神经刺激器及其控制方法与流程

1.本技术涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种神经刺激器及其控制方法。


背景技术：

2.随着智能医疗设备的发展，植入式医疗设备得到广泛应用。其中，迷走神经刺激器可以通过监测患者的心率，根据患者心率变化预测癫痫发病时机并释放脉冲刺激，以削弱或解除癫痫发作的威胁。相关技术中，迷走神经刺激器是基于固定的心率滑窗实现对患者的心率处理，该方式对于患者短时间内出现大幅度心率增加的情况，并不能很好的识别癫痫发病，从而无法及时释放脉冲刺激以消除癫痫。


技术实现要素：

3.本技术提供了一种神经刺激器及其控制方法。
4.根据本技术实施例的第一方面，提供一种神经刺激器控制方法，包括：
5.步骤101，获取目标对象的实时心率数据；
6.步骤102，根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数；
7.步骤103，基于调整后滑窗参数，控制神经刺激器输出刺激信号。
8.根据本技术实施例的第二方面，提供一种神经刺激器，包括：
9.获取模块，用于获取目标对象的实时心率数据；
10.滑窗调整模块，用于根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数；
11.刺激模块，用于基于调整后滑窗参数，控制所述神经刺激器输出刺激信号。
12.本技术实施例中，可以根据目标对象的实时心率数据与心率阈值之间的差异，及时调整神经刺激器的滑窗参数，并根据调整后的滑窗参数计算滑窗后心率数据，及时控制神经刺激器输出刺激信号。该方案中，可以根据实时心率数据与心率阈值之间的差异，实现动态调整迷走神经刺激器的滑窗参数，从而可以动态调整迷走神经刺激器以滑窗方式计算目标对象的滑窗后心率数据。例如，在目标对象短时间内心率过高的情况下，可以将滑窗时长调整的更短或将滑窗内取样次数调整的更少，以能够及时识别出目标对象可能在短时间内发生癫痫并及时释放刺激信号，以消除或削弱癫痫发作。
13.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限制本技术。
附图说明
14.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
15.图1是根据一示例性实施例示出的一种神经刺激器控制方法流程图；
16.图2是根据一示例性实施例示出的一种获取实时心率数据的方法流程图；
17.图3是根据一示例性实施例示出的又一种神经刺激器控制方法流程图；
18.图4是根据一示例性实施例示出的一种神经刺激器示意图；
19.图5是根据一示例性实施例示出的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
20.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的具体方式并不代表与本技术相一致的所有方案。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
21.在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
22.应当理解，尽管在本技术可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本技术范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
23.为了使本技术提供的神经刺激器控制方法更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本技术提供的方案执行过程进行详细描述。
24.参见图1，图1是本技术提供的实施例示出的一种神经刺激器控制方法流程图。该控制方法可应用于迷走神经刺激器，迷走神经刺激器为一种可植入患者体内的有源医疗装置，该装置包括可布置在患者迷走神经靶点处的电极，用于输出脉冲刺激信号，以消除或削弱癫痫发作。如图1所示，该流程包括：
25.步骤101，获取目标对象的实时心率数据。
26.本技术实施例中，目标对象为植入神经刺激器的对象。例如，植入迷走神经刺激器的人体对象。本步骤可以基于植入目标对象体内的迷走神经刺激器，实时获取目标对象的心率数据，作为目标对象的实时心率数据。其中，需要说明的是，本步骤具体获取实时心率数据的方式，在本技术实施例中并不限制。
27.在一种可能的实现方式中，所述获取目标对象的实时心率数据，即步骤101的具体实现，如图2所示可以包括以下步骤：
28.步骤201，基于所述神经刺激器的采集前端，实时采集所述目标对象的原始数据。
29.该实现方式中，神经刺激器可以包括采集前端，用于实时采集与目标对象的心率相关的信号作为原始数据。例如，可以利用光电容积描记技术或心电图技术实时采集目标对象的ppg信号或ecg信号，作为目标对象的原始数据。
30.步骤202，基于所述神经刺激器的心率识别模块，根据所述原始数据识别得到所述目标对象的所述实时心率数据。
31.该实现方式中，神经刺激器可以包括心率识别模块，用于根据采集前端实时采集的原始数据，实时识别得到目标对象的心率数据，作为实时心率数据。例如，心率识别模块可以根据采集的ppg信号、ecg信号，从中识别得到目标对象的实时心率数据。
32.步骤102，根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数。
