【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于胃功能调节，具体涉及一种基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统。
技术介绍
1、胃电图(electrogastrogram，egg)是一种由表面电极从人体腹部体表记录胃电信号的一种无创技术，在一定程度上能反映胃运动的功能状态，具有一定的临床价值。通过分析egg信号，可以得到胃运动的主要调节因子-胃慢波活动的节律性信息，包括频率、幅度和传播方向等。胃慢波源于人体近端的起搏器区域，并且在向幽门传播时表现出不均匀的振幅和速度特性，胃慢波的传播模式和节律性信息是人体消化功能的主要组成部分。研究发现，胃慢波异常与胃轻瘫、消化不良、胃食管反流等多种消化系统疾病有关。
2、然而，现有针对胃肠道刺激的技术要么是侵入式的胃肠刺激系统，需要在专业医生的操作下进行，不仅具有一定的风险性，还具有一定的局限性。还有一部分技术虽然是非侵入性的穴位刺激，但是并没有根据真正反映胃功能变化的生理指标进行效果的评估与反馈。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、本专利技术提供了一种基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，包括胃功能调节设备、客户端和云端，其中，
3、所述客户端用于控制所述胃功能调节设备的开始与结束，还用于获取所述胃功能调节设备采集到的胃电信号和脑电信号进行处理与分析，得到当前时段的胃节律参数和胃脑耦合参数，进而通过当前时段的胃节律参
4、所述胃功能调节设备用于外接迷走神经刺激电极于耳部，根据所述迷走神经刺激参数向耳部施加可调节胃功能的迷走神经刺激，还用于外接胃电信号采集电极于腹部以采集胃电信号，外接脑电信号采集电极于额头以采集脑电信号，并将所述胃电信号和所述脑电信号上传至所述客户端；
5、所述云端用于存储历史使用记录，所述历史使用记录包括使用过程中的迷走神经刺激参数、胃节律参数以及胃脑耦合参数的变化情况。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述胃功能调节设备包括内部控制器、刺激电流信号发生器、生理信号放大器和电源模块，其中，
7、所述内部控制器用于控制所述生理信号采集放大器采集当前时段的胃电信号和脑电信号，并传输至所述客户端，还用于接收所述客户端反馈的下一时段的迷走神经刺激参数并发送至所述刺激电流信号发生器；
8、所述刺激电流信号发生器外接迷走神经刺激电极，用于根据所述迷走神经刺激参数产生迷走神经刺激信号并传输至迷走神经刺激电极；
9、所述生理信号采集放大器外接胃电信号采集电极和脑电信号采集电极，用于在调控过程中采集胃电信号和脑电信号，并上传至所述客户端；
10、所述电源模块用于对所述内部控制器、所述刺激电流信号发生器和所述生理信号采集放大器进行隔离供电。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统还包括可穿戴式胃电采集带，所述可穿戴式胃电采集带的内部设置有参考电极、接地电极以及多个胃电信号采集电极，所述胃电信号采集电极用于采集胃电信号，所述可穿戴式胃电采集带的两端设置有魔术贴或卡扣以固定所述可穿戴式胃电采集带至腹部。
12、在本专利技术的一个实施例中，所述基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统还包括可佩戴的软性发带，所述软性发带内部正对额头的部位内嵌有三个电极，分别为10-20导联系统中的fp1、fp2和fpz，其中，fp1、fp2为脑电信号采集电极，fpz为fp1和fp2的参考电极。
13、在本专利技术的一个实施例中，所述客户端包括开关模块、通信模块、胃电信号处理模块、胃脑耦合模块、分析模块和显示模块，其中，
14、所述开关模块用于打开和关闭所述胃功能调节设备；
15、所述通信模块用于获取所述胃功能调节设备采集的胃电信号和脑电信号；
16、所述胃电信号处理模块用于对当前时段的胃电信号进行处理，获得当前时段的胃节律参数，所述胃节律参数包括胃电主频、胃电幅度与正常胃慢波占比；
17、所述胃脑耦合模块用于根据当前时段的胃电信号和脑电信号获得胃脑耦合参数，所述胃脑耦合信号包括相位-幅度耦合值和转移熵；
18、所述分析模块用于对当前时段的胃电主频、胃电幅度、正常胃慢波占比与其正常范围进行分析比较，获得下一时间段的迷走神经刺激强度；
19、所述显示模块用于对胃电信号波形、脑电信号波形、胃节律参数和迷走神经刺激参数进行实时显示；
20、所述通信模块还用于将下一时间段的迷走神经刺激强度反馈至所述胃功能调节设备。
21、在本专利技术的一个实施例中，所述胃电信号处理模块包括功率谱分析单元、滤波单元、胃电信号解析单元、伪迹识别单元和胃节律特征提取单元，其中，
22、所述功率谱分析单元用于对当前时段的胃电信号进行处理，获得当前时段的胃电信号的功率谱，并选出多个胃电信号采集电极采集的胃电信号中功率谱最大的胃电信号；
23、所述滤波单元用于对所述功率谱最大的胃电信号进行滤波，获得滤波后的胃电信号；
24、所述胃电信号解析单元用于对所述滤波后的胃电信号进行解析，获得解析后的相位信息和瞬时振幅；
