一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法及系统，涉及交流电刺激神经调控的技术领域。本发明专利技术提供的系统由个体化导航模块、交流电刺激模块、脑电信号采集模块、自适应耦合模块组成。将调控对象的磁共振影像与磁共振功能影像输入到个体化导航模块后，生成功能连接网络确定调控靶点，根据待调控的靶点确定刺激电极的位置与刺激电流的大小，根据调控对象的脑电图确定调控的频率，将其输入到交流电刺激模块进行调控，调控的过程中通过脑电信号采集模块进行采集后输入到自适应耦合模块，根据调控过程中的脑电信号自适应调整交流电刺激模块的电流与波形实现相位耦合，实现精准的闭环神经网络调控。的闭环神经网络调控。的闭环神经网络调控。

【技术实现步骤摘要】
一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法及系统


[0001]本专利技术属于神经网络调控
，尤其涉及一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法及系统。

技术介绍

[0002]脑网络同步是人类认知的基础，脑的电生理节律同步实现了脑网络之间有效的沟通，典型的脑网络节律有以下几种：δ(1
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4Hz)、θ(4
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7Hz)、α(8
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13Hz)、β(14
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30Hz)、γ(31
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90Hz)。每种节律都有其特点及与之相关的认知功能，例如：δ节律活动最突出的认知关联是检测一系列干扰物或刺激中的目标；θ节律最常与记忆过程有关，有研究表明θ节律反映了与海马的通讯；许多低频节律与功能抑制有关，但高频的γ节律被认为反映了大脑皮层的激活，出现于正常人在高度集中注意力或工作记忆活动时。脑网络节律的同步性促进了功能网络之间的协调，当脑节律紊乱时，将会使得脑网络之间的交流中断，导致一系列的神经精神疾病，所以对脑网络的节律进行调控，促进脑网络相位同步对于一些神经精神类疾病的改善具有非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取调控对象的脑电影像数据，构建头部模型与功能连接网络，确定调控的多个靶点，根据仿真与优化结果配置各个靶点电刺激输出的电流参数；S2：根据电流参数，对各个靶点分别进行电刺激，刺激过程中实时进行阻抗测量，调节电流输出；S3：刺激完成后，对各个靶点分别进行脑电信号采集，并对采集的数据进行预处理；S4：预处理后的数据按设定的时间截窗，使用零相移FIR滤波器，针对特定频段范围进行零相移频带滤波；将滤波后的信号使用AR模型进行相位预测，同时进行FFT功率谱分析，得到主要频率；S5：根据预测的相位与主要频率，调节电流参数，重复步骤S2
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S4，实现闭环的神经网络调控。2.根据权利要求1所述的一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法，其特征在于，在步骤S1中，具体包括：通过MRI影像数据，采用simnibs软件构建头皮、颅骨、脑脊液、灰质、白质构成的5层头部模型；通过fMRI影像数据，采用GRETNA工具包生成功能连接网络。3.根据权利要求1所述的一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法，其特征在于，在步骤S1中，还包括：结合fMRI与EEG影像数据，将其与正常人的脑功能网络与节律进行比较分析，得到异常区域与节律，所述异常区域与节律为电刺激的靶点与调节的频率。4.根据权利要求1所述的一种闭环自适应交流电刺激神经网络调控方法，其特征在于，在步骤S1中，通过优化多组HD
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TACS，确定刺激电极的位置与刺激电流的大小，具体包括：采用多组电极分别对多个靶点进行刺激，根据最小二乘法，基于国际通用的10/10脑电系统，得到各组刺激电极放置的位置；根据电场的叠加性与电流的线性关系，采用单电极叠加法进行并行寻优，设置公共参考电极后，对各组电极计算单位电流，在限制的安全电流范围内，实现在靶点位置的聚焦，其中，评价条件为在外周电极包围的区域内靶点位置的电场最大且靶点内外电场的比值最小，变换...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫天翼，石忠焱，闫子龙，江波，陈端端，刘田田，张江涛，裴广盈，张健，吴景龙，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：