本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体地说，是涉及一种颈部颅底血管刺激训练装置。
背景技术：
威尼斯(willis)环是颅内最重要的侧支循环途径，将两侧半球和前、后循环联系起来。大脑动脉环，由两侧大脑前动脉始段、两侧颈内动脉末端、两侧大脑后动脉借前、后交通动脉连通而成。威尼斯环的病理损害或发育异常可以导致大脑和小脑供血异常，从而表现出头晕、头昏、头痛、站立不稳、抑郁、神经性疼痛、睡眠障碍、脑卒中等症状。
直流电刺激(directcurrentstimulation，dcs)是一种非侵入性的，利用恒定、低强度直流电调节神经元活动的技术。早在11世纪人们就开始尝试利用电来治疗疾病，随着认识的发展直流电刺激技术逐步成熟。dcs有两个不同的电极及其供电电池设备，外加一个控制软件设置刺激类型的输出。刺激方式包括3种，即阳极刺激、阴极刺激和伪刺激。阳极刺激通常能增强刺激部位神经的兴奋性，阴极刺激则降低刺激部位神经的兴奋性。dcs不是通过阈上刺激引起神经末梢放电，而是通过调节神经网络的活性而发挥作用。近年来的研究也发现，dcs对于肌痛、神经痛及脑卒中后偏瘫等有一定的治疗作用。
因此，现有的颅底刺激训练方案，往往加入了直流电刺激，以期达到良好的辅助治疗目的。但现有的颅底刺激训练设备，大多结构复杂，需要专人操作，患者无法自行使用(或自行使用达不到预期的训练效果，且训练的安全性欠佳，因为缺乏有效的训练计划指导)，使用上较为不便。
技术实现要素：
针对上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种颈部颅底血管刺激训练装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种颈部颅底血管刺激训练装置，包括用于从人体后部固定到颈部和颅底位置上的卡箍形弹性固定帽，设置在卡箍形弹性固定帽内侧的若干刺激部件，与所有的刺激部件连接的控制装置，设置在控制装置上的无线模块，以及与无线模块连接用于将训练计划传输至控制装置中储存、以使控制装置按照训练计划控制刺激部件工作的远程终端。
作为优选，所述刺激部件为电极。
进一步地，本实用新型还包括设置在卡箍形弹性固定帽内部并具有充气口的气囊，以及与气囊充气口连接的充气泵；所述控制装置与充气泵连接。气囊充气时将使弹性固定帽膨胀压迫颈部和颅底，给予压力刺激。
为避免漏气，所述充气泵与气囊的充气口接口处还设置有密封圈。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型通过设置卡箍形弹性固定帽，利用固定帽卡箍形的形状以及自身弹性的特点，可以方便固定到患者颈部和颅底处，而训练计划可由远程终端传输至控制装置中存储，患者在控制装置上选择该计划，并开启训练装置，控制装置即可自动控制相应的刺激部件工作，实现对颈部和颅底血管的刺激训练。
(2)本实用新型还设置了气囊和充气泵，除了直流电刺激，还可以通过给气囊充气，从而给予患者颈部和颅底压力刺激。如此一来，在配合训练计划后，利用控制装置的控制，可以实现在颈部和颅底上给予不同电极刺激顺序、不同刺激方式(压力和直流电刺激)和不同时长的刺激，从而实现有序的刺激训练，更好地完成辅助治疗。
(3)本实用新型在训练端结构开发过程中借鉴了自动按摩椅的设计思想，并结合了无线模块和远程终端制定的训练计划(训练计划会实时更新)，使得患者自行操作设备就能对颈部和颅底进行稳定、可靠、安全的刺激训练，并获得预期的训练效果，无需专人操作。因此，本实用新型具有整体结构简单、便于携带、使用方便的特点，并适合为医生和患者之间建立方便、有效的训练沟通机制。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，附图标记对应的零部件名称为：
1-卡箍形弹性固定帽，2-刺激部件，3-气囊，4-充气泵，5-控制装置，6-无线模块，7-远程终端。
具体实施方式
下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。
实施例
本实用新型提供了一种颈部颅底血管刺激训练装置，如图1所示，其包括用于固定在颈部和颅底上的卡箍形弹性固定帽1，设置在卡箍形弹性固定帽1内侧的若干刺激部件2(本实施例中的刺激部件优选采用电极)，设置在卡箍形弹性固定帽1内部并具有充气口的气囊3，与气囊3充气口连接的充气泵4，同时与充气泵4和所有的刺激部件2连接的控制装置5，设置在控制装置5上的无线模块6，以及与无线模块6连接的远程终端7。
远程终端7将制定好的训练计划(训练计划会实时更新)经由无线模块6传输至控制装置3中储存。训练计划可以是多套同时传输至控制装置中，以满足同一患者不同阶段刺激训练的需要，或者是同时满足家庭中多位患者刺激训练的需要。患者使用时只需将卡箍形弹性固定帽1从人体后部同时卡在颈部和颅底的位置(固定帽卡在颈部和颅底后，患者可平躺到床上)，然后在控制装置3上选择对应阶段的训练计划，控制装置便会按照计划给予颈部和颅底不同电极刺激顺序、不同刺激方式(压力和直流电刺激)和不同时长的刺激，实现刺激训练。例如布设了6个电极，编号1-6，训练计划要求训练时先控制编号1、2、4电极工作，给予相应部位电刺激3分钟；而后，停止编号1、2、4电极工作，再控制编号3、5、6电极工作，给予相应部位电刺激5分钟，同时，控制充气泵为气囊充气，使固定帽膨胀，给予压力刺激。
