【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于神经电生理检测，涉及一种联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法及系统。
技术介绍
1、严重意识障碍(disorder of consciousness,doc)患者是指由于严重的脑损伤，脑出血或梗死、电击、心脏疾病、溺水等事故所致的对周围环境或自身感知能力具有障碍的患者，这类患者的意识状态可分为多个等级，如无反应觉醒综合征(unresponsivewakefulness syndrome,uws)/植物人状态(vegetative state,vs)和最小意识状态(minimally conscious state,mcs)等。目前，临床医生采用量表对doc患者进行评估，误诊率高达40％左右，患者可能得不到及时正确的治疗或过早终止治疗，最终导致死亡。因此，准确评估doc状态对患者的康复治疗具有重要意义。
2、基于脑电信号的意识检测具有时间分辨率高、相对成本低的优点，越来越多地被用于临床doc患者的评估。现有研究一般通过分析单一主动认知任务模式下的脑电响应，来检测受试者的意识，例如专利cn105266805b公开了一种基于视听觉脑机接口的意识状态检测系统，专利cn113197586b公开了一种基于视觉脑电信号的自我意识检测方法。然而，采用单一主动认知任务模式，难以准确判断受试者是否按要求执行了任务，容易忽略隐蔽的意识,并且对单一任务模式下的脑电响应进行单一电位分析，无法全面、准确地判断受试者的意识状态，意识检测的准确率较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的
2、为了实现本专利技术的第一个目的，提供了一种联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，应用于意识检测系统，所述意识检测方法包括：
3、以人脸/姓名为识别内容，并基于视觉或/和听觉的刺激方式，构建多阶段认知任务，所述多阶段认知任务按规律呈现标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激、错误新颖刺激；
4、所述多阶段认知任务包括主动认知任务模式与专注呼吸任务模式，所述主动认知任务模式提示受试者对与自身信息相符的正确新颖刺激进行计数，所述专注呼吸任务模式提示受试者专注自身呼吸，无视外界刺激；
5、基于所述多阶段认知任务执行意识检测，获取受试者执行主动认知任务模式与专注呼吸任务模式时的脑电数据，所述脑电数据包括大脑额区、中央区、顶区的脑电信号；
6、基于所述脑电数据，计算主动认知任务模式与专注呼吸任务模式下大脑不同空间脑区多种潜伏期不同的事件相关电位的特征，计算事件相关电位特征在不同刺激之间、不同任务模式之间的差异；
7、将所述事件相关电位特征在不同刺激之间、不同任务模式之间的差异，作为所述受试者意识程度分析的参考。
8、本专利技术采用特征差异计算模型对事件相关电位特征在不同刺激之间、不同任务模式之间的差异进行量化，以辅助意识检测；此外，多阶段认知任务通过视觉或/和听觉的刺激方式呈现，采用人物面部图像作为视觉素材、人物姓名语音作为听觉素材，以适用于不同感知功能障碍者。
9、具体的，所述标准刺激，采用全脸无遮挡的非受试者面部图像以及包含非受试者姓名的语音；
10、所述偏差刺激，采用眼睛被遮挡的受试者面部图像以及包含受试者姓名前半部分的语音；
11、所述正确新颖刺激，采用去除遮挡后的受试者面部图像以及包含受试者姓名最后一个字的语音；
12、所述错误新颖刺激，采用去除遮挡并改变眼睛这一面部特征的非受试者面部图像以及包含一个不相关文字的语音。
13、具体的，所述规律包括标准刺激与偏差刺激随机出现，正确、错误两种新颖刺激仅在偏差刺激后随机出现，且标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激与错误新颖刺激的数量比例为8:2:1:1。
14、具体的，所述大脑多种潜伏期不同的事件相关电位的特征包括：
15、受试者大脑在标准刺激或偏差刺激阶段出现的p300、cnv电位特征，受试者大脑在正确新颖刺激或错误新颖刺激阶段出现的n400、p600电位特征。
16、具体的，所述事件相关电位特征在不同刺激之间、不同任务模式之间的差异包括：
17、p300、cnv电位特征在标准刺激和偏差刺激之间的差异，n400、p600电位特征在正确新颖刺激和错误新颖刺激之间的差异；p300、cnv、n400、p600电位特征在主动认知与专注呼吸两种任务模式之间的差异。
18、具体的，基于所述多阶段认知任务执行意识检测的过程如下：
19、步骤1、不同刺激之间的事件相关电位特征差异计算模型训练：
20、步骤1-1、指导语呈现，主动认知任务模式开始，所述指导语的提示词为计数与自身信息相符的正确新颖刺激；
