一种电刺激控制系统技术方案

本申请公开了一种电刺激控制系统，该系统包括信息获取模块、信息分析模块、电刺激控制模块及多通道电刺激器四部分，信息获取模块包括图像采集器、肌电信号采集器和神经信号采集器，信息分析模块包括图像分析单元和电信号分析单元，电刺激控制模块包括误差分析模块和自适应算法控制器。信息获取模块获取面部患侧和健侧的图像、肌电信号、神经电位信号等动作信息，信息分析模块基于动作信息进行面部对称性分析，确定患侧与健侧之间的对称性系数，电刺激控制模块利用对称性系数误差分析和迭代学习规则，控制输出的电刺激参数，从而自适应调节多通道电刺激器输出的电刺激信号强度，使得患侧肌肉运动状态与健侧肌肉保持一致，有效修复面部对称性。复面部对称性。复面部对称性。

【技术实现步骤摘要】
一种电刺激控制系统


[0001]本申请涉及医疗康复
，更具体地说，涉及一种电刺激控制系统。

技术介绍

[0002]在康复诊疗技术中，电刺激疗法是一种利用电刺激使患者恢复肢体运动功能的方法，通过小电流刺激患者肌肉组织，引起肌肉收缩，从而恢复丧失或受损的运动功能。因此，电刺激疗法被广泛应用于医疗康复领域。
[0003]在医疗康复领域中，面瘫是一种以面部表情肌群运动功能障碍为主要特征的疾病，又称面神经麻痹，多表现为患侧面部肌肉麻木、口眼歪斜，不能做皱额、蹙眉、闭目、鼓气和噘嘴等动作，导致面部两侧表情动作不协调。因此，在面瘫康复治疗中，电刺激可以用于恢复患者表情肌的协调功能。1978年，Tobey和Sutton正式提出可以通过电刺激修复单侧周围性面瘫，他们将兔的一侧面神经切断，然后在健侧表情肌附近植入电极记录其电活动，通过健侧表情肌的电活动触发电刺激器，刺激患侧对应的肌肉，使其收缩，从而使患侧运动状态与健侧保持一致，以达到修复面瘫的目的。
[0004]上述利用电刺激治疗面瘫的方法实现了对面部患侧肌肉的运动状态的调整，但是，由于电刺激参数是预先设置好的固定值，在治疗过程中电刺激的输出强度是不变的，因此，接受刺激的面部肌肉将一直处于相同程度的收缩状态，产生面部肌肉疲劳，导致面部两侧的协调性差，治疗效果不佳。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供了一种电刺激控制系统，用于解决现有的针对面瘫的电刺激疗法中输出的电刺激强度不变，导致治疗效果差的问题。
[0006]为了实现上述目的，现提出的方案如下：
[0007]一种电刺激控制系统，包括：
[0008]信息获取模块、信息分析模块、电刺激控制模块及多通道电刺激器；
[0009]所述信息获取模块用于在患者进行目标面部动作时，分别获取所述患者面部患侧和健侧的动作信息，所述动作信息为用于表征面部运动状态的图像和电信号，并将所述动作信息传输至所述信息分析模块；
[0010]所述信息分析模块基于输入的所述患侧和健侧的动作信息，确定患侧与健侧之间的对称性系数，所述对称性系数用于表示患侧与健侧的所述动作信息的差异，并将所述对称性系数输入所述电刺激控制模块；
[0011]所述电刺激控制模块依据对称性系数误差及上一次进行所述目标面部动作时对应的电刺激参数确定所述对称性系数对应的目标电刺激参数，所述对称性系数误差为所述对称性系数相对于目标对称性系数的差值，所述目标对称性系数为患侧与健侧的所述动作信息一致时对应的对称性系数，并将所述目标电刺激参数发送给所述多通道电刺激器；
[0012]所述多通道电刺激器输出与所述目标电刺激参数对应的电刺激信号。
[0013]优选地，所述信息获取模块包括：
[0014]图像采集器、肌电信号采集器及神经信号采集器；
[0015]所述图像采集器用于在所述目标面部动作下同时获取面部患侧和健侧的图像；
[0016]所述肌电信号采集器用于在所述目标面部动作下同时获取面部患侧和健侧的肌电信号，所述肌电信号为面部肌肉收缩产生的电信号；
[0017]所述神经信号采集器用于在所述目标面部动作下，通过同时刺激患侧和健侧的面神经，获取患侧和健侧相同位置的神经冲动信号，所述神经冲动信号为沿面神经纤维传导的电信号。
[0018]优选地，所述信息分析模块包括图像分析单元和电信号分析单元；
[0019]所述图像分析单元用于在所述面部患侧和健侧的图像中分别获取患侧和健侧的面部特征数据；
[0020]所述电信号分析单元用于获取面部患侧和健侧的所述肌电信号和所述神经冲动信号的电信号特征参数。
[0021]优选地，所述信息分析模块，具体用于，获取患侧数据和健侧数据，所述患侧数据由患侧的所述面部特征数据及所述电信号特征参数组成，所述健侧数据由健侧的所述面部特征数据及所述电信号特征参数组成；
[0022]通过预先建立的对称性方程式，确定所述对称性系数，所述对称性方程式为仅包含所述对称性系数、所述患侧数据和所述健侧数据三个未知数的三元线性方程。
