[发明专利]确定运动任务是否达到最终目标的识别方法

说明书

本发明公开了一种确定运动任务是否达到最终目标的识别方法。本发明一种确定运动任务是否达到最终目标的识别方法，包括：(1)获取脑皮层血红蛋白浓度，其中，所述脑皮层血红蛋白浓度是“应用功能性近红外光谱脑成像技术(fNIRS)进行测试实验，将筷子夹乒乓球作为目标，在进行任务时，受试者需要处在自然状态下完成任务；”中，运动阶段所记录的脑皮层血红蛋白浓度。本发明的有益效果：1.本发明应用近红外光谱脑成像技术进行测试实验，其操作简便，对外部环境的要求不高，对环境噪音的敏感度低，而且不会对受试者产生任何的负作用。

技术领域

本发明涉及智能助力、康复训练技术领域，具体涉及一种确定运动任务是否达到最终目标的识别方法。

背景技术

脑卒中是最具危害性的心脑血管疾病之一，具有极高的死亡率和致残率。作为一种以脑缺血和出血性损伤为主要临床表现的疾病，严重的脑卒中可引起永久性神经损伤，如不及时诊断和治疗，可引起严重的并发症，甚至死亡。目前它是世界上最主要的致命疾病之一。全世界每年有超过1500万病例。在美国，每年有近795000人正在经历中风，其中185000人是反复发作的。平均每40秒，美国就有一个人中风。在英国，每年有11万人患有中风，其中75％的人存活下来，而50％的人则患有偏瘫。根据世界卫生组织的世界调查，在澳大利亚每10万人中有76人患有中风，而新西兰则有119人。近一半的中风幸存者从未重新获得运动功能独立，这反映了患者对康复的强烈需求。尽管，近期在急性护理方面已经取得了一定进展，但越来越多的中风幸存者仍然面临长期运动缺陷。因此，我们需要根据患者的目标和需求设计有效的康复训练，以提高个体的整体生活质量。

近年来，越来越多的人将脑-机接口技术应用于康复医学领域，不仅提高了康复医疗设备的智能化，而且满足了患者对运动功能的需求。结合脑机接口技术，还可以拓宽生物技术的研究领域，帮助人类探索人脑的功能机制，为脑机接口技术在康复医学领域的广泛应用奠定坚实的基础。目前的设备由于采集原理的不同，因此具有不同的时间分辨率和空间分辨率，可应用的实际场景也不同。其中，功能磁共振成像(fMRI)和脑磁图(MEG)的硬件设备较大，设备相对笨重，不适合用户进行大范围的运动，因此常用于静息状态和小范围的运动测试，这是医学场景中经常使用的。另一方面，脑电图(EEG)和功能性近红外光谱(fNIRS)具有相对便携的特点，其中EEG具有较高的时间分辨率和较低的成本，因此具有广泛的研究和应用前景。可惜的是，EEG的空间分辨率较低，另外电噪声干扰，以及对头部运动的高灵敏度，这些都可能影响本研究的结果。而新兴的fNIRS对环境的要求较低，可以弥补上述不足。因此，本研究将fNIRS用于对脑信号的采集。

功能性近红外光谱作为近年来开辟的一块新兴研究领域，其中基于功能性近红外光谱(fNIRS)的脑机接口的技术也不断发展，不断活跃于人机交互(HCI)、脑状态解码和神经康复等方面。AR anwar等人通过让被试进行不同复杂程度的右手手指运动任务，使用条件格兰杰因果关系(GC)分析确定了皮质感兴趣区域之间的有效连接，研究了手指运动任务期间皮质感觉运动网络的有效连接。与其他成像技术相比，fNIRS是一种无创，轻便和低成本的技术，它可以在人们进行一系列日常动作的同时测量大脑活动。fNIRS在HCI和BCI应用中的使用提高了fNIRS测量的信号质量和可靠性.如今,在PubMed、Scopus和Web ofScience等数据库里,以“fNIRS”作为关键词搜索可以发现,近5年的相关文献数量已达到842篇左右,其中有将近45篇相关的外文综述。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种确定运动任务是否达到最终目标的识别方法，提出基于大脑血红蛋白信息的确定运动任务是否达到最终目标的识别的方法。在整个过程中，研究员只在实验开始和结束时发出两个指令：“实验开始”和“实验结束”。在实验过程中，研究员不给任何指令，休息时间的长短由受试者自己控制。所有的运动意图都是由受试者自发完成的，而当受试者完成相应的运动任务时，研究员会立即用fNIRS设备提供的软件对他们进行标记。

为方便患者康复后，更贴近实际应用，独立完成筷子夹子、毛巾等日常手部动作，我们专门分解动作，技术方案如下：