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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310409666.8 (22)申请日 2013.09.09 (73)专利权人 中国科学院深圳先进技术研究院 地址 518055 广东省深圳市南山区西丽大 学城学苑大道1068号 (72)发明人 王立平鲁艺钟成 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 吴平 (51)Int.Cl. A61N 5/06(2006.01) A61N 1/36(2006.01) (56)对比文件 CN 101537228 A,2009.09.23, US 2013。
2、144358 A1,2013.06.06, US 2010312305 A1,2010.12.09, 审查员 马超 (54)发明名称 自我奖赏刺激系统 (57)摘要 一种自我奖赏刺激系统， 包括多巴胺检测模 块、 处理模块及刺激模块； 所述多巴胺检测模块 用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平 参数； 所述处理模块与所述多巴胺检测模块通信 连接， 用于实时接收并分析处理所述多巴胺水平 参数； 所述刺激模块与所述处理模块通信连接， 当所述多巴胺水平参数达到预设的阈值时， 所述 处理模块判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控 制所述刺激模块施加刺激信号对患者中枢神经 系统进行刺激治疗。 上述自我奖。
3、赏刺激系统针对 抑郁症患者和药物成瘾患者的中枢神经系统的 多巴胺水平异常， 通过对患者中枢神经系统进行 刺激性治疗， 有效缓解抑郁症和药物成瘾症状， 并与传统技术相比， 采用上述自我奖赏刺激系统 治疗的副作用较小。 权利要求书1页 说明书4页 附图1页 CN 103446672 B 2016.08.10 CN 103446672 B 1.一种自我奖赏刺激系统， 其特征在于， 包括： 多巴胺检测模块， 用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平参数； 处理模块， 与所述多巴胺检测模块通信连接， 用于实时接收并分析处理所述多巴胺水 平参数； 及 刺激模块， 与所述处理模块通信连接， 当所述多巴胺水平。
4、参数达到预设的阈值时， 所述 处理模块判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制所述刺激模块施加刺激信号对患者中枢 神经系统进行刺激治疗； 所述自我奖赏刺激系统， 还包括控制报警模块， 所述控制报警模块与所述处理模块通 信连接， 当所述多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 所述处理模块判定患者抑郁症或药物 成瘾发作， 并控制所述控制报警模块发出警报； 所述控制报警模块包括无线收发单元及无线终端单元， 所述无线收发单元与所述无线 终端单元通信连接， 当所述多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 所述处理模块判定患者抑 郁症或药物成瘾发作， 并控制所述无线收发单元发出控制信号， 所述无线终端单元接收所 述控制信。
5、号并发出警报信息； 所述无线终端单元还用于通过所述无线收发单元向所述处理模块发出指令， 所述处理 模块接收所述指令并控制所述刺激模块施加刺激信号； 所述警报信息为患者中枢神经系统的多巴胺水平参数及地理位置坐标； 所述多巴胺检测模块具体用于实时测量患者中枢神经系统中的腹侧被盖区的多巴胺 水平参数， 所述刺激模块用于刺激患者中枢神经系统中的腹侧被盖区； 所述刺激模块包括植入于患者中枢神经系统中的腹侧被盖区的光纤及植入在患者头 部的微型激光器， 所述处理模块控制所述微型激光器发射光信号， 所述光信号通过所述光 纤传导至患者中枢神经系统中的腹侧被盖区， 以对患者中枢神经系统中的腹侧被盖区进行 功能性光。
6、刺激； 所述自我奖赏刺激系统还包括电源模块， 所述电源模块用于对所述多巴胺检测模块、 所述处理模块及所述刺激模块进行供电； 所述自我奖赏刺激系统还包括存储模块， 所述存储模块与所述处理模块通信连接， 用 于实时存储患者中枢神经系统的多巴胺水平参数。 权利要求书 1/1 页 2 CN 103446672 B 2 自我奖赏刺激系统 技术领域 0001 本发明涉及医疗仪器领域， 特别是涉及一种自我奖赏刺激系统。 背景技术 0002 目前全球约有6亿人正在被包括癫痫、 帕金森症、 精神分裂症、 抑郁症、 老年痴呆 症、 脑中风、 药物成瘾等在内的众多中枢神经系统和精神疾病所困扰。 并且随着经济、 社会。
