CN117159925A - 一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法及装置，其中，方法包括：获取睡眠监测设备在第一时长内采集所述患者的睡眠信息；根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，所述目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，所述第二工作模式包括恒流模式和恒压模式；生成所述目标工作模式对应的刺激指令，并将所述刺激指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述刺激指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。采用本申请实施例，可以在对患者进行治疗时，避免对患者的睡眠产生影响。

Description

一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法及装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法及装置。

背景技术

目前，植入式神经刺激***主要包括置于体内的神经刺激器和置于体外的能控器。能控器与神经刺激器之间可以进行射频通讯和能量传输，能控器向神经刺激器提供射频电能。在此基础上，能控器实时提供刺激脉冲指令来驱动神经刺激器的刺激电极，从而神经刺激器向患者的治疗部位施加刺激电流。

在神经刺激器输出刺激电流的过程中，第一工作模式和第二工作模式同时工作，其中，第一工作模式根据频率划分为主动平衡模式和被动平衡模式。神经刺激器处于主动平衡模式时输出的刺激电流频率更高对患者的神经刺激感更小，但更加耗电。此外，第二工作模式根据输出方式划分为恒流模式和恒压模式。神经刺激器处于恒流模式时输出的刺激电流相比恒压模式更耗电，且对患者的刺激感更小。

为了节约能控器电量，刺激器输出电流的模式一般默认设置为第一刺激模式为被动平衡模式，第二刺激模式为恒压模式。但是当患者处于睡眠状态时，刺激强度的控制是一个需要考虑的问题。如果刺激强度过高，会直接影响患者的睡眠质量，使患者感受到不适的刺激感，影响患者的睡眠质量。

发明内容

本申请提供了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法及装置，可以在对患者进行治疗时，避免对患者的睡眠产生影响。

在本申请的第一方面，本申请提供了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，应用于置于患者体外的能控器，能控器与置于患者体内的刺激器连接，能控器向刺激器提供射频电能，基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法包括：

获取睡眠监测设备在第一时长内采集所述患者的睡眠信息；

根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，所述目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，所述第二工作模式包括恒流模式和恒压模式；

生成所述目标工作模式对应的刺激指令，并将所述刺激指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述刺激指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

通过采用上述技术方案，在第一时长内采集的患者睡眠信息，可以实时了解患者的睡眠状态。基于睡眠信息确定的目标工作模式，该目标工作模式综合考虑了针对不同睡眠状态采取不同刺激策略的需求。上述过程可以对患者的瞬时睡眠状态进行监测和判断。针对不同睡眠状态采取不同刺激模式，可以实现对症下药，提高治疗效果。同时，恒流模式和恒压模式的应用，可以保证刺激稳定性或减小能耗。综上所述，该方案可以实现对患者睡眠状态的实时监测与响应，对症选择工作模式，从而实现在对患者进行治疗时，避免对患者的睡眠产生影响。

可选的，所述根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，包括：

根据所述睡眠信息，确定所述患者的睡眠阶段，并根据所述睡眠阶段确定所述目标工作模式；或，

根据所述睡眠信息，计算睡眠系数，根据所述睡眠系数确定所述目标工作模式。

通过采用上述技术方案，根据不同睡眠阶段选择工作模式，可以使刺激参数更好适应该阶段的治疗需求。计算睡眠系数可以定量评估睡眠质量，不同数量级的系数值也对应不同的最优工作模式。根据睡眠系数选择模式，可以实现定量的个体化治疗。这两种方式都可以实现按照患者的实际睡眠状态进行个体化的模式选择，使刺激治疗参数的调节更加精准。

可选的，所述睡眠阶段包括清醒阶段、浅睡阶段以及深睡阶段，所述根据所述睡眠阶段确定所述目标工作模式，包括：

当所述睡眠阶段为所述清醒阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒流模式；

当所述睡眠阶段为所述浅睡阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒压模式；

当所述睡眠阶段为所述深睡阶段时，确定第一工作模式为被动平衡模式，第二工作模式为恒压模式。

通过采用上述技术方案，针对不同睡眠阶段，采取不同的模式组合，既确保了治疗效果，又实现了个体化精准治疗。清醒时强刺激，深睡时弱刺激，避免干扰睡眠质量，同时兼顾了能耗控制。

可选的，所述睡眠信息包括心率、体动幅度以及呼吸频率，所述根据所述睡眠信息，计算睡眠系数，根据所述睡眠系数确定所述目标工作模式，包括：

根据所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率，确定睡眠系数；

若所述睡眠系数大于第一阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式；

若所述睡眠系数小于或等于所述第一阈值，且，大于第二阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第一阈值大于所述第二阈值；

若所述睡眠系数小于或等于所述第二阈值，且大于第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第二阈值大于所述第三阈值；

