一种神经反馈康复训练系统技术方案

本发明专利技术提供一种神经反馈康复训练系统，涉及医疗系统技术领域，包括：输入模块，用于获取目标患者的病历信息和相应的训练方案；采集模块，用于实时获取目标患者在执行训练方案过程中的血氧信息；处理模块，用于根据血氧信息生成氧合血红蛋白含量变化的训练曲线；监控模块，用于根据训练曲线和预设参数，监控判断目标患者的训练是否发生异常，并在异常出现时，生成异常信息；显示模块，用于显示训练曲线，根据异常信息显示参考曲线，以利目标患者根据参考曲线自适应调节来完成所述训练方案；其中，参考曲线通过高斯混合模型生成。本发明专利技术将参考曲线显示在显示模块上，使目标患者可根据参考曲线自适应调节完成训练方案，提升训练的康复效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种神经反馈康复训练系统


[0001]本专利技术涉及医疗系统
，特别是涉及一种神经反馈康复训练系统。

技术介绍

[0002]“脑卒中”(cerebral stroke)又称“中风”、“脑血管意外”(cerebralvascular accident，CVA)。是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。
[0003]在脑卒中等发病的早期接受集中规律康复训练，对患者重塑机体功能，降低伤残非常重要。在康复过程中，通过长期规律性的肢体康复、言语康复等训练，可以帮助患者相应脑区产生可塑性变化，提升患者的自主活动能力。特别地，相关研究表明通过增加病灶侧皮质兴奋性可促进运动功能的康复。
[0004]目前，对于脑部创伤引起的后遗症通常采用神经反馈训练的方法进行康复训练，神经反馈训练不同于传动的肢体训练和言语训练，神经反馈训练采用生物反馈方法；通过脑电图、功能磁共振等设备采集个体的大脑信号，并且以图像或其它方式呈现给个体，从而训练患者根据要求进行自我学习调节脑活动强度的方法来加速康复。
[0005]然而脑电图的空间分辨率低，不利于定位到相应的脑区，并且易受到运动伪影的干扰，采集的信号很难解码出目标的真实意图。脑磁图和功能磁共振设备造价高昂，体积庞大，无法适用于长期的居家康复。
[0006]所以现有技术中的康复训练系统存在该改进之处。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种神经反馈康复训练系统，用于解决现有技术中目标患者无法自主高效的完成训练方案的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种神经反馈康复训练系统，包括：输入模块，用于获取目标患者的病历信息和相应的训练方案；采集模块，用于实时获取目标患者在执行所述训练方案过程中的血氧信息；处理模块，用于根据所述血氧信息生成氧合血红蛋白含量变化的训练曲线；监控模块，用于根据所述训练曲线和预设参数，监控判断目标患者的训练是否发生异常，并在异常出现时，生成异常信息；显示模块，用于显示所述训练曲线，根据所述异常信息显示参考曲线，以利目标患者根据所述参考曲线自适应调节来完成所述训练方案；其中，所述参考曲线通过高斯混合模型生成。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述采集模块包括：光源单元，用于朝向目标患者的头部发射近红外光线；探测器单元，用于接收来自所述光源单元经大脑皮层反射后的近红外光线，并生成光强信号；处理单元，根据所述光强信号计算得出所述血氧信息，所述血氧信息包括氧合血红蛋白含量。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述处理模块包括：记录单元，用于实时记录所述采集模块采集的所述血氧信息；滤波单元，用于对所述血氧信息进行滤波，获得所述训练曲线，且
所述训练曲线为氧合血红蛋白的浓度随时间变化的曲线。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述监控模块包括：偏差计算单元，用于计算所述训练曲线中训练段和休息段之间的偏差值；比较单元，用于将所述偏差值与预设方差阈值进行比较，当所述偏差值小于预设方差阈值，则判断训练异常，生成反常信息。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述偏差值为所述训练曲线中训练段和休息段的氧合血红蛋白的浓度值的方差之比。
[0013]于本专利技术的一实施例中，所述监控模块还包括：统计单元，用于统计预设时间内所述反常信息的生成数量；判断单元，用于将所述反常信息的生成数量与预设数量阈值进行比较，当所述生成数量大于所述预设数量阈值时，生成所述异常信息并进行报警。
[0014]于本专利技术的一实施例中，还包括辅助模块，所述辅助模块根据所述异常信息启动；所述辅助模块生成声音信息，以利目标患者根据所述声音信息自适应调节来完成所述训练方案；和/或所述辅助模块发出电刺激作用于目标患者的病灶处，通过外部刺激帮助目标患者完成所述训练方案。
