[发明专利]基于运动意图诱发中枢神经系统微电刺激的运动功能障碍神经桥接系统

摘要

本发明公开了一种基于运动意图诱发中枢神经系统微电刺激的运动功能障碍神经桥接系统，属于面向运动功能重建的康复生物医学领域，即通过对大脑运动区域神经电生理信号和运动信息进行监测分析，能够对所采集到的神经电生理信号和运动信息进行特征分析和实时解码，模拟动作的轨迹或预判运动意图，并利用电极自动实施闭环反馈神经电刺激调控，进而有效改善运动功能障碍患者动作的协调性与准确性。本发明通过神经可塑性原理影响大脑各个区域之间的相互连接，在大脑中枢运动控制系统和人体运动执行相关系统之间建立人工闭环假体，进而实现运动功能障碍患者凭借自主运动意图驱动动作发生，达到康复训练的目的，对于运动功能障碍患者具有重要意义。

主权项

1.一种基于运动意图诱发中枢神经系统微电刺激的运动功能障碍神经桥接系统，其特征在于，所述系统包括：/n多通道信号采集模块，用于多个通道神经电生理信号及运动信息的同步采集与模数转换，并将转换后得到的预定长度的神经电生理信号及运动信息；/n闭环控制模块，主要由数据接收模块、数据预处理及特征提取模块、算法选择模块(回归模块或分类模块)、参数配置模块、刺激控制模块组成；/n所述数据接收模块接收多通道信号采集模块输出的预定长度的神经电生理信号及运动信息；/n所述数据预处理及特征提取模块对预定长度的神经电生理信号及运动信息进行预处理和特征提取，得到标准化的回归数据集或分类数据集，并得到对应数据集在预处理及特征提取时的最优参数；/n所述算法选择模块根据所需功能的不同，建立神经信号到运动信息的映射模型，完成基于运动信息的回归模块的构建，实现神经信号对运动信息的回归解码；或完成基于主成分分析与机器学习的分类模块的构建，利用神经电生理信号特征进行解码，对运动动作或意图进行识别；多个通道的信号独立进行是否为动作信号的判断，每个通道的回归或分类结果将会传输给刺激控制模块，/n所述参数配置模块用于接收上位机传输的相应配置刺激脉冲参数；/n所述刺激控制模块根据参数配置模块的刺激脉冲参数和算法选择模块中每个通道的回归或分类结果向多通道刺激模块传达不同的刺激模式的参数；/n信号传输与存储模块，用于接收上位机配置的各模块工作参数和闭环控制模块传输的神经电生理信号和运动信息，并将经过闭环控制模块处理后的神经电生理信号和运动信息进行存储，作为对象个性化数据集；/n上位机，用于根据对象个性化数据集训练闭环控制模块中的参数，并与信号传输与存储模块进行实时通信，实现控制指令的传输与数据交换；配置与调整各个模块工作时所需的工作参数，更新闭环控制模块中的各种参数，并实时显示采集到的神经电生理信号与运动信息；/n多通道刺激模块，用于根据闭环控制模块得到的结果或者上位机指令，实时改变多通道、多位点电刺激的输出，根据闭环控制模块的检测结果，对电极的神经电刺激进行调控。/n