失眠治疗一技术说明

基于精神心理学、脑信号采集、无线互联网通讯的脑状态定量客观评估、自动睡眠结构分期、牵弓I调控治疗的网络化信息平台定量脑牵引调控技术说明北京易飞华通科技开发有限公司吴_兵一、目的、意义“基于精神心理学、脑信号采集、无线互联网通讯的脑状态定量客观评估、自动睡眠结构分期、牵引调控治疗的网络化信息平台”技术属于脑科学领域中临床应用研究项目，是通过自发脑信号输出建立应用环路的关键研究内容。本技术是基于模拟人体系统调节功能的方法，在生物感受器基础上，施加相应刺激，达到调节诸如血压、呼吸等等稳态控制系统的模式。利用脑功能定量监测、无线通讯、数字信号处理技术、脑波牵引技术、心理学技术和时变声光电刺激技术，在感知脑而后控制刺激的调节治疗模式下，不仅可以更直接有效定量地监测和评估个体的脑功能状态活动水平，而且还有可能采用基于生物反馈原理的调控技术，使个体更加便捷有效地调节其脑功能与认知状态，并促进其心理健康和脑功能保护及开发。技术的整体框架，是以信息化、网络化方式，尝试建立1：失眠、焦虑、抑郁（简称亚健康）和精神分裂疾患的客观定量评估指标，即脑状态感受器，为精神疾患和亚健康人群的脑感知建立客观手段。2：尝试建立基于无线移动互联网通讯技术的远程脑功能状态采集和服务信息平台，为精神疾患和亚健康人群的疾病预防、实时互动监测、治疗和调控提供一种具有可执行性和应用性的公共平台。同时，为大规模的人群在日常生活中的自发脑输出信号的收集，以及在此基础上的科学研究提供平台。3：尝试建立基于电子互动方式，以脑波牵引和脑自适应能力为基础的反馈刺激，治疗调节精神疾患和亚健康状态。以游戏化模式，镜像自身脑状态，激发自身潜能力，在快乐自然有趣味的游戏过程中学会自身抑制大脑，治疗精神类疾患或亚健康的心理方法，同时，利用持续微电流刺激改变局部脑功能状态的科学研究结果，辅助施加结合脑感知数据的时变微电流刺激，实现精神类和亚健康疾患的调节治疗模式。脑感知技术的建立，可以获得一种失眠、焦虑、抑郁的客观定量辅助诊断指标和疗效辅助判断指标，解决此类疾病长期没有客观生理数据支持的主观量表式诊断方式的缺憾，对于临床治疗的效果判断和病程发展评估的价值显著。整体网络化平台的建立，可以为精神类医疗机构实现主动式医疗服务、预防医疗和规模化大样本的临床科学实验做出关键贡献。持续的、贯穿于日程生活工作中的医疗服务，为患者、医生、医院带来规模化的经济和社会效益。网络化精神健康游戏的应用，可以激发人体自身抵抗疾病的潜能，包括精神类、亚健康甚至其他生理性疾病。为人们日常心理精神健康锻炼提供符合科学的、个体化的常规手段。其健康保健的意义和作用巨大。二、国内外研究发展现状和趋势脑功能状态的测定属于神经电生理、生物信息处理研究的范畴。是生物信息加工、脑科学、临床医学研究中的重要内容。失眠、焦虑、抑郁的测定目前国内外的常规方法主要是利用心理量表，具体做法是需要患者选择填写大量的测试题目，根据患者选择的结果，给出患者当前的相关脑功能状态，其中包含一些心理学任务、图片记忆等。这种方法是目前国际上的主流失眠、焦虑、抑郁的测量方法，也可以称为金指标。是世界公认的。睡眠监测和睡眠结构分析，是进一步诊断精神类疾病和失眠焦虑抑郁的辅助监测手段，目前睡眠结构的分析，大都采用手工分期和自动分期的结合。睡眠监测的地点一般需要在医疗机构的睡眠监测中心的专用睡眠室开展。需要配备复杂的脑电图采集和分析设备。对于脑功能的基础研究，可以利用功能核磁共振检查设备、远红外扫描设备等对大脑进行静态扫描，分析脑部血流变化，获得脑部状态客观定量的数据。也有利用事件相关电位等电生理方法研究大脑电生理信号和脑功能状态的关系，主要是脑电图和诱发电位信号的采集和分析。处理的结果包括分析诱发电位的长潜伏期的各个波形的定量数值和刺激事件之间的变化规律，揭示大脑的功能障碍。脑电图临床上的应用主要体现在癫痫波的识别、睡眠分期和镇静深度监测方面。脑电图在脑功能测定中存在的问题，主要是个体差异的存在以及定量化表示并没有突出进展。