一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：恒定電流發(fā)生器與定位帽；其中，所述恒定電流發(fā)生器輸出的電流強(qiáng)度在若干時(shí)間內(nèi)從0mA上升至目標(biāo)電流值，且維持輸出所述目標(biāo)電流值一段時(shí)間；所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激；所述定位帽的前后兩端各有一個(gè)橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突；所述定位帽的左右兩側(cè)各有一連接圓環(huán)，用于通過魔術(shù)扣連接固定在頭部。本發(fā)明公開的系統(tǒng)，便于吸煙者日常使用，可以有效的幫助幫助戒煙者抵御渴求，降低復(fù)吸的概率。
【專利說明】一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程類臨床應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]吸煙成癮可以導(dǎo)致多種相關(guān)疾病的患病率的上升。目前的戒煙手段主要為外部給予物質(zhì)，最常見的如尼古丁貼片、電子煙、多種藥物制劑等；近期也有人采用特定食物或飲料以輔助戒煙；這些方法都需要攝入外來物質(zhì)，因此被很多戒煙者排斥。
[0003]目前也有一些使用認(rèn)知療法來幫助戒煙的手段，但這些手段的效果依賴于戒煙者的認(rèn)知水平和治療師的經(jīng)驗(yàn)，不易使用和推廣。
[0004]經(jīng)頡直流電刺激(transcranialDirect Current Stimulat1n)是一種安全，便捷，非穿刺的顱外電流刺激方法，它是一種利用恒定低強(qiáng)度電流(l_2mA)調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)興奮性的顱外腦刺激手段。其原理是通過在頭皮上不同部位放置連接恒定直流電輸出設(shè)備的兩個(gè)電極(一個(gè)陽極和一個(gè)陰極)，用微弱的直流電改變皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的靜息電位。采用經(jīng)顱直流電刺激背外側(cè)前額葉，能改善吸煙者背外側(cè)前額葉的功能。
[0005]然而，目前尚沒有為日常戒煙設(shè)計(jì)的經(jīng)顱直流電刺激，從而無法有效的幫助戒煙者抵御吸煙的渴求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)，便于吸煙者日常使用，可以有效的幫助幫助戒煙者抵御渴求，降低復(fù)吸的概率。
[0007]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:恒定電流發(fā)生器與定位帽；
[0009]其中，所述恒定電流發(fā)生器輸出的電流強(qiáng)度在若干時(shí)間內(nèi)從OmA上升至目標(biāo)電流值，且維持輸出所述目標(biāo)電流值一段時(shí)間；
[0010]所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激；所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突；所述定位帽的左右兩側(cè)各有一連接圓環(huán)，用于通過魔術(shù)扣連接固定在頭部。
[0011]進(jìn)一步的，所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激包括:
[0012]所述定位帽以國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)中的F3位置和F4位置為中心，固定放置兩枚半封閉的海綿套，且所述兩枚半封閉的海綿套中分別設(shè)有一片可拆卸的電極；
[0013]每一片電極均通過一根導(dǎo)線與所述恒定電流發(fā)生器相連，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激。
[0014]進(jìn)一步的，所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突包括:
[0015]所述前端定位軸為鼻根位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸；
[0016]所述后端定位軸為從枕骨隆突位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸；
[0017]其中，所述頭頂中心位置為所述鼻根位置至枕骨隆突位置連線的中心點(diǎn)，以及定位帽的左右兩側(cè)連接圓環(huán)連線的中心點(diǎn)。