上述已指出，本实用新型在训练端结构开发过程中借鉴了自动按摩椅的设计思想，因而其中的控制装置可采用现有应用成熟的控制技术和设备实现对电极和充气泵的控制；同时，远程终端可以是pc机、上位机、平板电脑等设备。因此，本实施例不再对控制装置和远程终端进行详细阐述。
另外，介绍下本实用新型中关于训练计划的制定。本实用新型训练计划的制定，是采用了机器学习的方式，不断地收集原始数据，然后通过处理其中的缺失数据，使之完整，进而生成训练模型并不断地深度学习完善，最终利用模型预测出不同颈部和颅底血管神经损伤情况下的刺激训练恢复程度，从而为医生制定最佳的训练计划提供指导。整个训练计划制定的实现流程如下：
一、数据库建立
收集已发布的有关颈部和颅底刺激训练情况和结果的报告，获得原始数据，并将其分类为数据的输入和输出。原始数据的输入包括条件变量，例如年龄、性别、bmi、颈部和颅底神经元损伤程度等。数据的输出将是训练结果，通过颈部和颅底感觉评分来衡量。
二、对原始数据的预处理
并非所有报告，原始数据都是齐全的，而这将导致输入数据的“丢失”，本发明根据已有的生物学解释，根据基础假设对这些值进行初步猜测，即：将一些初始值分配给数据库中的缺失数据，作为初步预测的缺失值。这些初始值将用作稍后进行迭代机器学习的起点。
三、缺失数据处理
上述指出，由于数据采集方式和训练方案差异的问题，数据库可能会包含输入信息不完整的条目，如果将设计和目的上可接受差异的研究结果汇集起来形成数据库，这种缺失数据的可能性更大。
而本实用新型的设计思路在于，对于任何未知属性，首先将初始值设置为数据集中存在的值的平均值。通过对神经网络所有值的估计，然后递归应用以下方程式直至收敛，并最终返回收敛的结果，获得缺失数据的预测值：
a(s 1)＝(1-η)f(as) ηas
其中，a(s 1)代表预测值，s表示迭代次数；f(as)表示从神经网络获得的关于a的预测；η取值0.7；函数f在每次循环迭代中保持固定。
四、模型开发
对丢失数据进行初步预测和处理后，基于此基础建立相应的神经网络模型。
五、生成针对颈部和颅底刺激训练的预测指南
将产生的模型用于训练神经网络，同时，记录模型以及评估预测的性能；本步骤中，训练好的权重矩阵将进行测试和基准测试，并且通过改变其权重矩阵来迭代训练神经网络，以使成本函数最小化。而后，根据全部不同模型的表现得到预测的整体性能，其中，具有较大不确定性的预测将指导如何将具有特定输入类型的额外数据补充到数据库中；较小的不确定性预测将用于生成一系列针对颈部和颅底刺激训练的定量指南，指南内容包括：特定患者的预期最佳训练结果、实现最佳结果的训练计划。较小的不确定性预测可以确保训练的效果，这相当于是将对训练效果的预测控制在了可控的范围内。
六、制定最佳的训练计划
生成的预测指南将用作医生制定训练计划的参考，制定的训练计划将由远程终端经由无线模块传至控制装置中储存，然后患者自行将卡箍形弹性固定帽固定到颈部和颅底后，启动控制装置，并选择该训练计划，控制装置便根据训练计划自动控制充气泵和部分或所有的电极工作，从而在颈部和颅底上给予相应的刺激，最终实现刺激训练。
本实用新型采用机器学习的方式建立相应的神经网络模型，利用模型预测出不同颈部和颅底神经元损伤情况下的刺激训练恢复程度，从而为医生制定最佳的训练计划提供指导，然后根据最佳训练计划的制定，可安全、长时间地对患者颈部和颅底进行刺激训练，并较好地获得预期的训练效果。
如此，本实用新型不仅可以大幅提高颈部和颅底刺激训练的效果，为颈部和颅底神经损伤治疗提供可靠的辅助，而且结构简单，便于携带，也便于患者自行操作。因此，本实用新型具有实质性的特点和进步。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。
1.一种颈部颅底血管刺激训练装置，其特征在于，包括用于从人体后部固定到颈部和颅底位置上的卡箍形弹性固定帽(1)，设置在卡箍形弹性固定帽(1)内侧的若干刺激部件(2)，与所有的刺激部件(2)连接的控制装置(5)，设置在控制装置(5)上的无线模块(6)，以及与无线模块(6)连接用于将训练计划传输至控制装置中储存、以使控制装置按照训练计划控制刺激部件工作的远程终端(7)。
2.根据权利要求1所述的一种颈部颅底血管刺激训练装置，其特征在于，所述刺激部件(2)为电极。
3.根据权利要求1或2所述的一种颈部颅底血管刺激训练装置，其特征在于，还包括设置在卡箍形弹性固定帽(1)内部并具有充气口的气囊(3)，以及与气囊(3)充气口连接的充气泵(4)；所述控制装置(5)与充气泵(4)连接。
4.根据权利要求3所述的一种颈部颅底血管刺激训练装置，其特征在于，所述充气泵(4)与气囊(3)的充气口接口处还设置有密封圈。
技术总结