上述基础研究所采用的相关于精神和亚健康疾患的脑功能状态测定的方法并没有获得实际意义上的应用结果，还没有一个科学规范的测定失眠、焦虑、抑郁等精神类疾患的脑功能状态定量金指标产生。但是，客观定量的脑功能状态测定方法是国内外脑功能监测技术进一步研究的发展方向，特别是，简单、高效、低成本的脑功能测定设备的研制和方法的建立是研究重点追求的目标。脑电图的研究方法主要以功率谱分析为重点，以各频段成分的多少作为脑功能状态的分析指标。由于脑电图的个体差异，脑电频谱功率成分的定量难于达到量值上的统一。各成分波在脑电图中的表达也不具备连续性，对于脑功能状态的分辨率极低，线性度不理想。同时由于功率谱数学算法对于非周期信号处理的窗口效应，造成数值上的随机误差。不具备人群应用的共性。即相互之间没有可比性，只有定标后自身相对比较有一定的意义。很难达到群体性研究的目地。另外，脑电图的处理还包含了双频谱和非线性复杂度分析技术，以及最新的小波技术，从脑电图中反映睡眠结构和麻醉镇静深度。ERP（事件相关诱发电位）的研究需要脑电信号的多次重复叠加，没有实时性，只能达到离线分析的目地。近期，国际上研究失眠焦虑抑郁的定量测定，利用了左右脑的兴奋程度差异的方法。采集左右脑前额叶脑电图数据，利用传统的功率谱分析技术，提取脑波中的Alpha成分的高低，代表左右脑的兴奋度。研究发现左脑兴奋度高的人，失眠焦虑抑郁的几率低。这种成分的左右脑比值，作为定量化指标，称为脑前额叶偏侧化研究。这种研究的问题在于，脑波中的频谱成分，由于人的个体差异，没有绝对值意义上的可比性。其敏感度和特异性不足。引起伪差的可能性大。应用价值有待确定。脑功能的治疗和调控，目前发展很快。除了相关的脑磁刺激技术和电休克技术在精神类疾患的应用方面不断进展以外，微电流持续刺激技术也开始有应用报道。同时，利用脑的共振含义概念的开环声光刺激产品在亚健康的治疗应用方面有大量广告宣传。但其中多为伪科学或盗用科学研究的局部结果概念的炒作类产品。采集脑电波信号实现生物反馈调节脑状态的技术也有产品问世，但并没有获得真正意义上的规模化应用。这种治疗和调节所存在的一个问题在于，或者没有在治疗调节过程中开展脑状态结果的实时定量监测，判断效果，改变刺激输出，或者脑状态监测结果的不准确，导致治疗调节的效率降低，在反馈治疗调节中由于指标的伪差，结果甚至可以是反向的，造成不良后果。这也是生物反馈治疗技术在脑状态调控领域数十年没有形成有效应用的重要原因。当今时代互联网技术和通讯技术是引领科学技术进步的支撑力量之一，结合临床医疗服务，在互联网平台上以无线通讯手段实现医疗信息集成交换，开创新的医疗服务模式，是当今物联网技术快速发展下，广域医疗健康服务领域的信息化医疗物联应用时代。结合目前互联网快速发展的技术平台，在采集患者客观生理信号并加以分析，提取动态定量生理、心理精神状态指数，辅以游戏化的声光电和心理任务等事件的刺激，以自主反馈学习或精神科医生、心理咨询师人工干预的方法，治疗和调节失眠、焦虑、抑郁等精神类疾患，以网络化、信息化、数字化架构的新模式测定患者的心理、精神状态、睡眠结构的变化，是临床应用特别是精神类疾患和亚健康人群日常连续精神状态监测、治疗调节和预防的主要发展方向。目前脑功能状态的监测、治疗、调控的物联网应用是空白状态。三、技术说明及功能说明本技术实现的目标之一是在便携式脑电、头部血流灌注采集传输终端和个人移动电脑，以及相应的定量化脑状态指数i_22\i_35\i_48\i_52\i_66\i_45\WLi（前期脑状态监测研究基础）和控制软件平台的基础上，结合心理学传统测试量表，研究确定上述定量脑状态指数与失眠、焦虑、抑郁的相关性，并提取出归一化的评分，亚健康指数，作为辅助诊断的定量化指标的可能。其二，基于无线互联网通讯的网络化、信息化脑电波采集和睡眠结构自动分期，以及相应的脑状态监护在精神类疾患和亚健康治疗调控、预防中的应用。在个体自然睡眠环境下（住院病房或家庭）客观采集脑电波和头部血流灌注数据。测定过程经由无线互联网通讯实时互动传送全医生工作站中，完成实时互动的失眠、焦虑、抑郁的远程服务模式。