若所述睡眠系数小于或等于所述第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒压模式。

通过采用上述技术方案，当睡眠系数大于第一阈值时，表明患者处于清醒或浅睡状态，此时选择主动平衡模式以提供较高刺激频率，同时选择恒流模式保证强度稳定。当睡眠系数低于第一阈值且高于第二阈值时，表明患者进入较深睡眠，此时选择被动平衡模式以降低刺激频率，同时维持恒流模式。如果睡眠系数继续下降但仍高于第三阈值时，考虑到可能处于睡眠不稳阶段，此时暂时恢复主动平衡与恒流模式。当睡眠系数最终低于第三阈值时，说明患者进入深度睡眠，此时选择被动平衡和恒压模式，提供稳定而微弱的刺激。从而通过对睡眠系数的判断，可以实现按需定制刺激参数，既确保治疗效果，又能最小影响睡眠质量。实现精准的个体化睡眠治疗。

可选的，所述根据所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率，确定睡眠系数，包括：

将所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率代入预设公式，得到所述睡眠系数；

其中，所述预设公式为：

SC＝A*(HR1-HR2)²+B*log((MA1-MA2)+1)+C*(RR1-RR2)；

式中，SC表示睡眠系数，HR1表示心率，HR2表示标准心率，A表示心率对应的系数，MA1表示体动幅度，MA2表示标准体动幅度，B表示体动幅度对应的系数，RR1表示呼吸频率，RR2表示标准呼吸频率，C表示呼吸频率对应的系数。

通过采用上述技术方案，心率偏离正常值越大表示睡眠越轻，体动幅度使用对数关系可以反映轻微变化，呼吸频率偏离正常也提示睡眠状态。计算出的睡眠系数可以在数值上量化睡眠质量。通过计算睡眠系数，再与阈值比较，可以判断出患者的睡眠深度，从而相应选择最佳的刺激模式。

可选的，所述方法还包括：

当患者处于惊醒阶段时，接收患者的反馈信息，根据所述反馈信息调整所述目标工作模式，生成调节后的目标工作模式的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

通过采用上述技术方案，当出现惊醒状态时，可以快速定位问题原因，及时调整刺激模式参数，避免治疗效果下降，提高患者舒适性。

可选的，所述方法还包括：

根据所述睡眠信息，调节所述目标工作模式的目标刺激参数；

生成所述目标刺激参数对应的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

通过采用上述技术方案，该可选方案实现了基于睡眠信息动态调节目标刺激参数的功能。由于不同睡眠状态下最佳的刺激参数也不尽相同，所以需要根据检测到的睡眠信息来优化目标刺激参数，以适应患者的具体睡眠状态。

在本申请的第二方面提供了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置，装置包括：

在本申请的第三方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

在本申请的第四方面提供了一种能控器，包括：处理器、存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。

综上所述，本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

通过采用本申请技术方案，在第一时长内采集的患者睡眠信息，可以实时了解患者的睡眠状态。基于睡眠信息确定的目标工作模式，该目标工作模式综合考虑了针对不同睡眠状态采取不同刺激策略的需求。上述过程可以对患者的瞬时睡眠状态进行监测和判断。针对不同睡眠状态采取不同刺激模式，可以实现对症下药，提高治疗效果。同时，恒流模式和恒压模式的应用，可以保证刺激稳定性或减小能耗。综上所述，该方案可以实现对患者睡眠状态的实时监测与响应，对症选择工作模式，从而实现在对患者进行治疗时，避免对患者的睡眠产生影响。

附图说明

图1是本申请实施例提供的神经刺激***的应用场景示意图；

图2是本申请实施例提供的一种神经刺激***架构图；

图3是本申请实施例提供的一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置的架构图；

图5是本申请实施例的公开的一种能控器的结构示意图。

附图标记说明：500、能控器；501、处理器；502、存储器；503、用户接口；504、网络接口；505、通信总线。

具体实施方式

为了使本领域的技术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实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本申请实施例的描述中，“例如”或者“举例来说”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个***是指两个或两个以上的***，多个屏幕终端是指两个或两个以上的屏幕终端。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

随着人口老龄化和生活方式的改变，神经***发病率不断增加，如帕金森病、癫痫、抑郁症、焦虑症等，这些疾病对患者的身心健康和生活质量造成极大影响。而传统的治疗方法存在一定的局限性，如药物治疗、手术治疗等，存在副作用大、效果不稳定、难以控制等情况。因此，需要新的治疗方法来改善患者的症状和生活质量。

随着生物医学工程和神经科学等领域的发展，植入式医疗***不断得到改进和创新，治疗效果和安全性得到了不断提高，成为了治疗神经***疾病的一种重要手段，植入式电刺激技术作为一种新型的治疗手段，具有广泛的应用前景和重要的临床意义。