33.本技术实施例中，可以预先设置心率阈值，通过将实时获取的目标对象的实时心率数据与预设的心率阈值进行比较，根据两者之间的差异大小来自动调整滑窗参数。其中，所述滑窗参数包括滑窗时长或滑窗内取样次数。
34.需要说明的是，对于根据实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数的具体方式，本技术实施例并不限制。示例性的，两者之间差异越大，滑窗参数调整幅度越大；或者，两者之间差异越大，滑窗参数调整幅度越小。
35.在一种可能的实现方式中，所述根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数，即步骤102的具体实现，可以包括：
36.根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，在初始滑窗参数的基础上调整为调整后滑窗参数；其中，所述实时心率数据与心率阈值的差异越大，所述初始滑窗参数与所述调整后滑窗参数之间调整幅度越大。
37.上述实现方式中，实时心率数据与心率阈值的差异越大，对滑窗参数的调整幅度越大。示例性的，如果目标对象实时心率数据远远高于预设的心率阈值，此时可以将滑窗时长调小或滑窗内取样次数调少，从而根据调整后滑窗参数计算得到滑窗后心率数据，并根据滑窗后心率数据是否超过心率阈值来决定是否输出刺激信号。该方式可以更加敏感地识别出目标患者在短时间内发生癫痫的可能性，并及时输出刺激信号以防止癫痫发生。示例性的，如果目标对象实时心率略高于或低于预设的心率阈值，滑窗参数可保持不变，调整后滑窗参数等于初始滑窗参数。
38.在一种可能的实现方式中，所述根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数，即步骤102的具体实现，可以包括：所述实时心率数据超过心率阈值越大，将滑窗时长调整的越短或滑窗内取样次数调整的越少。
39.上述实现方式中，在目标对象的实时心率数据超过心率阈值越大，可将滑窗时长调整的越短或将滑窗内取样次数调整的越少。该方式中，可以更快地计算出超阈值滑窗后心率数据，以更早判断是否对目标对象输出刺激信号，实现及时监测目标对象发生癫痫的时机并及时输出刺激信号。
40.在一些可选实施例中，所述实时心率数据与心率阈值的差异可以按照等级划分，根据差异大小的不同等级确定对滑窗参数的调整幅度的大小。在一种具体的实现方式中，可以将实时心率数据超过心率阈值的差异大小进行等级划分，并根据差异大小的不同等级确定对滑窗参数的调整幅度的大小。示例性的，如下表所示，可以将实时心率数据超过心率阈值的差异大小划分为：超阈值等级0、超阈值等级1、超阈值等级2、超阈值等级3，共4个等级，对应不同的等级确定的滑窗参数为：原始滑窗参数、α*原始滑窗参数、β*原始滑窗参数、γ*原始滑窗参数。
[0041][0042]
其中，α》β》γ，α、β和γ均可以表达为n*0.1，其中n为1到9之间的正整数。
[0043]
在上述列表中，如果目标对象的实时心率数据超过心率阈值的10％以下，则可将
两者之间的差异等级确定为：超阈值等级0，此时可以保持初始滑窗参数，例如保持原来的滑窗时长或滑窗内取样次数；如果目标对象的实时心率数据超过心率阈值的10％-20％，则可将两者之间的差异等级确定为：超阈值等级1，此时可以将滑窗参数调整为：α*原始滑窗参数；对于超阈值等级2、超阈值等级3同理，在此不再赘述。
[0044]
在上述具体实现方式中，可以预先将实时心率数据超过心率阈值的差异大小进行等级划分，并根据差异大小的不同等级确定对滑窗参数的调整幅度的大小。其中，超阈值等级越低，滑窗参数的调整幅度越小。
[0045]
步骤103，基于调整后滑窗参数，控制神经刺激器输出刺激信号。
[0046]
在对滑窗参数进行调整后，本步骤可以进一步基于调整后滑窗参数，在需要进行刺激的情况下，控制神经刺激器向目标对象的神经细胞的靶点输出刺激信号。例如，可以通过神经刺激器的电极向目标对象的神经细胞的靶点处释放脉冲刺激，以消除或削弱目标对象的癫痫发作。
[0047]
在一种可能的实现方式中，所述基于调整后滑窗参数，控制所述神经刺激器输出刺激信号，即步骤103的具体实现，如图3所示，可以包括以下步骤：
[0048]
步骤301，基于调整后滑窗参数，计算目标对象的滑窗后心率数据；
[0049]
步骤302，在所述滑窗后心率数据大于心率阈值的情况下，控制所述神经刺激器输出刺激信号。
[0050]
上述实现方式中，可以基于调整后滑窗参数，根据采集的实时心率数据计算滑窗后心率数据；进一步的，将滑窗后心率数据与心率阈值进行比较，如果滑窗后心率数据大于心率阈值，则控制神经刺激器输出刺激信号。
[0051]
在一种优选的实现方式中，在所述步骤103之后，还包括：返回步骤101。该方式中，根据实时心率数据超心率阈值的程度，实时闭环调整滑窗参数并计算滑窗后心率数据，以及时调整神经刺激器输出刺激信号。。
[0052]
在本技术实施例中，可以根据目标对象的实时心率数据与心率阈值之间的差异，及时调整神经刺激器的滑窗参数，并根据调整后的滑窗参数及时控制神经刺激器输出刺激信号。
[0053]
该方案中，可以根据实时心率数据与预设心率阈值之间的差异，实现动态调整神经刺激器的滑窗参数。例如，在目标对象短时间内心率过高的情况下，可以将滑窗时长调整的更短或将滑窗内取样次数调整的更少，以能够及时识别出目标对象可能在短时间内发生癫痫并及时释放刺激信号，以消除或削弱癫痫发作。
[0054]
图4所示，本技术提供了一种神经刺激器，可以执行本技术任一实施例的神经刺激器控制方法。该装置可以包括获取模块401、滑窗调整模块402和刺激模块403。其中：
[0055]
获取模块401，用于获取目标对象的实时心率数据；
[0056]
