[发明专利]一种光电刺激脉冲生成方法和装置

权利要求书

1.一种光电刺激脉冲生成方法，包括：

获取第一采样神经的神经信号的多个采样数据；

若第一采样神经的神经信号的多个采样数据满足不应期条件，且所述多个采样数据的第一采样数据x(i)与第二采样数据x(i-1)满足幅度阈值条件，则生成用于同时刺激第一刺激神经的光刺激脉冲与电刺激脉冲，其中所述光刺激脉冲的幅值小于第一刺激神经的光刺激阈值，所述电刺激脉冲的幅值小于第一刺激神经的电刺激阈值；

其中所述不应期条件的表达式为：

CNT＞T_R

其中CNT为上次同时生成第一刺激神经的光刺激脉冲与电刺激脉冲后启动的计时器的值，以及T_R为指定的不应期；

其中所述幅度阈值条件的表达式为：

其中，x(i)为所述多个采样数据的第一采样数据，x(i-1)为所述多个采样数据的第二采样数据，所述第一采样数据x(i)大于幅度阈值Thr，所述第二采样数据x(i-1)小于幅度阈值Thr，且所述第一采样数据x(i)与第二采样数据x(i-1)的一阶导数大于一阶导数阈值其中所述第一采样数据与所述第二采样数据分别是相邻地被采样的第i个采样数据与第i-1个采样数据，i为正整数，Thr为幅度阈值，σ_n为噪声标准差估计，a为常数。

2.根据权利要求1所述的光电刺激脉冲生成方法，其中所述幅度阈值Thr采用闭环反馈自适应动态阈值方法进行估计：

所述闭环反馈自适应动态阈值方法包括：将31.76％设置为目标值D(k)，将第k时刻对第一采样神经采样的神经信号数据点x(k)取绝对值后送入比较器，如果x(k)的绝对值小于上一时刻的噪声标准差估计σ_n(k-1)，则比较器输出1，否则输出0，计算有限长度滑动窗内比较器输出的“0-1”序列中“1”的比率，得到第k时刻的采样数据落在一倍噪声标准差估计之内的概率D′(k)，将D(k)与D′(k)做差，根据下式可得到估计误差值E(k)、更新的噪声标准差估计σ_n(k)以及更新的幅度阈值Thr：

其中，k为第k个采样时刻，G为积分器增益，T为信号采样周期，K_th为阈值增益比例系数。

3.一种光电刺激脉冲生成装置，包括神经信号采样模块以及神经刺激模块；神经信号采样模块通过检测电极从第一采样神经对神经信号进行采样，将采样的神经信号进行放大、滤波、模数转换后得到采样数据；神经信号采样模块还将采样数据提供给所述神经刺激模块；神经刺激模块根据神经信号采样模块提供的采样数据生成光电刺激脉冲，以控制对第一刺激神经施加的光电刺激；

其中在神经信号采样模块中，若第一采样神经的神经信号的多个采样数据满足不应期条件，且所述多个采样数据的第一采样数据x(i)与第二采样数据x(i-1)满足幅度阈值条件，则神经刺激模块生成用于同时刺激第一刺激神经的光刺激脉冲与电刺激脉冲，其中所述光刺激脉冲的幅值小于第一刺激神经的光刺激阈值，所述电刺激脉冲的幅值小于第一刺激神经的电刺激阈值；

其中所述不应期条件的表达式为：

CNT＞T_R

其中CNT为上次同时生成第一刺激神经的光刺激脉冲与电刺激脉冲后启动的计时器的值，以及T_R为指定的不应期；

其中所述幅度阈值条件的表达式为：

其中，x(i)为所述多个采样数据的第一采样数据，x(i-1)为所述多个采样数据的第二采样数据，所述第一采样数据x(i)大于幅度阈值Thr，所述第二采样数据x(i-1)小于幅度阈值Thr，且所述第一采样数据x(i)与第二采样数据x(i-1)的一阶导数大于一阶导数阈值其中所述第一采样数据与所述第二采样数据分别是相邻地被采样的第i个采样数据与第i-1个采样数据，i为正整数，Thr为幅度阈值，σ_n为噪声标准差估计，a为常数。

4.根据权利要求3所述的光电刺激脉冲生成装置，所述神经信号采样模块包括检测电极、前置放大模块、滤波模块与模数转换器(AD)；所述神经刺激模块包括微处理器(MCU)、数模转换器(DA)、电压-电流转换电路、激光输出元件、刺激电极与刺激光极。