[0018]由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，通過在定位帽上設(shè)置兩片與恒定電流發(fā)生器相連的電極，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激，可以有效的幫助戒煙者抵御吸煙的渴求；且定位帽上設(shè)有定位軸與固定部件可以保證電極定位的準(zhǔn)確性以及確保與頭皮表面的貼合，同時(shí)，該定位帽的成本較低，且便于吸煙者日常使用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0020]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)各組件的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的恒定電流發(fā)生器內(nèi)部電路示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的頭戴式定位帽的各個(gè)視角的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的采用本系統(tǒng)進(jìn)行的試驗(yàn)的結(jié)果示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]實(shí)施例
[0027]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)。如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括:恒定電流發(fā)生器與定位帽；
[0028]其中，所述恒定電流發(fā)生器輸出的電流強(qiáng)度在若干時(shí)間內(nèi)從OmA上升至目標(biāo)電流值，且維持輸出所述目標(biāo)電流值一段時(shí)間；
[0029]所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極(電極I與電極2)，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激；所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突；所述定位帽的左右兩側(cè)各有一連接圓環(huán)，用于通過魔術(shù)扣連接固定在頭部。
[0030]進(jìn)一步的，所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激包括:
[0031]所述定位帽以國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)中的F3位置和F4位置為中心，固定放置兩枚半封閉的海綿套，且所述兩枚半封閉的海綿套中分別設(shè)有一片可拆卸的電極；
[0032]每一片電極均通過一根導(dǎo)線與所述恒定電流發(fā)生器相連(可以設(shè)為左側(cè)正極右側(cè)負(fù)極)，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激。
[0033]進(jìn)一步的，所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突包括:
[0034]所述前端定位軸為從鼻根位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸；
[0035]所述后端定位軸為從枕骨隆突位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸；
[0036]其中，所述頭頂中心位置為所述鼻根位置至枕骨隆突位置連線的中心點(diǎn)，以及定位帽的左右兩側(cè)連接圓環(huán)連線的中心點(diǎn)。
[0037]為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖2-5對(duì)所述用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)做進(jìn)一步的介紹。
[0038]如圖2所示為便攜式經(jīng)顱直流電刺激戒煙系統(tǒng)各組件的示意圖，主要包括3個(gè)可拆卸的獨(dú)立部件:能產(chǎn)生恒定電流電的恒定電流發(fā)生器21、包含兩片電極的頭戴式定位帽22以及連接所述恒定電流發(fā)生器I與定位帽2的兩根導(dǎo)線23。
[0039]其中，所述恒定電流發(fā)生器21可采用如圖3所示的電路圖作為其內(nèi)部電路，該電路采用9V鎳氫二次電池(23F6-220)供電，采用可編程集成電路元件保證恒定電流。在設(shè)備啟動(dòng)后，電流強(qiáng)度在若干秒鐘內(nèi)從OmA上升到目標(biāo)電流值，維持恒定電流刺激若干分鐘，隨后在若干秒內(nèi)由目標(biāo)電流強(qiáng)度降為OmA ;電流強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間和電流上升期和下降期的時(shí)間可以根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)定。