植入式医疗***通常包括：植入式神经电刺激***(Deep Brain Stimulation，DBS)，植入式脑皮层电刺激***(Cortical Neural Stimulation，CNS)，植入式脊髓电刺激***(Spinal Cord Stimulation，SCS)，植入式骶神经电刺激***(Sacral NerveStimulation，SNS)、植入式迷走神经电刺激***(Vagus Nerve Stimulation，VNS)以及植入式心脏电刺激***(Implantable Cardiac Stimulation System，ICSS)等，神经刺激器作为上述电刺激***的核心成分，起着至关重要的作用。

在此基础上，本申请实施例提供了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，请参照图1，其示出了本申请一个实施例提供的神经刺激***的应用场景示意图，如该神经刺激***可以包括神经刺激器、能控器、终端以及服务器，神经刺激器通过蓝牙模块与能控器进行无线连接，能控器通过射频天线为神经刺激器输出射频能量，以为其提供工作时的电能，此外能控器还内设有通讯模块，可通过有线或无线网络与终端以及服务器直接或间接地连接。

示例性地，如图1所示，神经刺激器置于患者体内的A部位，神经刺激器内设有刺激电极，刺激电极通过导线输出刺激电流至a治疗部位、b治疗部位以及c治疗部位进行电刺激治疗。

示例性地，终端可以是安装有神经刺激类目标应用程序的能控器，通常为医生和患者所使用。医生和患者可通过终端控制能控器，从而间接控制神经刺激器的工作，也可以获取能控器采集神经刺激器的实时运行数据，并可视化展示于医生或患者。该终端包括但不限于：安卓(Android)***设备、苹果公司开发的移动操作***(IOS)设备、个人计算机(PC)、全球局域网(World Wide Web，Web)设备以及智能穿戴设备(Wearable Devices，WD)等。

示例性地，服务器可以是上述神经刺激类目标应用程序的后台服务器，用于为上述能控器和终端提供后台服务。服务器可以接收并存储神经刺激器与能控器在治疗过程中的各方面数据，从而可对患者的病情进行汇总和分析。服务器可以是一台服务器，也可以是由多台服务器组成的服务器集群，或者是一个云计算服务中心，服务器可以通过有线或无线网络与能控器以及终端进行通信。

需要说明的是，图1介绍神经刺激器在人体的植入位置，以及其中各个治疗部位的举例的方式仅是示例性地，在可能的实施方式中，神经刺激器具体植入人体的位置，以及刺激电极输出刺激电流对应的治疗位置，需要根据神经刺激器的具体类型以及患者的病情确定。

上述实施例对本申请实施例提供的神经刺激***的应用场景做了相应的介绍，为了使本领域的技术人员更好地理解本申请实施例提供的神经刺激方法的原理，下面对神经刺激器之间的信息传递过程进行说明，请参照图2，图2示出了本申请实施例提供的一种神经刺激***架构图。

如图2所示，能控器中包括第一处理器、加速度计以及陀螺仪。当能控器佩戴在患者身上时，加速度计和陀螺仪用于实时采集用户的活动状态数据，并传输至第一处理器。第一处理器用于根据采集到的活动状态数据，确定患者所处的姿态。神经刺激器中的第二处理器，主要用于接收能控器输入的控制指令，并将控制指令转换为对应的参数，并该参数控制刺激电极输出刺激电流。

其中，神经刺激器和能控器两者之间的信息交互主要是通过蓝牙模块实现，神经刺激器中的第二处理器通过第一蓝牙模块接收能控器通过第二蓝牙模块发送的刺激指令，第二处理器可通过自带的模数转换器将刺激指令从模拟量转换为数字量，从而对刺激脉冲指令进行数据处理分析，生成刺激波形，并通过自带的数模转换电路将刺激波形从数字电压信号转换为模拟电压信号。当刺激指令为电压参数时，第二处理器将该模拟电压信号输出至比例放大电路，以对其进行电压参数的调整，得到电压刺激波形，并输出至电极控制电路；当刺激指令为电流参数时，第二处理器将该模拟电压信号转换为模拟电流信号，得到电流刺激波形，并输出至电极控制电路。电极控制电路可根据刺激波形配置刺激电极的开关状态以及电极方向，从而控制刺激电极对治疗部位输出刺激电流。

进一步地，神经刺激器还设置有检测模块，检测模块可获取刺激电极的运行参数，并将运行参数以第二处理器—第一蓝牙模块—第二蓝牙模块—第一处理器之间的传输路径传输至能控器，能控器可通过外部通讯模块将运行参数传输至终端和/或服务器，进而可通过能控器将神经刺激器的运行信息反馈至终端与服务器。

此外，本申请实施例提供的神经刺激***中的神经刺激器不需要额外安装电池供电，只需要能控器向其输出射频信号，便可满足神经刺激器的工作电能，从而进一步减小神经刺激器的体积。

