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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技术方案

技术编号:23138811 阅读:102 留言:0更新日期:2020-01-18 09:35
本发明专利技术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。本发明专利技术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。

Neural bridge system of motor dysfunction based on micro electrical stimulation of central nervous system induced by motor intention

【技术实现步骤摘要】
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
本专利技术属于康复生物医学领域,涉及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。
技术介绍
运动功能障碍主要是指自主运动的能力发生障碍,动作不连贯、不能完成,或完全不能随意运动,其中所占比例较大的为脊髓损伤和脑血管疾病:脊髓损伤(spinalcordinjury,SCI)是指由于外界直接或间接因素导致,在损害的相应节段出现运动、感觉和括约肌功能障碍,肌张力异常及病理反射等相应改变的疾病。脊髓损伤是脊柱损伤最严重的并发症,往往导致损伤节段以下肢体严重的功能障碍;脑血管疾病是发生在脑部血管,因颅内血液循环障碍而造成脑组织损害的一组疾病。生活中所讲的“脑血管意外”、“卒中”和“中风”都属于脑血管疾病。临床上以急性发病居多,多为中、老年患者,表现为半身不遂、言语障碍等,具有高发病率、高致残率和高致死率的特点,对人类具有重大威胁。随着世界各国经济水平的发展,运动功能障碍发病率呈现逐年增高的趋势,该疾病不仅会给患者本人带来身体和精神双重性的巨大痛苦,还会对整个社本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】
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:
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;
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;
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;
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;
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,
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;
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;
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;
上位机,用于根据对象个性化数据集训练闭环...

【专利技术属性】
技术研发人员:许科帝高欢孙敏健
申请(专利权)人:浙江大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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