滑窗调整模块402，用于根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，调整滑窗参数；
[0057]
刺激模块403，用于基于调整后滑窗参数，控制所述神经刺激器输出刺激信号。
[0058]
可选地，所述获取模块401，包括：采集前端，用于实时采集所述目标对象的原始数据；心率识别模块，用于根据所述原始数据识别得到所述目标对象的所述实时心率数据；
[0059]
所述滑窗调整模块402，包括：实时心率数据判断模块，用于确定所述实时心率数
据与预设心率阈值的差异；滑窗调整子模块，用于根据所述实时心率数据与心率阈值的差异，在初始滑窗参数的基础上调整为调整后滑窗参数；其中，所述实时心率数据与心率阈值的差异越大，所述初始滑窗参数与所述调整后滑窗参数之间调整幅度越大；
[0060]
所述刺激模块403，包括：滑窗计算模块，用于基于调整后滑窗参数，计算目标对象的滑窗后心率数据；滑窗后心率数据判断模块，用于确定所述滑窗后心率数据与心率阈值之间的差异；刺激子模块，用于在所述滑窗后心率数据大于心率阈值的情况下，控制所述神经刺激器输出刺激信号。
[0061]
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本技术至少一个实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0062]
本技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时能够实现本技术任一实施例的神经刺激器控制方法。
[0063]
图5示出了本技术实施例所提供的一种更为具体的计算机设备硬件结构示意图，该设备可以包括：处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040和总线1050。其中处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040通过总线1050实现彼此之间在设备内部的通信连接。
[0064]
处理器1010可以采用通用的cpu(central processing unit，中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、或者一个或多个集成电路等方式实现，用于执行相关程序，以实现本说明书实施例所提供的技术方案。
[0065]
存储器1020可以采用rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、静态存储设备，动态存储设备等形式实现。存储器1020可以存储操作系统和其他应用程序，在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时，相关的程序代码保存在存储器1020中，并由处理器1010来调用执行。
[0066]
输入/输出接口1030用于连接输入/输出模块，以实现信息输入及输出。输入输出/模块可以作为组件配置在设备中(图中未示出)，也可以外接于设备以提供相应功能。其中输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风、各类传感器等，输出设备可以包括显示器、扬声器、振动器、指示灯等。
[0067]
通信接口1040用于连接通信模块(图中未示出)，以实现本设备与其他设备的通信交互。其中通信模块可以通过有线方式(例如usb、网线等)实现通信，也可以通过无线方式(例如移动网络、wifi、蓝牙等)实现通信。
[0068]
总线1050包括一通路，在设备的各个组件(例如处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030和通信接口1040)之间传输信息。
[0069]
需要说明的是，尽管上述设备仅示出了处理器1010、存储器1020、输入/输出接口1030、通信接口1040以及总线1050，但是在具体实施过程中，该设备还可以包括实现正常运行所必需的其他组件。此外，本领域的技术人员可以理解的是，上述设备中也可以仅包含实
现本说明书实施例方案所必需的组件，而不必包含图中所示的全部组件。
[0070]
本技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时能够实现本技术任一实施例的神经刺激器控制方法。
[0071]
其中，所述非临时性计算机可读存储介质可以是rom、随机存取存储器(ram)、cd-rom、磁带、软盘和光数据存储设备等，本技术并不对此进行限制。
[0072]
在一些可选实施例中，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，当计算机可读代码在设备上运行时，设备中的处理器执行用于实现如上任一实施例提供的神经刺激器控制方法。该计算机程序产品可以具体通过硬件、软件或其结合的方式实现。
[0073]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本技术的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0074]
应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。
[0075]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用于限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。