具体的，能控器通过第二射频天线向神经刺激器中的第一射频天线发送射频信号，第一射频天线将接收到的射频信号输入至阻抗匹配电路。阻抗匹配电路用于调整电路中的阻抗，使得射频信号和电路之间的阻抗相匹配，从而降低信号在传输过程中由于信号反射造成的能量损失，进而提高信号传输的效率和质量。射频信号经过阻抗匹配电路后，输入至整流储能电路。整流储能电路用于将射频信号转换为电能并储存，以持续为第二处理器提供电能。

上述对本申请实施例提供的神经刺激***的架构，以及该架构下各端的运行原理进行了说明，在上述实施例的基础上，进一步地，请参考图3，特提出了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法的流程示意图，该方法可依赖于计算机程序实现，可依赖于单片机实现，也可运行于神经刺激***上，该计算机程序可集成在上述神经刺激器、能控器、终端以及服务器的目标应用程序中，也可作为独立的工具类应用运行，具体的，该方法包括步骤301至步骤304，上述步骤如下：

步骤301：获取睡眠监测设备在第一时长内采集患者的睡眠信息。

为了动态监测患者的睡眠状态，需要实时获取患者的睡眠信息。患者可配置睡眠监测设备，该设备可以包含传感器，用于检测患者在睡眠过程中的生理指标，如心率、呼吸频率、动作幅度等。

具体地，睡眠监测设备与能控器连接，在患者入睡后，睡眠监测设备开始工作，并配置工作时长，即第一时长。第一时长可以预设，也可以根据不同患者设定。在第一时长内，睡眠监测设备持续采集患者的心率、呼吸频率、动作幅度等睡眠信息，并实时传输到能控器。能控器接收睡眠信息，并进行存储与处理。通过持续一段时间内采集患者的睡眠信息，能够监测到患者从入睡到不同睡眠阶段的生理指标变化情况，为后续确定刺激器的工作模式提供依据，从而实现对神经刺激器的工作模式进行动态调节。

步骤302：根据睡眠信息，确定神经刺激器的目标工作模式，目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，第二工作模式包括恒流模式和恒压模式。

其中，在神经刺激器输出刺激电流的过程中，主要由能控器向神经刺激器发送刺激指令。神经刺激器中的第二处理器可读取该刺激指令中的刺激参数，从而根据刺激参数生成刺激波形，进而可通过控制刺激电极根据该刺激波形向患者的治疗部位输出刺激电流。能控器可每间隔一段时间就获取当前的剩余电量，以及患者的剩余治疗时长，从而根据剩余治疗时长调节控制器输出刺激电流的工作模式。

具体的，从刺激波形形状的角度考虑，刺激波形主要由前向波形和后向波形组成，其中，前向波形指的是神经电刺激治疗中，用于产生治疗效果的电信号波形，由于在该过程中会释放电荷，因此需要输出与前向波形相反的后向波形进行电荷中和，从而达到患者体内的电荷平衡。

其中，构成刺激波形形状的主要有波形幅度和波形脉宽两个参数，波形幅度指的是刺激电极输出刺激电流的大小，波形脉宽指的是输出刺激电流的时间宽度。在本申请实施例中，将前向波形的参数分别定义为前向波形幅度与前向波形脉宽；对应的，将后向波形的参数分别定义为后向波形幅度与后向波形脉宽。假设一个刺激波形只由一个前向波形和一个后向波形构成，则该刺激波形的刺激周期为前向波形脉宽与后向波形脉宽之和。由于后向波形需要中和前向波形释放的电荷，则可以推断出前向波形脉宽*前向波形幅度＝后向波形脉宽*后向波形幅度。

进一步地，通过改变前向波形脉宽和后向波形脉宽，即可改变神经刺激器输出刺激电流的频率，在本申请实施例中根据神经刺激器输出刺激电流的频率，可将神经刺激器的工作模式划分为主动平衡模式和被动平衡模式。

在神经刺激器处于主动平衡模式下，其输出刺激电流的频率是可控的，即可通过调整后向波形的后向波形脉宽和后向波形幅度，以中和前向波形产生的电荷；在神经刺激器处于被动平衡模式下，可控制刺激电极组内的电极以电极短接的方式，使得前向波形产生的电荷自动消除。因此，处于被动平衡模式下的神经刺激器输出刺激电流的频率较低且不可控。

此外，根据输出刺激电流的方式可以划分为恒流模式和恒压模式。

其中，当神经刺激器处于恒流模式下，神经刺激器会维持一个恒定的电流输出，不受阻抗影响。因此，如果刺激电极与治疗部位的阻抗发生变化，刺激电流的强度会保持不变。使得刺激更加稳定，并减少由于阻抗变化导致的疼痛或不适。然而，恒流模式通常需要更高的电压来驱动电流，这可能导致电池耗电量更快。