[0015]于本专利技术的一实施例中，生成所述参考曲线的步骤包括：获取多个正常受试者在执行所述训练方案过程中氧合血红蛋白浓度的变化曲线；根据多个所述变化曲线分别计算高斯分布密度；将多个所述高斯分布密度合成为高斯混合模型；通过高斯混合回归将所述高斯混合模型生成所述参考曲线。
[0016]于本专利技术的一实施例中，获取多个正常受试者在执行所述训练方案过程中氧合血红蛋白浓度的变化曲线的步骤还包括：
[0017]对多个所述变化曲线分别通过z
‑
score方法进行标准化处理：
[0018][0019]其中，为第n个正常受试者的氧合血红蛋白浓度标准化后的曲线；X
n
为第n个正常受试者的变化曲线；μ
n
为第n个正常受试者的氧合血红蛋白浓度的均值；σ
n
为第n个正常受试者的氧合血红蛋白浓度的标准差。
[0020]于本专利技术的一实施例中，所述高斯混合回归算法为：
[0021][0022][0023]其中，为参考曲线中氧合血红蛋白的浓度值；t为时间；p
k
(t)为n个正常受试者的氧合血红蛋白浓度数据整合的高斯模型，其中k＝1、2、3、4、5
……
K；P(t)为k个高斯模型组成的高斯混合模型；K为高斯模型的数量；为第k个高斯模型的氧合血红蛋白浓度值的估计值；μ0为目标患者在执行训练方案过程中休息段的氧合血红蛋白浓度的均值；α
k
为第k个高斯模型的权重。
[0024]本专利技术提供的一种神经反馈康复训练系统，在一定程度上可降低目标患者的训练难度；具体的，在目标患者执行训练方案过程中，对目标患者的脑部对应病灶处的氧合血红蛋白含量进行实时检测并生成训练曲线，对训练曲线进行分析并判断目标患者在执行训练方案的过程中是否出现训练异常，如若出现异常则显示模块将根据异常信息对参考曲线进
行显示，从而可供目标患者、医生或者康复师直观的了解目标患者的训练状态及效果，参考曲线的显示可使目标患者可根据参考曲线自适应调节从而完成训练方案，参考曲线的生成可在一定程度上降低训练的难度，提升目标患者执行训练方案后所得到的康复效果；此外，在目标患者出现训练异常后，本专利技术还通过辅助模块中的声音引导单元和电刺激引导单元，以节奏性的声音和/或周期性的低频电刺激对目标患者进行训练引导，帮助目标患者高效的完成训练方案，从而达到预期的康复训练效果。
附图说明
[0025]图1显示为本专利技术一种神经反馈康复训练系统于一实施例的简要系统图；
[0026]图2显示为本专利技术一种神经反馈康复训练系统于一实施例的详细系统图；
[0027]图3显示为本专利技术一种神经反馈康复训练系统于一实施例中生成参考曲线的步骤流程图。
[0028]元件标号说明
[0029]100、输入模块；200、采集模块；210、光源单元；220、探测器单元；230、处理单元；300、处理模块；310、记录单元；320、滤波单元；400、监控模块；4本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经反馈康复训练系统，其特征在于，包括：输入模块，用于获取目标患者的病历信息和相应的训练方案；采集模块，用于实时获取目标患者在执行所述训练方案过程中的血氧信息；处理模块，用于根据所述血氧信息生成氧合血红蛋白含量变化的训练曲线；监控模块，用于根据所述训练曲线和预设参数，监控判断目标患者的训练是否发生异常，并在异常出现时，生成异常信息；显示模块，用于显示所述训练曲线，根据所述异常信息显示参考曲线，以利目标患者根据所述参考曲线自适应调节来完成所述训练方案；其中，所述参考曲线通过高斯混合模型生成。2.根据权利要求1所述的神经反馈康复训练系统，其特征在于：所述采集模块包括：光源单元，用于朝向目标患者的头部发射近红外光线；探测器单元，用于接收来自所述光源单元经大脑皮层反射后的近红外光线，并生成光强信号；处理单元，根据所述光强信号计算得出所述血氧信息，所述血氧信息包括氧合血红蛋白含量。3.根据权利要求1所述的神经反馈康复训练系统，其特征在于：所述处理模块包括：记录单元，用于实时记录所述采集模块采集的所述血氧信息；滤波单元，用于对所述血氧信息进行滤波，获得所述训练曲线，且所述训练曲线为氧合血红蛋白的浓度随时间变化的曲线。4.根据权利要求1所述的神经反馈康复训练系统，其特征在于：所述监控模块包括：偏差计算单元，用于计算所述训练曲线中训练段和休息段之间的偏差值；比较单元，用于将所述偏差值与预设方差阈值进行比较，当所述偏差值小于预设方差阈值，则判断训练异常，生成反常信息。5.根据权利要求4所述的神经反馈康复训练系统，其特征在于：所述偏差值为所述训练曲线中训练段和休息段的氧合血红蛋白的浓度值的方差之比。6.根据权利要求4所述的神经反馈康复训练系统，其特征在于：所述监控模块还包括：统计单元，用于统计预设时间内所述反常信息的生成数量；判断单元，用于将所述反常信息的生成数量与预设数量阈值进行比较，当所述生成数量大于所述预设数量阈值时，生成所述异常信息并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先春，郭遥，陈卫东，王朴，李可霜，杨晋昊，
申请(专利权)人：上海乾康医疗设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：