[发明专利]一种脑内部刺激与检测系统及方法

权利要求书

1.一种脑内部刺激与检测系统，其特征在于，包括处理器以及电极；

所述电极，用于采集目标脑部位置的脑电信号，并传输至所述处理器；

所述处理器，用于基于所述脑电信号获取其中的β频带信号，并对所述β频带信号依次进行希尔伯特变换、滑窗积分获得脑部观测特征值，以及基于所述脑部观测特征值判断脑部状态是否正常；

若断定所述脑部状态不正常，所述处理器，还用于控制所述电极产生相应的刺激信号作用于目标脑部位置。

2.根据权利要求1所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，所述处理器通过导线与电极连接，所述处理器端设置有模拟开关，用于通过选择所述处理器的输出模式控制所述电极的工作模式；

所述模拟开关切换为开时，所述处理器的输出模式为模数转换模式，所述电极的工作模式为读取模式；所述模拟开关切换为关时，所述处理器的输出模式为数模转换模式，所述电极的工作模式为刺激模式。

3.根据权利要求1或2所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，所述处理器具体通过下述方式基于所述脑电信号获取其中的β频带信号：

周期性采样脑电信号获得第一时域局部场电位序列；

以预设时间间隔利用时间抽取法对所述第一时域局部场电位序列进行快速傅里叶变换获得频域局部场电位序列；

对所述频域局部场电位序列进行滤波处理获得β频域局部场电位序列，即所述β频带信号。

4.根据权利要求3所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，基于所述脑电信号获取其中的β频带信号，并对所述β频带信号依次进行希尔伯特变换、滑窗积分获得脑部观测特征值的步骤包括：

对所述β频域局部场电位序列进行快速傅里叶逆变换获得第二时域局部场电位序列；

对所述第二时域局部场电位序列进行希尔伯特变换获得移相90°后的第三时域局部场电位序列；

基于所述第二时域局部场电位序列和第三时域局部场电位序列构造解析信号，并对所述解析信号取模；

采用预设尺寸的滑窗以预设步长对解析信号的模值进行滑窗内积分获得脑部观测值序列；所述滑窗的宽度与所述预设步长大小相同；

对所述脑部观测值序列进行指数衰减加权平均获得脑部观测特征值。

5.根据权利要求3所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，所述利用时间抽取法对所述第一时域局部场电位序列进行快速傅里叶变换获得频域局部场电位序列包括：

利用快速傅里叶变换通过下述公式利用所述第一时域局部场电位序列对频域局部场电位序列进行表示：

其中，k表示频域分量，Dt(t)表示第一时域局部场电位序列中序号为t的局部场电位值，表示频域局部场电位序列，N表示第一时域局部场电位序列中局部场电位值的数量；

利用时间抽取法通过下述公式求解所述频域局部场电位序列：

其中，Dt*(ω)_2l表示频域局部场电位序列中序号为2l的局部场电位值，Dt*(ω)_2l+1表示频域局部场电位序列中序号为2l+1的局部场电位值。

6.据权利要求4所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，通过下述公式对所述β频域局部场电位序列进行快速傅里叶逆变换获得第二时域局部场电位序列：

其中，k表示频域分量，Dt(t)'表示第二时域局部场电位序列，表示频域局部场电位序列，N表示第一时域局部场电位序列中局部场电位值的数量；

对所述第二时域局部场电位序列进行希尔伯特变换获得移相90°后的第三时域局部场电位序列为：

其中，表示第三时域局部场电位序列，Dt(τ)'表示第二时域局部场电位序列中序号为τ的局部场电位值。

7.据权利要求6所述的脑内部刺激与检测系统，其特征在于，

基于所述第二时域局部场电位序列和第三时域局部场电位序列构造解析信号为：

对所述解析信号取模为：

其中，Ht表示解析信号。