[发明专利]抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统

权利要求书

1.一种抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：该仿真系统还包括癫痫脑电实时发生器(2)、信号采集模块(18)、电刺激控制器(25)和上位机(38)，

癫痫脑电实时发生器(2)用于通过癫痫患者脑电数据驱动辨识得到该癫痫脑电患者的生理模型中的个性化模型参数，进而将个性化模型参数加载到神经集群模型中，复现癫痫样放电信号(17)；

信号采集模块(18)用于将癫痫脑电实时发生器(2)产生的放电信号(17)转换为与真实癫痫患者脑电信号具有相同幅频特性的模拟脑电信号，并将实时采集的模拟脑电信号转换为离散的数字信号，输出给电刺激控制器(25)；

电刺激控制器(25)用于获取信号采集模块输出的数字信号，并对该数字信号进行滤波处理后，使用无迹卡尔曼滤波器进行个性化神经集群模型参数辨识与估计，通过PI控制律计算出抗癫痫刺激信号，施加给癫痫脑电实时发生器(2)，完成复现临床癫痫患者受到电刺激后的真实响应；

上位机(38)包括人机交互界面(39)，上位机(38)通过LabVIEW编程实现人机交互界面(39)，并通过SCI串口通信模块(37)与电刺激控制器(25)进行数据交互，完成数据通信与波形显示。

2.根据权利要求1所述的抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：所述癫痫脑电实时发生器(2)采用多个DSP芯片构成，每个DSP芯片负责两路癫痫脑电信号的复现，在每个DSP芯片内嵌入两路个性化神经集群模型(9)，癫痫脑电实时发生器(2)输出的通道数与待研究的癫痫脑电导数对应，每个个性化神经集群模型均由一个无迹卡尔曼滤波器进行相应的脑电信号参数辨识。

3.根据权利要求2所述的抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：癫痫脑电实时发生器(2)共有八个输出通道，产生8路表现癫痫患者个体特异性的复现癫痫样放电信号(17)，并通过相应的DSP芯片的AD模块，实时采集电刺激控制器(25)产生的抗癫痫刺激信号，复现临床患者受到电刺激后的真实响应。

4.根据权利要求3所述的抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：信号采集模块(18)包括信号转换模块(19)和信号实时采集放大模块(24)，信号转换模块使用四级分压跟随电路，采用四个低噪声双通道AD8606放大器作为电压跟随器，对癫痫脑电实时发生器(2)输出的模拟信号的幅值进行压缩，完成信号转换；

所述脑电信号实时采集模块(24)采用ADS1299作为采集芯片，并选择ADS1299-FE套件作为信号实时采集放大模块(24)，完成8路模拟信号的采集、放大、模数转换及与信号处理模块(26)的通信。

5.根据权利要求4所述的抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：信号转换模块的输入电压V_in和输出电压V_out之间的关系为：

6.根据权利要求4所述的抗癫痫电刺激硬件在环仿真系统，其特征是：所述电刺激控制器(25)包括信号处理模块(26)与控制器模块(27)，信号处理模块(26)负责与信号实时采集放大模块(24)通信，并对采集的信号进行滤波消除；控制器模块(27)包含无迹卡尔曼滤波器(8)和PI控制律(30)，完成无迹卡尔曼滤波数据驱动的个性化模型参数辨识，并利用比例积分PI控制律实时调整刺激信号，输出抗癫痫刺激信号到癫痫脑电实时发生器(2)，同时控制器模块(27)与上位机(38)进行数据交互。