其三，治疗和调控，游戏化自主式反馈刺激牵引脑状态变化的应用平台的实现。脑状态定量化指标如下：i_35：脑放松状态指数i_22：脑专注度指数i_48：脑思维强度指数i_52：脑内敛指数i_66:左右脑偏侧化指数（左右脑协调性指数）i_45：脑稳定度指数WLi:脑镇静指数HPi：头部血流灌注指数归一化亚健康指数：■STI（待定）。睡眠监测的自动数据报告：非REM期，I、II、III、IV期，醒觉REM期•睡眠结构图•睡眠结构记录单（患者基本资料和睡眠结果图、诊断结果）实时反馈互动脑状态牵引调控：■光诱导调控（脑波牵引）■自适应音乐调控■脑机互动语言自适应诱导■无创微电流刺激（自动调控及手动调控，0-2mA表面）■远红外热刺激■自适应体位调控■香味发生■即时视频通讯■即使音频通讯游戏化自主脑状态训练：＞脑状态调控力健康游戏＞睡眠牵引游戏＞脑引力竞赛游戏＞学习记忆游戏＞心理学任务游戏脑电采集一般应用于临床医疗单位的神经内科脑电图室以及其他科室的睡眠监测中，已经成为基本临床诊断的一个项目。但脑电图信号采集的条件还是比较严格的，需要良好的屏蔽或者接地。患者头部电极位置还需要处理，以便降低皮肤阻抗。达到电生理信号的采集要求。对于普及化的脑电采集应用，提出的要求是对于脑电信号采集的环境和条件降低，患者本人不需刻意处理，直接佩带电极，获得符合电生理要求的脑电信号。HXD_I多功能组合式监护仪，是长期（十五年以上）应用于手术麻醉中监护患者麻醉镇静（意识）深度的专业化设备，在长期应用和数据资料大量积累的过程中，脑电采集的抗干扰，脑电数据的分析技术和伪差识别，达到了自动化和智能化流程的控制水平，具备了普及化应用的特点，可以在家庭或病房环境下，采集到符合电生理要求的脑电波输出信号。对于采集到的脑电波信号，HXD_I的计算单元实时处理分析（分析方法采用了小波分析、谱分析、波形识别、自相关、互相关、微积分等算法），获得定量脑功能状态指标：i_22、i_35、i_48、i_52、i_66、i_45、WLi等指数。其中的关键技术是分析脑电波中动态成分的互相作用，包括“时动性”和“空动性”，以及脑电信号伪差的自动识别。提取的上述定量指数是人们大脑皮层输出电位信号中的共性成分，相关于人的高级思维活动的共性成分。利用上述脑状态定量分析指数开展的前期预实验说明，相关于脑专注状态，i_22、i_52有规律性变化。相关于脑放松和镇静的提高，i_35、i_48、WLi有显著性数值改变。相关于失眠、焦虑、抑郁和疲劳的亚健康状态，i_35、i_22、i_66、i_45有关联性变化。相关于学习能力和解决问题能力，i_22、i_45、i_66有特异性表现。脑状态指标的变化特性满足人群中应用的重复性、相关性。也消除了脑电图的个体差异。在不同人之间绝对值可比。同时，有良好的脑功能状态分辨率、特异性、线性度和较高的时间分辨率。头部血流灌注的测定作为脑抑制和兴奋的物理信号表现形式，直接反映出人们精神状态的变化过程，采集头部动脉血管的血流波动信号，利用信号识别技术，提取出定量化的头部血流灌注相对变化数值HPi，结合脑状态定量指数，综合反映脑的状态改变。脑牵引技术的实施，主要依赖于脑状态信号采集和定量指标的提取。在客观反映脑状态现状的条件下，施加时变刺激，使人的大脑实时了解脑本身的状态变化过程，从而通过脑的自适应和学习能力，学会大脑的抑制和兴奋的显式调控方法。刺激的给出，区别于目前大量的开环脑刺激方式（这些方式大部分是在缺失脑感受器的条件下，给出一组固定的刺激流程，无法识别脑在刺激状态下的变化规律，所能达到的效果有限，并且往往被人体的适应性所抵消，无法持久），以脑状态定量指标作为脑感知器，驱动治疗和调控过程，牵引脑状态变化。刺激种类分为声，包括音乐和脑机语言对话。光，包括光频率刺激，脑电波牵引。电，包括微电流直流、交变持续导入。刺激的方式最终呈现在用户端主要是以游戏方式，分为操作性游戏和感觉性游戏。游戏的进程依赖于脑状态的变化，比如，左右脑协调性指数，可以驱动游戏，提高左脑的兴奋度水平，减少焦虑抑郁情绪，或提高右脑的兴奋度水平，加强学习和记忆能力。