7、 等多因素的影响， 这些疾病， 尤其是抑郁症患者的数量有逐年增加的趋势， 对社会和经济的 发展造成了巨大的障碍。 抑郁症患者往往会有自杀倾向， 药物成瘾不仅影响到患者的身体 健康和家庭的安定， 此外， 药物成瘾不仅影响到患者的身体健康和家庭的安定， 还会引发许 多社会问题。 0003 对于抑郁症， 传统的治疗方法是药物治疗和心理治疗。 然而传统的治疗方法均存 在一定的局限性。 药物治疗可能会引起抑郁症患者的认知损伤， 具有较大的副作用。 而传统 的药物成瘾治疗方法主要采取强制性的戒除的方法。 药物成瘾患者由于快感无法获取， 因 此很容易引起成瘾发作， 同样具有较大的副作用。 发明内容 0004。
8、 基于此， 针对传统的抑郁症及药物成瘾治疗方法上的缺陷， 有必要提供一种治疗 副作用较小的自我奖赏刺激系统。 0005 一种自我奖赏刺激系统， 包括： 0006 多巴胺检测模块， 用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平参数； 0007 处理模块， 与所述多巴胺检测模块通信连接， 用于实时接收并分析处理所述多巴 胺水平参数； 及 0008 刺激模块， 与所述处理模块通信连接， 当所述多巴胺水平参数达到预设的阈值时， 所述处理模块判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制所述刺激模块施加刺激信号对患者 中枢神经系统进行刺激治疗。 0009 在其中一个实施例中， 还包括控制报警模块， 所述控制报警模块。
9、与所述处理模块 通信连接， 当所述多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 所述处理模块判定患者抑郁症或药 物成瘾发作， 并控制所述控制报警模块发出警报。 0010 在其中一个实施例中， 所述控制报警模块包括无线收发单元及无线终端单元， 所 述无线收发单元与所述无线终端单元通信连接， 当所述多巴胺水平参数低于预设的阈值 时， 所述处理模块判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制所述无线收发单元发出控制信 号， 所述无线终端单元接收所述控制信号并发出警报信息。 0011 在其中一个实施例中， 所述无线终端单元还用于通过所述无线收发单元向所述处 理模块发出指令， 所述处理模块接收所述指令并控制所述刺激模块施。
10、加刺激信号。 0012 在其中一个实施例中， 所述警报信息为患者中枢神经系统的多巴胺水平参数及地 理位置坐标。 说明书 1/4 页 3 CN 103446672 B 3 0013 在其中一个实施例中， 所述多巴胺检测模块具体用于实时测量患者中枢神经系统 中的腹侧被盖区的多巴胺水平参数， 所述刺激模块用于刺激患者中枢神经系统中的腹侧被 盖区。 0014 在其中一个实施例中， 所述刺激模块包括植入于患者中枢神经系统中的腹侧被盖 区的光纤及植入在患者头部的微型激光器， 所述处理模块控制所述微型激光器发射光信 号， 所述光信号通过所述光纤传导至患者中枢神经系统中的腹侧被盖区， 以对患者中枢神 经系统中。
11、的腹侧被盖区进行功能性光刺激。 0015 在其中一个实施例中， 所述刺激模块包括植入于患者中枢神经系统中的腹侧被盖 区的电极， 所述处理模块控制所述电极发射电信号， 以对患者中枢神经系统中的腹侧被盖 区进行功能性电刺激。 0016 在其中一个实施例中， 还包括电源模块， 所述电源模块用于对所述多巴胺检测模 块、 所述处理模块及所述刺激模块进行供电。 0017 在其中一个实施例中， 还包括存储模块， 所述存储模块与所述处理模块通信连接， 用于实时存储患者中枢神经系统的多巴胺水平参数。 0018 上述自我奖赏刺激系统， 针对抑郁症患者和药物成瘾患者的中枢神经系统， 尤其 是腹侧被盖区的多巴胺水平异。
