一种脑机接口康复训练系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种脑机接口康复训练系统及方法，系统包括主机、脑电控制器和刺激单元。主机包括电脑集成器和生物反馈康复仪，电脑集成器被配置为输入信息、输出信息及显示信息，生物反馈康复仪包括生物反馈康复仪主机和信号线，脑电控制器包括脑电采集器和通讯单元，脑电采集器通过通讯单元与电脑集成器通讯连接，刺激单元与生物反馈康复仪电连接。通过显示信息对用户进行引导，采集用户大脑神经元电讯号，根据大脑神经元电讯号读取用户的意识，解码患者的运动意念，驱动生物反馈康复仪通过刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经，从而达到康复训练的目的，提供的多种训练模式，适应用户的实际情况，训练效果更好，实用性强。

【技术实现步骤摘要】
一种脑机接口康复训练系统及方法
本专利技术涉及脑机接口领域，具体而言，涉及一种脑机接口康复训练系统及方法。
技术介绍
脑机接口(BrainComputerInterface，BCI)可以直接把大脑的活动信号转化为指令或控制信号，并通过设备作用于人体的特定肢体。为因残疾而丧失与外界沟通能力的人提供了与外界进行交流的可能性，现有的脑机接口系统的模式较为单一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种脑机接口康复训练系统及方法，以改善脑机接口模式单一的问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例提供一种脑机接口康复训练系统，所述系统包括主机、脑电控制器和刺激单元，所述主机包括电脑集成器和生物反馈康复仪，所述电脑集成器被配置为输入信息、输出信息及显示信息，所述生物反馈康复仪包括生物反馈康复仪主机和信号线，所述脑电控制器包括脑电采集器和通讯单元，所述脑电采集器通过所述通讯单元与所述电脑集成器通讯连接，所述刺激单元与所述生物反馈康复仪电连接；所述脑电采集器被配置为采集用户大脑神经元电讯号，并通过所述通讯单元将所述大脑神经元电讯号发送至所述电脑集成器；所述电脑集成器被配置为根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经。进一步地，所述根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户瘫痪肢体神经包括：对脑神经元电讯号进行预处理；对特征进行提取和识别；根据识别的特征分析用户的运动意识；根据分析出的用户的运动意识，产生相应的驱动信号，驱动所述刺激单元刺激用户对应的瘫痪肢体的神经。进一步地，所述对特征进行提取和识别包括：对脑神经元电讯号做傅里叶变换，得到频谱信息；所述频谱信息中最低振荡频率的峰值被识别为特征值。进一步地，所述根据识别的特征分析用户的运动意识包括：当所述特征值的大小在第一区间时，判断用户处于引导模式；当所述特征值的大小在第二区间时，判断用户处于自由模式；当所述特征值的大小在第三区间时，判断用户处于空闲模式。进一步地，在所述引导模式下，用户的脑神经元电讯号为受到所述电脑集成器显示的信息所产生，根据预设的匹配关系，生成对应的驱动信号；在自由模式下，用户的脑神经元电讯号为用户大脑自由生成，根据预设的匹配关系，生成对应的驱动信号。进一步地，在所述引导模式下，所述显示信息为VR动画，用户在虚拟环境中，通过语言、动作等引导用户进行运动想象，以进行功能性交互训练。进一步地，所述对脑神经元电讯号进行预处理包括：对所述脑神经元电讯号进行去噪和滤波。进一步地，所述刺激单元包括电刺激输出线和电极片，所述电刺激输出线与所述生物反馈康复仪电连接，所述电极片与所述电刺激输出线连接。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种脑机接口康复训练方法，应用于上述脑机接口康复训练系统，该方法包括：用户将所述脑电采集器紧贴头部；所述电脑集成器为用户显示引导信息；所述脑电采集器采集用户大脑神经元电讯号，并通过通讯单元将所述大脑神经元电讯号发送至所述电脑集成器；所述电脑集成器根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经。进一步地，所述电脑集成器对脑神经元电讯号进行去噪和滤波；对脑神经元电讯号做傅里叶变换，得到频谱信息；频谱信息中最低振荡频率的峰值被识别为特征值；当所述特征值的大小在第一区间时，判断用户处于引导模式；当所述特征值的大小在第二区间时，判断用户处于自由模式；当所述特征值的大小在第三区间时，判断用户处于空闲模式；在所述引导模式下，用户的脑神经元电讯号为受到所述电脑集成器显示的信息所产生，根据预设的匹配关系，生成对应的驱动信号；在自由模式下，用户的脑神经元电讯号为用户大脑自由生成，根据预设的匹配关系，生成对应的驱动信号。本专利技术的有益效果：本专利技术实施例提供的脑机接口康复训练系统及方法，通过电脑集成器的显示信息对用户进行引导，脑电采集器采集用户大脑神经元电讯号，电脑集成器根据大脑神经元电讯号读取用户的意识，解码患者的运动意念，驱动生物反馈康复仪通过刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经，从而达到康复训练的目的，进一步地，本专利技术提供多种训练模式，以适应用户的实际情况，训练效果更好，实用性强。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1是本专利技术实施例提供的脑机接口康复训练系统的架构示意图。图2是本专利技术实施例提供的脑电采集器的使用示例图。图3是本专利技术实施例提供的电极片的使用示例图。图4是本专利技术实施例提供的脑机接口康复训练方法的流程图。图标：100-脑机接口康复训练系统；10-主机；110-电脑集成器；120-生物反馈康复仪；121-生物反馈康复仪主机；122-信号线；20-脑电控制器；210-通讯单元；220-脑电采集器；30-刺激单元；310-电刺激输出线；320-电极片。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。如图1所示，是本专利技术较佳实施例提供的脑机接口康复训练系统100的架构示意图，该系统包括主机10、脑电控制器20和刺激单元30。主机10包括电脑集成器110和生物反馈康复仪120，所述电脑集成器110被配置为输入信息、输出信息及显示信息，包括处理器、适配器、电源线、键盘、鼠标、显示器、扬声器、打印机、信号线等零部件。生物反馈康复仪120是起治疗作用的主要器件，包括生物反馈康复仪主机121和信号线122。脑电控制器20包括脑电采集器220和通讯单元210，脑电采集器220通过通讯单元210与电脑集成器110通讯连接，刺激单元30与生物反馈康复仪120本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脑机接口康复训练系统，其特征在于，所述系统包括主机、脑电控制器和刺激单元，所述主机包括电脑集成器和生物反馈康复仪，所述电脑集成器被配置为输入信息、输出信息及显示信息，所述生物反馈康复仪包括生物反馈康复仪主机和信号线，所述脑电控制器包括脑电采集器和通讯单元，所述脑电采集器通过所述通讯单元与所述电脑集成器通讯连接，所述刺激单元与所述生物反馈康复仪电连接；/n所述脑电采集器被配置为采集用户大脑神经元电讯号，并通过所述通讯单元将所述大脑神经元电讯号发送至所述电脑集成器；/n所述电脑集成器被配置为根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经。/n