当神经刺激器处于恒压模式下，神经刺激器会维持一个恒定的电压输出。如果阻抗发生变化，电流也会相应地变化，可能会导致患者感到疼痛或不适的增加。然而，恒压模式通常需要较低的电压来驱动电流，因此相比于恒流模式耗电量更小。

不同的睡眠状态下，患者对刺激的敏感程度不同，需要相应调整神经刺激器的工作模式，以保证治疗效果。在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，步骤302中：根据睡眠信息，确定神经刺激器的目标工作模式的这一步骤，具体还可以包括以下步骤：

步骤401：根据睡眠信息，确定患者的睡眠阶段，并根据睡眠阶段确定目标工作模式。

在睡眠过程中，人体会经历清醒、浅睡眠、深睡眠等不同的睡眠阶段。在不同睡眠阶段，人体对外界刺激的敏感程度也不同。例如在深睡眠阶段，人体对外界刺激的敏感程度较低。如果不能根据睡眠阶段调整刺激强度，可能导致在深睡眠阶段刺激效果不佳。因此需要检测睡眠阶段，并相应确定刺激器的工作模式。

可以根据先前步骤中获取的心率、呼吸频率、动作幅度等睡眠信息，经过处理判断出当前的睡眠阶段。例如，浅睡眠阶段心率稳定，呼吸频率较低；深睡眠阶段心率进一步降低，呼吸频率降低且均匀，动作幅度最小。根据这些特征可以判断出当前的睡眠阶段。然后根据判断的睡眠阶段，选择相应的刺激器工作模式。

可以根据患者的实际睡眠阶段，选择最佳的刺激器工作模式，在不同阶段提供最适宜的刺激强度。确保在浅睡眠提供足够刺激效果，在深睡眠又不会过度刺激。这样可以提高治疗效果，同时也提高患者舒适度。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，步骤401：根据睡眠阶段确定目标工作模式这一步骤，具体还可以包括以下步骤：

步骤501：当睡眠阶段为清醒阶段时，确定第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒流模式。

在清醒阶段，患者的认知和知觉功能比较强，可以承受较强的刺激。如果不能提供足够强度的刺激，会影响治疗效果。同时清醒阶段身体活动频繁，刺激强度需要可控制以避免不适。

具体地，确定患者处于清醒阶段后，配置刺激器的第一工作模式为主动平衡模式，这样可以通过控制后向波形参数来调节刺激频率。第二工作模式设为恒流模式，可以提供稳定的刺激电流，不受阻抗干扰，避免活动过程中产生刺激强度波动。

主动平衡模式可以根据清醒阶段的需求提供强而可控的刺激频率。恒流模式可以使刺激电流保持稳定。两种模式的结合可以提高清醒阶段的刺激治疗效果和舒适度。

步骤502：当睡眠阶段为浅睡阶段时，确定第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒压模式。

在浅睡眠阶段，患者对外界刺激较为敏感，不能采用过强的刺激。同时考虑到浅睡眠时间较长，需要采取节能模式。

具体地，确定患者处于浅睡眠阶段后，配置刺激器的第一工作模式为主动平衡模式，通过控制刺激频率提供适中的刺激强度。第二工作模式设为恒压模式，相较恒流模式可以降低能耗，更适合长时间工作。

主动平衡模式可以根据浅睡眠阶段的需求提供适度的刺激频率。恒压模式可以减少电池消耗。两种模式的结合可以在浅睡眠阶段实现既安全又节能的刺激治疗。

步骤503：当睡眠阶段为深睡阶段时，确定第一工作模式为被动平衡模式，第二工作模式为恒压模式。

在深睡眠阶段，患者对外界刺激最不敏感，需要提供最小的刺激强度。同时考虑深睡眠时间较长，需要采取更加节能的模式。

具体地，确定患者进入深睡眠阶段后，配置刺激器的第一工作模式为被动平衡模式，通过电极短接的方式提供最小的刺激频率。第二工作模式仍然采用恒压模式以节省电池电量。

被动平衡模式可以根据深睡眠阶段的特点提供最低的刺激频率。恒压模式可以大幅减少电池消耗。两种模式的结合可以在深睡眠阶段实现既安全又高效的刺激治疗。

步骤402：根据睡眠信息，计算睡眠系数，根据睡眠系数确定目标工作模式。

其中，睡眠系数是评估睡眠质量的一个重要实时指标，它可以反映出当前患者的睡眠状态。不同的睡眠系数表示当前睡眠质量的不同，应相应选择不同的刺激器工作模式，以动态适应睡眠质量的变化。

根据实时采集的心率、呼吸、动作等睡眠信息，可以动态计算出当前时刻深层睡眠的比例，生成一个实时的睡眠系数。实时的睡眠系数可以动态反映睡眠质量的变化。基于此可以实现工作模式的动态切换，精确对接患者的瞬时睡眠状态，从而进行个体化的当前状态刺激治疗。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，步骤402中：根据睡眠信息，计算睡眠系数这一步骤，具体还可以包括以下步骤：