12、常， 通过刺激模块对患者中枢神经系统进行刺激性治疗， 使 其多巴胺水平恢复正常， 有效缓解抑郁症和药物成瘾症状， 并与传统的治疗方法相比， 采用 上述自我奖赏刺激系统治疗的副作用较小。 0019 此外， 上述自我奖赏刺激系统具有用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平 参数的多巴胺检测模块及用于自动化控制的处理模块， 当患者中枢神经系统的多巴胺水平 参数异常时， 处理模块能够直接通过刺激模块对患者进行及时有效的刺激治疗。 附图说明 0020 图1为本发明较佳实施例中的自我奖赏刺激系统的模块图。 具体实施方式 0021 为了便于理解本发明， 下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。 附图中 。
13、给出了本发明的较佳实施方式。 但是， 本发明可以以许多不同的形式来实现， 并不限于本文 所描述的实施方式。 相反地， 提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更 加透彻全面。 0022 需要说明的是， 当元件被称为 “固定于” 另一个元件， 它可以直接在另一个元件上 或者也可以存在居中的元件。 当一个元件被认为是 “连接” 另一个元件， 它可以是直接连接 到另一个元件或者可能同时存在居中元件。 本文所使用的术语 “垂直的” 、“水平的” 、“左” 、 “右” 以及类似的表述只是为了说明的目的， 并不表示是唯一的实施方式。 0023 除非另有定义， 本文所使用的所有的技术和科学术语与属。
14、于本发明的技术领域的 技术人员通常理解的含义相同。 本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具 体的实施方式的目的， 不是旨在于限制本发明。 本文所使用的术语 “及 或” 包括一个或多个 相关的所列项目的任意的和所有的组合。 0024 请参阅图1， 本发明较佳实施例中的自我奖赏刺激系统100， 包括多巴胺检测模块 说明书 2/4 页 4 CN 103446672 B 4 110、 处理模块120、 刺激模块130、 控制报警模块140、 存储模块150及电源模块160。 0025 多巴胺检测模块110用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平参数。 对于抑 郁症患者而言， 其显著特征是中。
15、枢神经系统的多巴胺水平较低。 而对于药物成瘾患者由于 在使用成瘾药物时， 其中枢神经系统的腹侧被盖区的多巴胺水平显著升高而获得快感和兴 奋， 而在未使用成瘾药物时， 由于快感的缺失产生成瘾症状。 因此， 抑郁症患者和药物成瘾 患者的共同特点是中枢神经系统， 尤其是腹侧被盖区的多巴胺水平异常。 通过多巴胺检测 模块110来实时测量患者中枢神经系统的多巴胺水平参数， 可以准确地分析出患者的当前 状态。 0026 在本实施例中， 多巴胺检测模块110具体用于实时测量患者中枢神经系统中的腹 侧被盖区的多巴胺水平参数。 0027 处理模块120具体可为中央处理器。 处理模块120与多巴胺检测模块110通。
16、信连接， 用于实时接收并分析处理多巴胺水平参数。 处理模块120通过对多巴胺检测模块110测量所 得的多巴胺水平参数进行分析处理， 判断患者是否处于异常状态。 具体的， 可以预设定一个 阈值， 当多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 处理模块120判定患者抑郁症或药物成瘾发 作。 0028 人们可以预先测定一定样本量的患者在抑郁症或药物成瘾发作时的重力参数变 化， 由此设定一个较为准确的阈值。 0029 刺激模块130与处理模块120通信连接， 当多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 处 理模块120判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制刺激模块130施加刺激信号对患者进行 刺激治疗。 0030 在本。
17、实施例中， 刺激模块130具体用于刺激患者中枢神经系统中的腹侧被盖区。 刺 激模块130对腹侧被盖区进行刺激治疗治疗， 以缓解抑郁症或药物成瘾发作的症状。 0031 具体的， 刺激模块130可以通过功能性光刺激及功能性电刺激来对患者进行刺激 治疗。 刺激模块130包括光纤 （图未示） 及微型激光器 （图未示） ， 光纤植入于患者中枢神经系 统中的腹侧被盖区， 微型激光器植入在患者头部， 光纤与微型激光器相连接。 0032 工作时， 处理模块120控制微型激光器发射光信号， 光信号通过光纤传导至患者中 枢神经系统中的腹侧被盖区， 以对患者中枢神经系统中的腹侧被盖区进行功能性光刺激。 0033 在。
