[发明专利]一种基于运动观察的脑机接口技术的康复方法与系统

权利要求书

1.一种基于运动观察的脑机接口技术的康复方法，包括以下步骤：

为患者装配脑电数据采集设备；

为所述患者播放运动康复动作多媒体文件；

采集所述患者观看所述多媒体文件的脑电波信号；

将所述脑电波信号预处理后进行特征提取；

将提取后的特征输入康复评估模型；

所述康复评估模型对所述特征进行分析；

基于所述康复评估模型的输出结果，调整康复策略。

2.如权利要求1所述方法，其中脑电数据采集设备使用便携式脑电信号放大器，电极位置采用国际标准10–20电极导联定位，脑电帽有35个通道，参考电极设在乳突位置，设置采样频率256Hz。

3.如权利要求1所述方法，其中将所述脑电波信号预处理，包括：

将所述脑电波信号经过放大器放大和A/D转化预处理将其转为离散的数字信号；

根据与大脑运动神经相关区域提取C3、Cz、C4导联信号，使用陷波器滤除50Hz工频干扰，4阶巴特沃斯滤波器提取8-30Hz频带范围内的脑电信号，根据不同事件标签截取每个运动观察任务前2s和后4s的脑电数据；

预处理后的脑电波信号为三维数组(3，6*fs，N)，第一维是提取的导联数，第二维是截取任务事件的采样数据点数，fs为采样频点，第三维N是一次实验中运动观察任务的次数。

4.如权利要求3所述方法，其中所述事件标签指当前播放的康复动作对患者脑部影响的事件标签。

5.如权利要求1所述方法，其中所述康复评估模型为神经网络模型，包括卷积层、池化层、LSTM、以及全连接层。

6.如权利要求5所述方法，其中所述神经网络模型在应用前使用若干患者数据进行训练。

7.如权利要求6所述方法，其中采用如下步骤获取所述若干患者数据：

根据运动观察的事件标签进行6s数据的截取，截取出每一个导联、采样点组成的二维数据；

将每一个截取出来的二维数据组成一个三维数组；

将事件标签转为one-hot编码；

将所有三维数组处理为NxDxS格式，其中N为是一次实验中运动观察任务的次数，D为导联数，S为采样点数。

将所有三维数组分成为60％训练集、20％测试集、20％验证集。

8.如权利要求1所述方法，其中所述康复评估模型对所述特征进行分析，包括：

对提取的特征进行傅里叶变换，获取时频图谱；

按照不同任务分别进行叠加，寻找ERD/ERS明显的特征频段；

根据时频图谱定位出的ERD/ERS特征频段进行功率谱密度的分析，得到的特征导联在特征频段任务期脑电的功率随时间变化的曲线图，分析任务动作与导联的对应关系以及不同动作的特征频率，据此判断不同康复动作对大脑运动神经功能区的影响。

9.如权利要求1所述方法，其中所述基于所述康复评估模型的输出结果，调整康复策略，包括：

增加评估结果大于预设阈值的多媒体文件的播放时间，并驱动模拟康复器具为所述患者辅助动作。

10.一种基于运动观察的脑机接口技术的康复系统，其包括：

脑电数采集设备，其用于采集患者的脑电波信号；

播放设备，其用于为所述患者播放运动康复动作多媒体文件；

特征提取设备，其用于将所述脑电波信号预处理后进行特征提取；

特征输入设备，其用于将提取后的特征输入康复评估模型；

调整设备，其用于基于所述康复评估模型的输出结果，调整康复策略。