【技术特征摘要】
1.一种脑机接口康复训练系统，其特征在于，所述系统包括主机、脑电控制器和刺激单元，所述主机包括电脑集成器和生物反馈康复仪，所述电脑集成器被配置为输入信息、输出信息及显示信息，所述生物反馈康复仪包括生物反馈康复仪主机和信号线，所述脑电控制器包括脑电采集器和通讯单元，所述脑电采集器通过所述通讯单元与所述电脑集成器通讯连接，所述刺激单元与所述生物反馈康复仪电连接；
所述脑电采集器被配置为采集用户大脑神经元电讯号，并通过所述通讯单元将所述大脑神经元电讯号发送至所述电脑集成器；
所述电脑集成器被配置为根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户的瘫痪肢体神经。


2.根据权利要求1所述的脑机接口康复训练系统，其特征在于，所述根据所述大脑神经元电讯号读取所述用户的意识，解码患者的运动意念，驱动所述生物反馈康复仪通过所述刺激单元刺激用户瘫痪肢体神经包括：
对脑神经元电讯号进行预处理；
对特征进行提取和识别；
根据识别的特征分析用户的运动意识；
根据分析出的用户的运动意识，产生相应的驱动信号，驱动所述刺激单元刺激用户对应的瘫痪肢体的神经。


3.根据权利要求2所述的脑机接口康复训练系统，其特征在于，所述对特征进行提取和识别包括：
对脑神经元电讯号做傅里叶变换，得到频谱信息；
所述频谱信息中最低振荡频率的峰值被识别为特征值。


4.根据权利要求3所述的脑机接口康复训练系统，其特征在于，所述根据识别的特征分析用户的运动意识包括：
当所述特征值的大小在第一区间时，判断用户处于引导模式；
当所述特征值的大小在第二区间时，判断用户处于自由模式；
当所述特征值的大小在第三区间时，判断用户处于空闲模式。


5.根据权利要求4所述的脑机接口康复训练系统，其特征在于，在所述引导模式下，用户的脑神经元电讯号为受到所述电脑集成器显示的信息所产生，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海燕，张虎，张海峰，郭新峰，吴树海，宋庆然，王西振，
申请(专利权)人：山东海天智能工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37