18、本实施方式中， 采用功能性光刺激前， 需要采用基因技术将兴奋性的光感蛋白 转入到神经系统中多巴胺能神经元中进行表达， 使其在细胞膜上形成特殊的离子通道。 这 些离子通道在不同波长的光照刺激下会分别对阳离子或者阴离子的通过产生选择性， 从而 造成细胞膜两边的膜电位发生变化， 达到对细胞选择性地兴奋或者抑制的目的。 其中， 兴奋 型通道蛋白基因为Channelrhodopsin-2 （ChR2） ， 抑制型通道蛋白基因为Helorhodopsin （NpHR） 。 具体在本实施例中， 光敏蛋白的功能为兴奋型。 0034 微型激光器发射的具有特定波长和频率的光信号， 并通过光纤导入至具有光敏感 基因。
19、的多巴胺能神经元。 特定波长和频率的激光能够激活多巴胺能神经元上的离子通道， 通过细胞膜两边的膜电位的变化达到对细胞选择性地兴奋的目的。 0035 需要指出的是， 刺激模块130还可包括电极 （图未示） 。 电极植入于患者中枢神经系 统中的腹侧被盖区。 0036 工作时， 处理模块120控制电极发射电信号， 以对患者中枢神经系统中的腹侧被盖 说明书 3/4 页 5 CN 103446672 B 5 区进行功能性电刺激， 以显著增强多巴胺能神经元的活动， 促进多巴胺浓度升高， 从而缓解 抑郁症和药物成瘾发作的症状。 0037 控制报警模块140与处理模块120通信连接， 当多巴胺水平参数低于预设。
20、的阈值 时， 处理模块120判定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制控制报警模块140发出警报。 具体 的， 警报信息为患者中枢神经系统的多巴胺水平参数及地理位置坐标， 控制报警模块140可 将上述警报信息发送至患者监护人和医生处， 以方便患者监护人和医生及时对患者进行治 疗。 0038 控制报警模块140可包括无线收发单元 （图未示） 及无线终端单元 （图未示） 。 无线 收发单元与无线终端单元通信连接。 当多巴胺水平参数低于预设的阈值时， 处理模块120判 定患者抑郁症或药物成瘾发作， 并控制无线收发单元发出控制信号， 无线终端单元接收控 制信号并发出警报信息。 0039 无线终端单元可为笔。
21、记本电脑、 手机或PDA等装置， 患者监护人和医生可以对其进 行随身携带， 以随时监控患者的状态。 并且， 无线终端单元还用于通过无线收发单元向处理 模块120发出指令， 处理模块120接收指令并控制刺激模块130施加刺激信号。 患者监护人或 医生通过无线终端单元对患者进行远程的主动治疗， 更进一步提高了治疗的及时性。 0040 电源模块160用于对多巴胺检测模块110、 处理模块120、 刺激模块130、 控制报警模 块140等进行供电。 0041 具体在本实施例中， 电源模块160采用射频供电的方式对上述模块进行供电。 可以 理解， 在其它实施例中， 电源模块160还可为电池， 与其它模块。
22、集成在一起并安设于患者体 内或由患者随身携带。 0042 存储模块150与所述处理模块120通信连接， 用于实时存储患者中枢神经系统的多 巴胺水平参数。 存储模块150对中枢神经系统的多巴胺水平参数进行实时存储， 以对抑郁症 等疾病的发生机理和治疗机制的研究提供实时准确的数据。 0043 具体在本实施例中， 存储模块150可为存储芯片， 并与其它模块集成在一起， 安设 于患者体内或由患者随身携带。 可以理解， 存储模块150还可为远程计算机， 处理模块120与 远程计算机无线通讯连接， 以实时向远程计算机上传输数据。 0044 上述自我奖赏刺激系统100， 针对抑郁症患者和药物成瘾患者的中枢神。
23、经系统， 尤 其是腹侧被盖区的多巴胺水平异常， 通过刺激模块130对患者中枢神经系统进行刺激性治 疗， 使其多巴胺水平恢复正常， 有效缓解抑郁症和药物成瘾症状， 并与传统的治疗方法相 比， 采用上述自我奖赏刺激系统100治疗的副作用较小。 0045 此外， 上述自我奖赏刺激系统100具有用于实时测量患者中枢神经系统的多巴胺 水平参数的多巴胺检测模块110及用于自动化控制的处理模块120， 当患者中枢神经系统的 多巴胺水平参数异常时， 处理模块120能够直接通过刺激模块130对患者进行及时有效的刺 激治疗。 0046 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。 应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说明书 4/4 页 6 CN 103446672 B 6 图1 说明书附图 1/1 页 7 CN 103446672 B 7 。