能够触发刺激信号的生物电信号频率基准；判断采集到的生物电信号的频率是否达到所述目标频率，且所述生物电信号的能量是否超过阈值；如果判断结果为是，则随机生成刺激信号，并基于所述目标频率和预置刺激占比，形成随机刺激序列，其中，所述预置刺激占比为刺激时段与非刺激时段的比值；基于所述刺激序列对目标部位进行刺激干预。这样，可以在检测到生物电信号达到预设的随机刺激条件时，灵活使用患者耐受的触点和刺激波形随机生成刺激信号，该刺激信号是随机生成的，且刺激的部位和信号患者耐受，显著降低了由于过度刺激对患者的不良影响，提升诊疗效果。

总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。

上述一个或多个实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。