操作性游戏以电子游戏为主，也包括实物游戏，如，脑状态指数驱动司南勺柄的转动，驱动遥控汽车的行驶等等。感觉性游戏，以闭目感受为主，包括微电流刺激，脑机对话，音乐放松等等。所有的刺激都是时变的，随着脑状态的改变而变化，充分体现个体化调控和智能化自适应调控。刺激输出可以是本系统产生，也可以是临床机构的专业设备输出，此时脑状态定量化指数的应用可以评价刺激的客观效果。信息的自动无线通讯，是建立在无线互联网架构上，自由传输多导生理波形或数值信号（包括脑电、心电、血压等10多项信号）到任意地点的计算机终端，信号的传

输，采用了实时、加密、双向互动、分布式云计算的多项创新内容，信号在传输过程中逐点自动计算，最终以技术分析报告的形式显示在医生使用的电脑终端上，实现物联网的基本医疗应用的概念。上述技术于2008年应用于北京奥运会的紧急医疗救援的无线移动信息平台上。信号的传输采用低成本，覆盖面积大，成熟稳定的公共网络通讯平台实现，即无线GSM通讯平台的GPRS和3G通讯互联网接入技术，智能化网络识别和自动重复完成通讯控制的所有操作，并提供通讯异常情况下的数据恢复和结构重组功能。脑信号实时采集、指标提取分析界面之一:稳7E度=24.58常规率=0紧张率=0稳定度=23071514放松率=89i22同步率=100100I35300290280270260稳7E度=24.58常规率=0紧张率=0稳定度=23071514放松率=89i22同步率=100100I35300290280270260250240紧张率=0外散率=1414凝祯率=10左右脑=1.93158.87280.00699困倦率二0820801001000.69同步率27026025024023022021016=8419915715011961415778979121122干扰二1总次数=88疼痛=66582996.57270i22=415i35=21i48=133i22=421i35=21i48=132i52=67i52=65i48_v=11012611201279928疼痛=1403.61834301i22=445i22二432i35=21i35=2422rv=2022rv=12i48二157i48=150aiia-80h22=437h22=446部分睡眠结构图脑状态牵引游戏之一:失眠、焦虑、抑郁诊疗模式失眠梏疗眼行用临珏雨符盼虫求.心逐学技术-运程无缠前技术和朝能状态浴折讴控财的暗，规范假踵的安团滴布制5=■北宗爰飞华通样顼开发有限苴亘隹&EXJJENGEiJ4SYM0NIT0ftTfiCHNQ^CGYCO^tbg-w讨gAJYM&wg电t'ian失眠、焦虑、抑郁诊疗模式失眠梏疗眼行用临珏雨符盼虫求.心逐学技术-运程无缠前技术和朝能状态浴折讴控财的暗，规范假踵的安团滴布制5=■北宗爰飞华通样顼开发有限苴亘隹&EXJJENGEiJ4SYM0NIT0ftTfiCHNQ^CGYCO^tbg-初步应用，和临床机构建立起失眠、焦虑、抑郁及精神类疾患的诊断、治疗、调控、预防的定量化、信息化诊疗新模式。首先，建立失眠、焦虑、抑郁的定量化脑状态辅助评估指标，实时采集失眠、焦虑、抑郁的临床门诊患者的脑电波，患者在静息状态下，采集时间为15分钟，选取临床确诊的失眠焦虑抑郁患者的脑电数据和处理数据。选取相应数目的正常人，采集其静息状态的脑电波，时间同样是15分钟，获取脑电数据和处理结果，对比患者和正常人的脑定量化数据，分析统计相关性和差异性，确认脑状态指数反映亚健康状态的有效性。为临床治疗做基础。选取的患者数目待定。其二，建立临床精神分裂疾患病人的睡眠脑电实时监测平台，以无线移动通讯模式，可以在病房开展住院患者的夜间实时睡眠脑电监护，自动分析患者的睡眠结构、

脑状态数据和疾病病程发展变化的规律，为治疗疗效的评判，以及建立家庭化远程精神疾患的实时监控和预防提供数据基础。五、公司简介黑龙江华翔科技开发有限公司和北京易飞华通科技开发有限公司成立于1995年和2