[0023]优选地，所述电刺激控制模块，包括误差分析模块和自适应算法控制器；
[0024]所述误差分析模块，具体用于，根据所述对称性系数和所述目标对称性系数，确定所述对称性系数误差；
[0025]所述自适应算法控制器，具体用于，利用迭代学习规则建立所述对称性系数误差与所述目标电刺激参数之间的迭代学习模型，所述迭代学习模型通过第k次进行所述目标面部动作时对应的所述对称性系数误差修正第k
‑
1次进行所述目标面部动作时对应的所述目标电刺激系数，完成迭代学习，确定第k次进行所述目标面部动作时输出的所述目标电刺激参数。
[0026]优选地，所述图像采集器包括摄像头。
[0027]优选地，所述肌电信号采集器包括肌电信号电极片，所述神经信号采集器包括神经信号电极片。
[0028]优选地，所述系统还包括显示器，所述显示器连接所述肌电信号电极片和所述神经信号电极片，用于显示所述肌电信号和所述神经冲动信号。
[0029]优选地，所述多通道电刺激模块，具体用于，根据所述目标电刺激参数，输出对应频率和大小的电压或电流。
[0030]优选地，还包括：
[0031]通过电极片将所述电刺激信号输出。
[0032]从上述的技术方案可以看出，本申请实施例提供的一种电刺激控制系统，通过获取能够表征患者面部患侧和健侧运动状态的动作信息，对患侧和健侧之间的对称性进行分析，确定表示患侧与健侧动作信息差异大小的对称性系数，进而得出所述对称性系数相对于目标对称性系数的对称性系数误差，所述目标对称性系数为所述患侧与健侧的动作信息
完全一致时得到的对称性系数，根据所述对称性系数误差和上一次进行所述目标面部动作时对应的电刺激参数确定所述对称性系数对应的目标电刺激参数，按照所述目标电刺激参数输出对应的电刺激信号，实现输出电刺激自适应调节，从而使得当前对称性系数对应的目标电刺激参数能够刺激患侧肌肉的收缩程度与健侧肌肉趋于一致，有效恢复患者表情肌协调功能，实现对患者面部对称性的修复，增强面瘫患者的康复治疗效果。
附图说明
[0033]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0034]图1为本申请实施例提供的一种电刺激控制系统的结构示意图；
[0035]图2为本申请实施例提供的一种利用该电刺激控制系统进行康复训练的流程图；
[0036]图3为本申请实施例提供的一种电刺激控制模块的算法原理图。
具体实施方式
[0037]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电刺激控制系统，其特征在于，包括：信息获取模块、信息分析模块、电刺激控制模块及多通道电刺激器；所述信息获取模块用于在患者进行目标面部动作时，分别获取所述患者面部患侧和健侧的动作信息，所述动作信息为用于表征面部运动状态的图像和电信号，并将所述动作信息传输至所述信息分析模块；所述信息分析模块基于输入的所述患侧和健侧的动作信息，确定患侧与健侧之间的对称性系数，所述对称性系数用于表示患侧与健侧的所述动作信息的差异，并将所述对称性系数输入所述电刺激控制模块；所述电刺激控制模块依据对称性系数误差及上一次进行所述目标面部动作时对应的电刺激参数确定所述对称性系数对应的目标电刺激参数，所述对称性系数误差为所述对称性系数相对于目标对称性系数的差值，所述目标对称性系数为患侧与健侧的所述动作信息一致时对应的对称性系数，并将所述目标电刺激参数发送给所述多通道电刺激器；所述多通道电刺激器输出与所述目标电刺激参数对应的电刺激信号。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信息获取模块包括：图像采集器、肌电信号采集器及神经信号采集器；所述图像采集器用于在所述目标面部动作下同时获取面部患侧和健侧的图像；所述肌电信号采集器用于在所述目标面部动作下同时获取面部患侧和健侧的肌电信号，所述肌电信号为面部肌肉收缩产生的电信号；所述神经信号采集器用于在所述目标面部动作下，通过同时刺激患侧和健侧的面神经，获取患侧和健侧相同位置的神经冲动信号，所述神经冲动信号为沿面神经纤维传导的电信号。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述信息分析模块包括图像分析单元和电信号分析单元；所述图像分析单元用于在所述面部患侧和健侧的图像中分别获取患侧和健侧的面部特征数据；所述电信号分析单元用于获取面部患侧和健侧的所述肌电信号和所述神...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱玉华，姜超，于宁，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院第六医学中心，
类型：发明
国别省市：