[0040]頭戴式定位帽22為符合國(guó)際腦電定位10-20系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，用于準(zhǔn)確定位背外側(cè)前額葉的刺激帽；可以根據(jù)人體工程學(xué)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)不同的尺寸，同時(shí)采用彈性材料保證電極和頭顱表面的貼合效果，另外，還可以設(shè)置可方便使用的標(biāo)尺及識(shí)別物，保證未接受過專業(yè)訓(xùn)練的普通用戶來使用，以確保電極電位的準(zhǔn)確性。具體的如圖4所示:
[0041]圖4中包含了所述頭戴式定位帽的正面視圖(a)、左側(cè)面視圖(b)和俯視圖(C)。
[0042]所述頭戴式定位帽主要包括:半球形帽體41、海綿插槽42與采用下頜系帶43。
[0043]所述頭戴式定位帽的帽體41可以采用彈性織布拼接而成，其前后兩端各有一個(gè)橡膠定位軸411與412，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突；所述定位帽的左右兩側(cè)各有一連接圓環(huán)413與414，用于通過魔術(shù)扣連接固定在頭部。如圖4a-圖4b所示，帽體的前端，從FPz位置向鼻根位置(Nz)沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸411，其末端為鼻根位置(Nz)。在帽體后端，從Oz位置沿著矢狀平面向枕骨隆突位置(Lz)伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸412，其末端為枕骨隆突位置(Lz)。所述頭戴式定位帽可以根據(jù)人體工程學(xué)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)不同的尺寸；示例性的，以60-64cm尺寸帽子為例，定位軸長(zhǎng)度約為3.5156厘米，是鼻根至枕骨隆突全距的20%。
[0044]左右兩側(cè)的連接圓環(huán)413與414分別對(duì)應(yīng)兩側(cè)耳前邊緣。使用者在定位時(shí)，只需調(diào)整帽子，使得前端定位點(diǎn)置于鼻根，后端定位點(diǎn)置于枕骨隆突，左右連接圓環(huán)分別對(duì)應(yīng)兩側(cè)耳前邊緣，即可完成帽體的正確佩戴；之后將兩側(cè)下頜系帶43通過魔術(shù)扣連接在一起，就能保證電極和頭皮表面的貼合。所述下頜系帶43同樣可為彈性織布材料，通過連接圓環(huán)和帽體連接。使用時(shí)兩側(cè)的下頜系帶可以通過表面的魔術(shù)扣連接在一起。
[0045]所述頭戴式定位帽以國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)的F3和F4位置為中心，固定放置兩枚半封閉的海綿套，電極可以自由插入和拔出海綿套中，并且無空隙；還可設(shè)置可插拔式導(dǎo)線，接口在帽子頂端，垂直于橡膠墊的水平面。按照國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)，F(xiàn)3和F4電極位置對(duì)應(yīng)大腦的背外側(cè)前額葉，F(xiàn)3和F4與定位點(diǎn)之間的數(shù)量關(guān)系見下文詳細(xì)參數(shù)說明。
[0046]電極可以為圓形橡膠，對(duì)應(yīng)的海綿插槽42也為圓形，頂面縫合在帽子上，底面采用半開放式，圓形橡膠電極可以插入并貼合在海綿插槽43中。海綿插槽43的中心點(diǎn)位于F3和F4處。海綿插槽43的頂端有垂直于頭顱表面的電線接口，來自恒流發(fā)生器的電線可以插入該電線接口中。
[0047]另外，圖4a-圖4c中主要附圖標(biāo)記的詳細(xì)參數(shù)說明如下:
[0048]Nz:鼻根位置(鼻根定位點(diǎn))；Lz:枕骨隆突位置(枕骨隆突位定位點(diǎn))；Cz:位于頭頂中央位置，是鼻根定位點(diǎn)和枕骨隆突定位點(diǎn)連線的中心點(diǎn)，同時(shí)也是左右連接圓環(huán)連線的中心點(diǎn)；FPz:沿著Nz-Lz方向，從Nz量取Nz-Lz距離的20%點(diǎn)，此為FPz ；0z:沿著Lz-Nz方向，從Lz量取Nz-Lz距離的20%點(diǎn)，此為Oz ；Fz:沿著Nz-Lz方向，從Nz量取Nz-Lz距離的60 %點(diǎn),此為Fz。
[0049]圖中主要技術(shù)尺寸說明(以60-64cm尺寸帽子為例)。前后兩端定位軸的長(zhǎng)度為3.5156cm,經(jīng)過F3和F4點(diǎn)的冠狀面的弧面半徑R是7.6172cm, F3和F4冠狀面弧面的中心點(diǎn)距離FPz的距離為4.5411cm ;左右連接圓環(huán)和頭頂中心點(diǎn)組成的弧面半徑R是1cm(參見附圖4a)。FPz和Oz沿著矢狀弧面的距離為19.6885cm,從鼻根至枕骨定位點(diǎn)量取全距的60%,記為Fz點(diǎn)，該點(diǎn)至頭頂中央點(diǎn)Cz的弧面距離為6.2684cm(參見附圖4b) J3位置和F4位置距離矢狀平面的垂直距離為5.1925cm，經(jīng)過F3和F4的冠狀平面的直徑是7.1114cm,經(jīng)過Oz和FPz的冠狀平面的直徑是9.8496cm(參見附圖4c)。