步骤601：根据心率、体动幅度以及呼吸频率，确定睡眠系数。

在一种可行的实施方式中，可将心率、体动幅度以及呼吸频率代入预设公式，得到睡眠系数；

其中，预设公式为：

SC＝A*(HR1-HR2)²+B*log((MA1-MA2)+1)+C*(RR1-RR2)；

式中，SC表示睡眠系数，HR1表示心率，HR2表示标准心率，A表示心率对应的系数，MA1表示体动幅度，MA2表示标准体动幅度，B表示体动幅度对应的系数，RR1表示呼吸频率，RR2表示标准呼吸频率，C表示呼吸频率对应的系数。

具体地，心率、体动幅度和呼吸频率是评估睡眠状态的关键生理参数。组合利用这三个参数，可以更全面准确地反映睡眠状态。通过定量的计算公式，可以得到一个客观的睡眠系数，避免主观判断带来的误差。

进一步地，该预设公式综合考虑了影响睡眠质量的三个关键生理信号：心率、体动幅度和呼吸频率。心率：与标准心率的差值反映睡眠的深度，心率越接近标准心率表示睡眠越深。体动幅度：采用对数关系，因为体动幅度对睡眠质量的影响不是线性的。体动越小表示睡眠越深。呼吸频率：与标准呼吸频率的差值也反映睡眠深度，呼吸频率越接近标准表示睡眠越深。

步骤602：若睡眠系数大于第一阈值，则确定神经刺激器的第一工作模式为主动平衡模式，以及第二工作模式为恒流模式。

步骤603：若睡眠系数小于或等于第一阈值，且，大于第二阈值，则确定神经刺激器的第一工作模式为被动平衡模式，以及第二工作模式为恒流模式，第一阈值大于第二阈值。

步骤604：若睡眠系数小于或等于第二阈值，且大于第三阈值，则确定神经刺激器的第一工作模式为主动平衡模式，以及第二工作模式为恒流模式，第二阈值大于第三阈值。

步骤605：若睡眠系数小于或等于第三阈值，则确定神经刺激器的第一工作模式为被动平衡模式，以及第二工作模式为恒压模式。

具体地，由于患者在不同睡眠状态下的生理条件和治疗需求存在差异，如果采用单一的刺激模式，就无法满足个体化治疗的需求。设置多个睡眠系数阈值区间，可以更精细地检测睡眠状态的细微变化，从而相应选择最优的刺激模式，实现对症下药式的精准调节。

根据先前所获取的睡眠生理信息，按照预设计算公式，实时计算出患者的睡眠系数。将计算所得的睡眠系数与预设的阈值进行对比，判断睡眠系数所处的数值区间，包括：大于第一阈值、小于等于第一阈值且大于第二阈值、小于等于第二阈值且大于第三阈值以及小于等于第三阈值这四个区间。

根据睡眠系数的区间判断结果，相应确定神经刺激器的工作模式：

若睡眠系数大于第一阈值，则判定为清醒和浅度睡眠状态，此时确定第一工作模式为主动平衡模式，以提供较强而可控的刺激频率；同时确定第二工作模式为恒流模式，以提供稳定的刺激强度。

若睡眠系数小于等于第一阈值且大于第二阈值，则判定为中度睡眠状态，此时确定第一工作模式为被动平衡模式，以提供较低的刺激频率；同时保持恒流模式以保证刺激强度的稳定性。

若睡眠系数小于等于第二阈值且大于第三阈值，则判定为深度睡眠早期，此时恢复主动平衡与恒流模式，提供较强刺激。

若睡眠系数小于等于第三阈值，则判定为深度睡眠中后期，此时确定第一工作模式为被动平衡模式以提供最小刺激，并切换为恒压模式以减少能量消耗。

步骤303：生成目标工作模式对应的刺激指令，并将刺激指令发送至神经刺激器，以使神经刺激器根据刺激指令向患者的治疗部位输出刺激电流。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法还可以包括以下步骤：

步骤701：根据睡眠信息，调节目标工作模式的目标刺激参数。

由于不同睡眠状态下的生理条件各不相同，在调整神经刺激器的工作模式后，还需要个体化调整刺激参数才能达到最佳治疗效果。

具体地，持续获取患者的睡眠信息，如心率、呼吸频率、体动幅度等数据，并实时分析这些信息判断出患者目前的睡眠状态。根据判断出的睡眠状态，查询存储的大数据统计模型，查找该睡眠状态下的最佳刺激参数，包括刺激强度、脉宽、频率等参数的最佳取值范围。结合模型给出的最佳参数范围以及医生的经验，确定出特定患者当前睡眠状态下的最佳刺激参数，并将这些参数作为目标刺激参数更新到刺激器的工作模式配置中。