21、步骤1-2、指导语消失，按规律呈现标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激、错误新颖刺激；
22、步骤1-3、计算受试者在标准刺激或偏差刺激阶段的大脑p300、cnv电位特征，对表征事件相关电位特征在标准刺激与偏差刺激之间差异的第一特征差异计算模型进行训练；
23、步骤1-4、计算受试者在正确新颖刺激或错误新颖刺激阶段的大脑n400、p600电位特征，对表征事件相关电位特征在正确新颖刺激与错误新颖刺激之间差异的第二特征差异计算模型进行训练；
24、步骤1-5、模型训练结束，进入步骤2。
25、步骤2、受试者在不同刺激之间的事件相关电位特征差异检测：
26、步骤2-1、指导语呈现，主动认知任务模式开始，所述指导语的提示词为计数与自身信息相符的正确新颖刺激；
27、步骤2-2、指导语消失，按规律呈现标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激、错误新颖刺激；
28、步骤2-3、计算受试者在标准刺激或偏差刺激阶段的大脑p300、cnv电位特征，通过第一特征差异计算模型计算事件相关电位特征在标准刺激与偏差刺激之间的第一特征差异；
29、步骤2-4、计算受试者在正确新颖刺激或错误新颖刺激阶段的大脑n400、p600电位特征，通过第二特征差异计算模型计算事件相关电位特征在正确新颖刺激与错误新颖刺激之间的第二特征差异；
30、步骤2-5、对第一特征差异和第二特征差异进行特征差异融合，计算事件相关电位特征在不同刺激之间的总差异度；
31、步骤2-6、当总差异度≥差异度水平阈值时，进入步骤3；当总差异度＜差异度水平阈值时，若未对脑电数据叠加平均，则对p个试次脑电数据进行叠加平均后返回步骤2-3，否则判定受试者不存在意识，检测结束。
32、步骤3、不同任务模式之间的事件相关电位特征差异计算模型训练：
33、步骤3-1、指导语呈现，专注呼吸任务本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，应用于意识检测系统，所述意识检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，所述规律包括标准刺激与偏差刺激随机出现，正确、错误两种新颖刺激仅在偏差刺激后随机出现，且标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激与错误新颖刺激的数量比例为8:2:1:1。
4.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，所述大脑多种潜伏期不同的事件相关电位的特征包括：
5.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，所述事件相关电位特征在不同刺激之间、不同任务模式之间的差异包括：
6.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，基于所述多阶段认知任务执行意识检测的过程如下：
7.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，在意识检测前，根据受试者选择刺激方式，其具体过
8.一种意识检测系统，包括计算机存储器、计算机处理器以及存储在所述计算机存储器中并可在所述计算机处理器上执行的计算机程序，其特征在于，所述计算机存储器中采用权利要求1-7任一项所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法；
...【技术特征摘要】
1.一种联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，应用于意识检测系统，所述意识检测方法包括：
2.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，所述规律包括标准刺激与偏差刺激随机出现，正确、错误两种新颖刺激仅在偏差刺激后随机出现，且标准刺激、偏差刺激、正确新颖刺激与错误新颖刺激的数量比例为8:2:1:1。
4.根据权利要求1所述的联合主动认知与专注呼吸的意识检测方法，其特征在于，所述大脑多种潜伏期不同的事件相关电位的特征包括：
5.根据权利要求1所述的联合主...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐佳琳，左国坤，宋涛，尤沂蒙，
申请(专利权)人：宁波慈溪生物医学工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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