25、所述伪迹识别单元用于筛除体动带来的大振幅以及线性干扰引入的相位非单调变化，获得去除伪迹后的胃电信号；
26、所述胃节律特征提取单元用于根据所述去除伪迹后的胃电信号获得当前时段的胃节律参数。
27、在本专利技术的一个实施例中，所述脑电信号处理模块包括脑电信号预处理单元、相位-幅度耦合单元和转移熵获取单元，其中，
28、所述脑电信号预处理单元用于对采集的脑电信号进行滤波、特征提取和伪迹识别，获得预处理后的脑电信号；
29、所述相位-幅度耦合单元用于将所述胃电信号的解析相位与所述脑电信号的瞬时振幅进行相位振幅耦合，得到相位-幅度耦合值；
30、所述转移熵获取单元用于根据预处理后的胃电信号和预处理后的脑电信号确定转移熵。
31、在本专利技术的一个实施例中，所述转移熵获取单元具体用于：
32、根据去除伪迹后的胃电信号确定胃电向量；
33、根据所述胃电向量和预处理的脑电信号确定脑电向量；
34、根据所述胃电向量和所述脑电向量确定对应的边缘概率分布和联合概率分布；
35、根据所述边缘概率分布和所述联合概率分布确定条件熵和联合熵，联合熵h(x)和条件熵h(x|y)的计算公式为：
36、
37、
38、其中，p(x)表示胃电向量的最后一个向量的边缘概率分布，p(y)表示脑电向量的最后一个向量的边缘概率分布，p(x,y)表示胃电向量和脑电向量的最后一个向量和当前值的联合概本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，包括胃功能调节设备、客户端和云端，其中，
2.根据权利要求1所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述胃功能调节设备包括内部控制器、刺激电流信号发生器、生理信号放大器和电源模块，其中，
3.根据权利要求1所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，还包括可穿戴式胃电采集带，所述可穿戴式胃电采集带的内部设置有参考电极、接地电极以及多个胃电信号采集电极，所述胃电信号采集电极用于采集胃电信号，所述可穿戴式胃电采集带的两端设置有魔术贴或卡扣以固定所述可穿戴式胃电采集带至腹部。
4.根据权利要求3所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，还包括可佩戴的软性发带，所述软性发带内部正对额头的部位内嵌有三个电极，分别为10-20导联系统中的Fp1、Fp2和Fpz，其中，Fp1、Fp2为脑电信号采集电极，Fpz为Fp1和Fp2的参考电极。
5.根据权利要求1所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述客户端包括开关模块、通信模块、胃电
6.根据权利要求5所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述胃电信号处理模块包括功率谱分析单元、滤波单元、胃电信号解析单元、伪迹识别单元和胃节律特征提取单元，其中，
7.根据权利要求5所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述脑电信号处理模块包括脑电信号预处理单元、相位-幅度耦合单元和转移熵获取单元，其中，
8.根据权利要求7所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述转移熵获取单元具体用于：
9.根据权利要求5所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述分析模块具体用于：
10.根据权利要求6所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述分析模块还用于：
...【技术特征摘要】
1.一种基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，包括胃功能调节设备、客户端和云端，其中，
2.根据权利要求1所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，所述胃功能调节设备包括内部控制器、刺激电流信号发生器、生理信号放大器和电源模块，其中，
3.根据权利要求1所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，还包括可穿戴式胃电采集带，所述可穿戴式胃电采集带的内部设置有参考电极、接地电极以及多个胃电信号采集电极，所述胃电信号采集电极用于采集胃电信号，所述可穿戴式胃电采集带的两端设置有魔术贴或卡扣以固定所述可穿戴式胃电采集带至腹部。
4.根据权利要求3所述的基于胃节律与胃脑耦合的胃功能调节系统，其特征在于，还包括可佩戴的软性发带，所述软性发带内部正对额头的部位内嵌有三个电极，分别为10-20导联系统中的fp1、fp2和fpz，其中，fp1、fp2为脑电信号采集电极，fpz为fp1和fp2的参考电极。
<...【专利技术属性】
技术研发人员：孙金铂，崔亚朋，王硕，王胤，李雪，曾啸，杨雪娟，秦伟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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