[0050]為了說明本發(fā)明實(shí)施例所提供的用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)的有效性，進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。本次試驗(yàn)中共有了 14名吸煙者參與，試驗(yàn)者參與了兩輪實(shí)驗(yàn)，分別為L(zhǎng)aRc條件(佩戴本發(fā)明提供的用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)，即左側(cè)正極右側(cè)負(fù)極條件，電流強(qiáng)度ImA)和SHAM條件(即虛假刺激條件，電極佩戴方式同LaRc條件，但是電流強(qiáng)度為OmA)，實(shí)驗(yàn)條件的順序在被試間進(jìn)行了平衡。在兩種條件下，電極均放置在F3和F4位置。在經(jīng)過30分鐘的LaRc電流刺激與SHAM電流刺激后，試驗(yàn)者匯報(bào)自己對(duì)于香煙的渴求水平，隨后他們完成一個(gè)20分鐘的吸煙圖片的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并再次報(bào)告自己對(duì)于香煙的渴求水平。
[0051]試驗(yàn)結(jié)果如圖5A-圖5B所示，從圖5A可以看出，在對(duì)前額葉施加經(jīng)顱直流電后，吸煙者主觀報(bào)告的渴求量的增加少于虛假刺激條件，該結(jié)果在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。從圖5B可以看出，在對(duì)前額葉施以經(jīng)顱直流電刺激后，吸煙者在注意偏向任務(wù)中的成績(jī)表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，主要表現(xiàn)為對(duì)于中性圖片的任務(wù)成績(jī)變得更好。電流刺激條件下的任務(wù)成績(jī)高于虛假刺激條件，該結(jié)果在統(tǒng)計(jì)上是顯著的。這些初步結(jié)果表明了經(jīng)顱直流電確實(shí)能夠改變吸煙者的認(rèn)知功能，降低吸煙線索引發(fā)的渴求水平。
[0052]本發(fā)明實(shí)施例中，通過在定位帽上設(shè)置兩片與恒定電流發(fā)生器相連的電極，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激，可以有效的幫助戒煙者抵御吸煙的渴求；且定位帽上設(shè)有定位軸與固定部件可以保證電極定位的準(zhǔn)確性以及確保與頭皮表面的貼合，同時(shí)，該定位帽的成本較低，且便于吸煙者日常使用。
[0053]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于戒煙的便攜式經(jīng)顱直流電刺激系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:恒定電流發(fā)生器與定位帽； 其中，所述恒定電流發(fā)生器輸出的電流強(qiáng)度在若干時(shí)間內(nèi)從OmA上升至目標(biāo)電流值，且維持輸出所述目標(biāo)電流值一段時(shí)間； 所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激；所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突；所述定位帽的左右兩側(cè)各有一連接圓環(huán)，用于通過魔術(shù)扣連接固定在頭部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位帽包含兩片與所述恒定電流發(fā)生器相連的電極，用于實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激包括: 所述定位帽以國(guó)際腦電10-20系統(tǒng)中的F3位置和F4位置為中心，固定放置兩枚半封閉的海綿套，且所述兩枚半封閉的海綿套中分別設(shè)有一片可拆卸的電極； 每一片電極均通過一根導(dǎo)線與所述恒定電流發(fā)生器相連，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)顱直流電刺激。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述定位帽的前后兩端各設(shè)有一個(gè)頂端為球形凸起的橡膠定位軸，前端凸起對(duì)應(yīng)于鼻根，后端凸起對(duì)應(yīng)于枕骨隆突包括: 所述前端定位軸為鼻根位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸； 所述后端定位軸為從枕骨隆突位置至頭頂中心位置沿著頭顱矢狀平面伸出一根長(zhǎng)度為S且采用橡膠材料制成的定位軸； 其中，所述頭頂中心位置為所述鼻根位置至枕骨隆突位置連線的中心點(diǎn)，以及定位帽的左右兩側(cè)連接圓環(huán)連線的中心點(diǎn)。
【文檔編號(hào)】A61N1/22GK104307099SQ201410597221
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】張效初, 楊立狀, 張隆華 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)