用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统及方法技术方案

本发明专利技术申请公开了一种用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统及方法，包括同时产生刺激脉冲和测量LFP信号的信号收发模块；用来对信号收发模块测得的LFP信号进行能量分析，提取各频段的特征值的特征提取模块；根据每个频段特征值与能量基线谱上各个对应点的差值计算每个频段与能量基线谱的相关系数的综合处理模块；以及将每个频段的特征值和相关系数的乘积相加得到全局LFP帕金森症特征值的输出模块。本申请将LFP信号预处理成低频、中频和高频三个频段；将经预处理的信号从时域转换到频域进行分析，以各个频段的特征值作为参数，以各个频段的相关系数作为权重，建立自回归模型与神经网络模型，得到客观、准确且不依赖于医生经验的全局特征值。

System and method for global LFP Parkinson eigenvalue extraction

The invention discloses a system and a method for the extraction of global LFP Parkinson's disease characteristics, including also stimulated signal transceiver module and pulse LFP signal measurement; energy analysis for LFP signal of the measured signal transceiver module, feature extraction and feature value extraction module of each frequency band according to the comprehensive treatment; correlation coefficient the characteristic value of each band difference with each corresponding point on the calculation of energy spectrum baseline for each frequency band and energy spectrum of the base module; and the product added value and characteristics of each band correlation coefficient obtained in global output module LFP Parkinson eigenvalue. This application will LFP signal preprocessing into low, medium and high frequency band three; the signal preprocessing from time domain into frequency domain analysis, the characteristic value of each band as parameters, the correlation coefficient of each frequency as a weight, an autoregressive model and neural network model, get the global objective and characteristics accurate and does not depend on the value of the experience of the doctor.

【技术实现步骤摘要】
用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统及方法
本专利技术涉及脑电波电数字数据处理领域，具体涉及用于脑起搏器的一种用于全局LEP帕金森症特征值提取的系统及方法。
技术介绍
帕金森（Parkinson’sdisease，PD）是一种常见的神经系统变性疾病，脑起搏器手术是治疗帕金森病的主要手段之一。脑起搏器是一套精致小巧的微电子装置，包括一个脉冲发生器、一组电极以及连接在脉冲发生器和电极之间的延伸导线。脑起搏器手术是脑深部电刺激疗法（DBS）的俗称，通过植入大脑中的电极，发放弱电脉冲，刺激脑内控制运动的相关神经核团，抑制引起帕金森病症状的异常脑神经信号，从而消除帕金森病的症状，使患者能够恢复原有的活动能力和自理能力。然而，目前在使用脑起搏器时存在如下缺陷：1.刺激参数主要依靠对患者的观察和患者描述得到刺激频率和强度，通过经验获得，导致不同的人在操作脑起搏器时差异性大；刺激参数调节的主观依赖性强，过多依靠医师经验积累，不利于DBS技术的全面推广。2.参数的调节缺乏时间敏感度，不能够及时的根据患者身体状况的变化做出及时调整，现在的平均调整周期为3-12个月，不能根据患者病情的变化进行针对性治疗本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统，其特征在于：包括：信号收发模块，同时产生刺激脉冲和测量LFP信号；特征提取模块，与信号收发模块连接，用来对信号收发模块测得的LFP信号进行能量分析，并根据分析结果将LFP信号进行频谱分段，提取各频段的特征值；综合处理模块，与特征提取模块连接，将特征提取模块提取的每个频段的特征值与预先存储在综合处理模块上的能量基线谱上的各个对应点值做差；根据每个频段特征值与能量基线谱上各个对应点的差值计算每个频段与能量基线谱的相关系数；输出模块，与综合处理模块和脑起搏器连接，将综合处理模块得到的各频段的相关系数作为权重值，每个频段的特征值和相关系数的乘积相加得到全局LFP...

【技术特征摘要】
1.用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统，其特征在于：包括：信号收发模块，同时产生刺激脉冲和测量LFP信号；特征提取模块，与信号收发模块连接，用来对信号收发模块测得的LFP信号进行能量分析，并根据分析结果将LFP信号进行频谱分段，提取各频段的特征值；综合处理模块，与特征提取模块连接，将特征提取模块提取的每个频段的特征值与预先存储在综合处理模块上的能量基线谱上的各个对应点值做差；根据每个频段特征值与能量基线谱上各个对应点的差值计算每个频段与能量基线谱的相关系数；输出模块，与综合处理模块和脑起搏器连接，将综合处理模块得到的各频段的相关系数作为权重值，每个频段的特征值和相关系数的乘积相加得到全局LFP帕金森特征值。2.根据权利要求1所述的用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统，其特征在于：信号收发模块为至少包含有两组触点的微电极，且两组触点之间连接有滤波电路。3.根据权利要求1所述的用于全局LFP帕金森症特征值提取系统，其特征在于：所述特征提取模块包括微控制器，以及分别与微控制器连接的：频谱变换模块，将LFP信号的频谱通过预先存储的公式变换成能量谱；频段分段模块，与频谱变换模块连接，将接收到的能量频谱根据其纵坐标上能量值的大小进行聚类分析，根据分析的结果，将能量频谱分成不少于三个的分频段；分频段特征值提取模块，与频段分段模块和综合处理模块连接，将每个频段根据频域上的平均分配所提取的能量值作为该频段的特征值；每个频段的特征值个数相等。4.根据权利要求3所述的用于全局LFP帕金森症特征值提取的系统，其特征在于：综合处理模块包括：差值模块，与分频段特征值提取模块连接；从分频段特征值提取模块中接收到的各分频段上的特征值，并将各分频段上的特征值与预先存储的能量基线谱相减得到差值，输出差值的绝对值；相关系数模块，分别与差值模块和输出模块连接，将从差值模块接收到的差值通过预先存储的互相关函数计算出相关系数并输出到输出模块中。5.用于全局LFP帕金森症特征值提取的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，信号设定：通过信号收发模块测得不同状态下的LFP信号，并将这些LFP信号分别定义为帕金森症患者正常状态下的第一LFP信号，帕金森病状态下的且不做任何的DBS刺激及药物治疗的第二LFP信号，帕金森病状态下的仅进行DBS刺激治疗的第三LFP信号，帕金森病状态下的仅服用药物治疗的第四LFP信号，帕金森病状态下的且同时进行DBS刺激及药物治疗的第五LFP信号；步骤二，LFP信号预处理：依次对采集到的LFP信号进行滤波、去噪及降采样，分别得到1-7Hz的低频LFP信号、8-35Hz的中频LFP信号以及150Hz以上的高频LFP信号；步骤三，谱分析：通过频谱变...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙齐峰，赵德春，王力，李文瀚，方程，赵兴，田银，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50