[發明專利]基于腦電接口的老年癡呆預防方法

有效

• 申請號: 202010515504.2
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111728585B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉鐵軍;郜東瑞;趙威;宋曉宇;謝佳欣;堯德中
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/369;A61M21/00
• 代理公司: 北京元本知識產權代理事務所(普通合伙) 11308
• 代理人: 王紅霞

本發明涉及一種基于腦電接口的老年癡呆預防方法。本發明通過電極采集人體大腦枕部區域的自發腦電信號和誘發腦電信號，所述自發腦電信號在閉眼狀態下采集，所述誘發腦電信號分別在上下左右四個方向隨機進行視覺刺激的情況下采集；從所述自發腦電信號中獲取第一機器指令，從所述誘發腦電信號中獲取向四個方向控制的第二機器指令、第三機器指令、第四機器指令和第五機器指令；將上述五個機器指令輸入至游戲系統中，進而對游戲進行控制。本發明通過提取老年人腦功能信號，并將其應用于對游戲的控制，從而訓練老年人在視聽覺等基本腦功能和注意等高級腦功能，進而達到鍛煉大腦、減緩腦功能退化、預防老年癡呆的目的。

技術領域

本發明涉及生物信息技術領域，具體的說是一種基于腦電接口的老年癡呆預防方法。

背景技術

我國正在邁入老齡化社會，如何養老、防老是國家乃至全社會共同關心的重大問題。老年癡呆是影響老年健康甚至生命的一種常見“流行病”。根據2015年的一項調查現示，在我國，老年癡呆患病人口已經超過600萬，預計到2050年患病人口將2000萬，我國是世界上老年癡呆患病人口最多、增長速度最快的地區。

根文獻報道老年癡呆是可以預防的，通過服用有關藥物或者長期堅持用腦，保持腦細胞長期處于興奮狀態，就可以減慢老化。但是由于文化水平、經濟條件、身體健康條件等方面的差異，很多老年人往往都是從事一些簡單的、重復性的腦力鍛煉，很難做到高效率的鍛煉大腦。

現有技術中，基于腦機接口的游戲設備主要有國外NeuroSky公司的mindwave系列，美國mindflex公司的雙人吹小球對抗游戲產品，國內帝威斯的意念方舟以及宏智力公司的BrainLink系列，以上產品都是基于自發腦電的腦機接口系統，所能識別的指令較少，并且無法實現多維度控制。相關游戲多為0-1開關類游戲，缺乏方向類游戲，諸如跑酷，賽車等等。開關類游戲多用來訓練專注力，而預防老年癡呆的作用是極其有限的。表1對這四種設備進行了對比。

表1 國內外控制游戲對比

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足之處，本發明要解決的技術問題是提供一種基于腦電接口的老年癡呆預防方法。

本發明為實現上述目的所采用的技術方案是：一種基于腦電接口的老年癡呆預防方法，包括以下步驟：

采集人體大腦枕部區域的自發腦電信號和誘發腦電信號，所述自發腦電信號在閉眼狀態下采集，所述誘發腦電信號分別在上下左右四個方向隨機進行視覺刺激的情況下采集；

從所述自發腦電信號中獲取第一機器指令，從所述誘發腦電信號中獲取分別向上下左右四個方向控制的第二機器指令、第三機器指令、第四機器指令和第五機器指令；

將上述五個機器指令輸入至游戲系統中，進而對游戲進行控制。

所述人體大腦枕部區域的自發腦電信號和誘發腦電信號通過干電極進行采集。

所述從所述自發腦電信號中獲取第一機器指令，包括以下步驟：

在時間和特定頻帶上提取所述自發腦電信號的特征參量，所述特定頻帶選取α波段；

計算所述特征參量和預設時間內自發腦電信號總功率的比例，作為在該預設時間內的腦電特征值；

將所述腦電特征值與預設的分類閾值進行比較，所述腦電特征值在高于所述分類閾值時作為第一機器指令。

所述在時間和特定頻率上提取所述自發腦電信號的特征參量，具體為：

通過對自發腦電信號進行功率譜分析，提取特定頻段α波段的功率譜信息，為求得自發腦電信號的特征參量。

所述計算所述特征參量和預設時間內自發腦電信號總功率的比例，具體為：