步骤702：生成目标刺激参数对应的调节指令，并将调节指令发送至神经刺激器，以使神经刺激器根据调节指令向患者的治疗部位输出刺激电流。

在一种可行的实施方式中，当患者处于惊醒阶段时，接收患者的反馈信息，根据反馈信息调整目标工作模式，生成调节后的目标工作模式的调节指令，并将调节指令发送至神经刺激器，以使神经刺激器根据调节指令向患者的治疗部位输出刺激电流。

当患者出现惊醒时，表示当前的刺激模式可能存在不适，需要即时调整以避免治疗效果下降。而通过分析患者的反馈信息，可以判断引起惊醒的原因并相应调整模式。

具体地，当监测到患者出现惊醒时，立即激活患者反馈模块。从而收集患者反馈的信息，主要包括疼痛程度、不适位置等。分析反馈信息找出可能引起惊醒的刺激模式参数，如强度过大等。调整引起不适的参数，生成调整后的目标刺激模式。例如降低刺激强度。将调整后的模式指令发送给刺激器，刺激器即时调整模式输出。

通过及时收集并分析患者反馈，可以找出导致不适的原因并调整模式，避免治疗效果下降，提高患者舒适性。

本申请实施例还提供了一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置，请参照图4，图4是本申请实施例公开的一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置的架构图。所述装置包括：睡眠信息获取模块、目标工作模式确定模块以及刺激指令生成模块，其中：

睡眠信息获取模块，用于获取睡眠监测设备在第一时长内采集所述患者的睡眠信息；

目标工作模式确定模块，用于根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，所述目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，所述第二工作模式包括恒流模式和恒压模式；

刺激指令生成模块，用于生成所述目标工作模式对应的刺激指令，并将所述刺激指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述刺激指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述目标工作模式确定模块还可以包括：

睡眠阶段确定单元，用于根据所述睡眠信息，确定所述患者的睡眠阶段，并根据所述睡眠阶段确定所述目标工作模式；

睡眠系数计算单元，用于根据所述睡眠信息，计算睡眠系数，根据所述睡眠系数确定所述目标工作模式。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述睡眠阶段确定单元还可以包括：

第一目标工作模式确定子单元，用于当所述睡眠阶段为所述清醒阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒流模式；

第二目标工作模式确定子单元，用于当所述睡眠阶段为所述浅睡阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒压模式；

第三目标工作模式确定子单元，用于当所述睡眠阶段为所述深睡阶段时，确定第一工作模式为被动平衡模式，第二工作模式为恒压模式。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述睡眠系数计算单元具体还可以包括：

睡眠系数计算子单元，用于将所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率代入预设公式，得到所述睡眠系数；

其中，所述预设公式为：

SC＝A*(HR1-HR2)²+B*log((MA1-MA2)+1)+C*(RR1-RR2)；

式中，SC表示睡眠系数，HR1表示心率，HR2表示标准心率，A表示心率对应的系数，MA1表示体动幅度，MA2表示标准体动幅度，B表示体动幅度对应的系数，RR1表示呼吸频率，RR2表示标准呼吸频率，C表示呼吸频率对应的系数。

第一目标工作模式确定子单元，用于若所述睡眠系数大于第一阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式；

第二目标工作模式确定子单元，用于若所述睡眠系数小于或等于所述第一阈值，且，大于第二阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第一阈值大于所述第二阈值；

第三目标工作模式确定子单元，用于若所述睡眠系数小于或等于所述第二阈值，且大于第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第二阈值大于所述第三阈值；

第四目标工作模式确定子单元，用于若所述睡眠系数小于或等于所述第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒压模式。

在上述实施例的基础上，作为一种可选的实施例，所述基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置，还可以包括：

惊醒阶段反馈模块，用于当患者处于惊醒阶段时，接收患者的反馈信息，根据所述反馈信息调整所述目标工作模式，生成调节后的目标工作模式的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流；

目标刺激参数调节模块，用于根据所述睡眠信息，调节所述目标工作模式的目标刺激参数；调节指令生成模块，用于生成所述目标刺激参数对应的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

需要说明的是：上述实施例提供的装置在实现其功能时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的装置和方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本申请还公开一种能控器。参照图5，图5是本申请实施例的公开的一种能控器的结构示意图。该能控器500可以包括：至少一个处理器501，至少一个网络接口504，用户接口503，存储器502，至少一个通信总线505。

其中，通信总线505用于实现这些组件之间的连接通信。

其中，用户接口503可以包括显示屏(Display)、摄像头(Camera)，可选用户接口503还可以包括标准的有线接口、无线接口。

其中，网络接口504可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。

其中，处理器501可以包括一个或者多个处理核心。处理器501利用各种接口和线路连接整个服务器内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器502内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器502内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据。可选的，处理器501可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器501可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作***、用户界面图和应用程序等；GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器501中，单独通过一块芯片进行实现。

