[發明專利]一種基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法

有效

• 申請號: 201810926547.2
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109078262B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 奕偉波;范新安;陳遠方;張利劍;明東
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: A61N1/36
• 分類號: A61N1/36;A61B5/383
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 馬東偉;龐許倩

1.一種基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，包括如下步驟：

對K名受試者進行順序編號，并選取每名受試者都能夠通過左手或右手實施的l個指定動作；

對受試者指定部位的神經實施電刺激，待刺激結束后，執行刺激后MI-BCI任務，想象其左手或右手實施上述每一個指定動作，同時采集每一個所述指定動作對應的腦電信號；

對所述腦電信號進行數據預處理，獲得預處理結果；

對所述預處理結果進行特征提取，并對提取結果進行分類識別；

所述刺激后MI-BCI任務包括如下步驟：

受試者靜坐于距離腦電信號采集系統顯示器預設距離的指定位置處，保持全身放松；

所述顯示器屏幕正中央出現隨機出現指定動作的提示，受試者根據所述提示想象其左手或右手對應的指定動作，采集所述指定動作對應的腦電信號數據；

對每名受試者重復進行N次上述試驗，采集每次試驗中所述指定動作對應的腦電信號數據；

受試者根據提示想象左手或右手對應的指定動作的步驟包括：

所述顯示器屏幕正中央出現白圓，受試者保持靜息放松狀態；

所述白圓消失，所述顯示器屏幕正中央出現紅圓，受試者準備執行指定動作；

所述紅圓消失，所述顯示器屏幕正中央出現所述指定動作對應的箭頭，受試者根據所述箭頭指示的方向依次想象左手或右手對應的指定動作，持續預設時間。

2.根據權利要求1所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，還包括如下步驟：

在實施電刺激之前，執行刺激前MI-BCI任務，想象左手或右手實施每一個所述指定動作，同時采集每一個所述指定動作對應的腦電信號；

對所述腦電信號進行數據預處理，獲得預處理結果；

對所述預處理結果進行特征提取，并對提取結果進行分類識別。

3.根據權利要求2所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述執行刺激前MI-BCI任務包括如下步驟：

受試者靜坐于距離腦電信號采集系統顯示器預設距離的指定位置處，保持全身放松；

所述顯示器屏幕正中央出現隨機出現指定動作的提示，受試者根據所述提示想象其左手或右手對應的指定動作，采集所述指定動作對應的腦電信號數據；

對每名受試者重復進行N次上述試驗，采集每次試驗中所述指定動作對應的腦電信號數據。

4.根據權利要求1-3之一所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述對腦電信號進行數據預處理包括如下步驟：

對每名受試者每次試驗獲得的所述指定動作對應的腦電信號數據進行空間濾波，獲得空間濾波處理結果；

對所述空間濾波處理結果進行帶通濾波，獲得帶通濾波處理結果；

對所述帶通濾波處理結果進行降采樣，獲得降采樣結果。

5.根據權利要求4所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述特征提取采用CSP特征提取方法，所述分類識別采用LDA分類識別方法。

6.根據權利要求3所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述腦電采集系統采用Neuroscan 64導聯腦電采集系統；

所述腦電采集系統采用Ag/AgCl電極。

7.根據權利要求4所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述空間濾波采用共平均參考空間濾波處理方法；

所述帶通濾波后的頻率范圍為8～30Hz；

所述降采樣后的采樣頻率為200～300Hz。

8.根據權利要求2-3、6-7之一所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述指定動作包括左手和右手的握拳動作；

對每名受試者分別進行至少80次刺激前MI-BCI任務和刺激后MI-BCI任務。

9.根據權利要求1-3、5-7之一所述的基于外周神經電刺激的MI-BCI訓練方法，其特征在于，所述對受試者指定部位的神經實施電刺激的步驟包括：

在受試者兩側手腕的正中神經處，各設置兩個相距3～4cm的自粘性心電電極；

通過上述兩側手腕的自粘性心電電極向各自對應的正中神經同時施加脈寬為200μs的雙向電流脈沖，持續施加預設時間，其中，左手腕和右手腕電刺激的頻率為25～32Hz，所述電流脈沖的強度為1.5～7mA。