其中，存储器502可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。可选的，该存储器502包括非瞬时性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。存储器502可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器502可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作***的指令、用于至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现上述各个方法实施例的指令等；存储数据区可存储上面各个方法实施例中涉及的数据等。存储器502可选的还可以是至少一个位于远离前述处理器501的存储装置。参照图5，作为一种计算机存储介质的存储器502中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法的应用程序。

在图5所示的能控器500中，用户接口503主要用于为用户提供输入的接口，获取用户输入的数据；而处理器501可以用于调用存储器502中存储一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法的应用程序，当由一个或多个处理器501执行时，使得能控器500执行如上述实施例中一个或多个所述的方法。需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几种实施方式中，应该理解到，所披露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些服务接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其他的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储器中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储器中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储器包括：U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践真理的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。

本申请旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开未记载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，本公开的范围和精神由权利要求限定。

Claims (10)

1.一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，应用于置于患者体外的能控器，所述能控器与置于患者体内的刺激器以及置于所述患者体外的状态检测设备以及用户端连接，所述能控器向所述刺激器提供射频电能，所述基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法包括：

获取睡眠监测设备在第一时长内采集所述患者的睡眠信息；

根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，所述目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，所述第二工作模式包括恒流模式和恒压模式；

生成所述目标工作模式对应的刺激指令，并将所述刺激指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述刺激指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

2.根据权利要求1所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，包括：

根据所述睡眠信息，确定所述患者的睡眠阶段，并根据所述睡眠阶段确定所述目标工作模式；或，

根据所述睡眠信息，计算睡眠系数，根据所述睡眠系数确定所述目标工作模式。

3.根据权利要求2所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述睡眠阶段包括清醒阶段、浅睡阶段以及深睡阶段，所述根据所述睡眠阶段确定所述目标工作模式，包括：

当所述睡眠阶段为所述清醒阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒流模式；

当所述睡眠阶段为所述浅睡阶段时，确定所述第一工作模式为主动平衡模式，第二工作模式为恒压模式；

当所述睡眠阶段为所述深睡阶段时，确定第一工作模式为被动平衡模式，第二工作模式为恒压模式。

4.根据权利要求2所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述睡眠信息包括心率、体动幅度以及呼吸频率，所述根据所述睡眠信息，计算睡眠系数，根据所述睡眠系数确定所述目标工作模式，包括：

根据所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率，确定睡眠系数；

若所述睡眠系数大于第一阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式；

若所述睡眠系数小于或等于所述第一阈值，且，大于第二阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第一阈值大于所述第二阈值；

若所述睡眠系数小于或等于所述第二阈值，且大于第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为主动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒流模式，所述第二阈值大于所述第三阈值；

若所述睡眠系数小于或等于所述第三阈值，则确定所述神经刺激器的所述第一工作模式为被动平衡模式，以及所述第二工作模式为恒压模式。

5.根据权利要求4所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述根据所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率，确定睡眠系数，包括：

将所述心率、所述体动幅度以及所述呼吸频率代入预设公式，得到所述睡眠系数；

其中，所述预设公式为：

SC＝A*(HR1-HR2)²+B*log((MA1-MA2)+1)+C*(RR1-RR2)；

式中，SC表示睡眠系数，HR1表示心率，HR2表示标准心率，A表示心率对应的系数，MA1表示体动幅度，MA2表示标准体动幅度，B表示体动幅度对应的系数，RR1表示呼吸频率，RR2表示标准呼吸频率，C表示呼吸频率对应的系数。

6.根据权利要求1所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

当患者处于惊醒阶段时，接收患者的反馈信息，根据所述反馈信息调整所述目标工作模式，生成调节后的目标工作模式的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

7.根据权利要求1所述的基于人体睡眠状态的神经刺激器控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述睡眠信息，调节所述目标工作模式的目标刺激参数；

生成所述目标刺激参数对应的调节指令，并将所述调节指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述调节指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

8.一种基于人体睡眠状态的神经刺激器控制装置，其特征在于，所述装置包括：

睡眠信息获取模块，用于获取睡眠监测设备在第一时长内采集所述患者的睡眠信息；

目标工作模式确定模块，用于根据所述睡眠信息，确定所述神经刺激器的目标工作模式，所述目标工作模式包括第一工作模式和第二工作模式，所述第一工作模式包括主动平衡模式和被动平衡模式，所述第二工作模式包括恒流模式和恒压模式；

刺激指令生成模块，用于生成所述目标工作模式对应的刺激指令，并将所述刺激指令发送至所述神经刺激器，以使所述神经刺激器根据所述刺激指令向所述患者的治疗部位输出刺激电流。

9.一种能控器，其特征在于，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述能控器执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行如权利要求1-7任意一项所述的方法。