[發明專利]腦機接口康復訓練系統及方法

在審

• 申請號: 202011117939.8
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112244774A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 王浩沖;史改革;韓丞丞
• 申請（專利權）人: 西安臻泰智能科技有限公司
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/369;A61B5/389;G16H20/30
• 代理公司: 北京漢智嘉成知識產權代理有限公司 11682
• 代理人: 方珉;高芬芳

本申請提出了一種腦機接口康復訓練系統及方法，用于根據康復訓練接受者的主動運動意念對其肢體進行運動訓練以實現康復。腦機接口康復訓練系統包括運動意念誘導裝置、信號采集裝置、處理裝置、控制裝置、訓練裝置以及評估裝置。通過本申請的腦機接口康復訓練系統及方法，能夠增強針對康復訓練接受者所誘發的主動運動意念，提高從腦電信號中提取特征的靈敏度和準確度，使康復訓練動作準確跟隨主動運動意念，進一步激活神經傳導，明顯改善康復效果，還能充分且及時評估康復訓練效果，并允許醫師介入康復訓練，以更加有效地提高康復訓練效果。

技術領域

本申請涉及腦機接口領域，具體地涉及基于腦機接口技術的腦機接口康復訓練系統以及腦機接口康復訓練方法。

背景技術

基于腦機接口技術的腦機接口康復訓練在腦機接口康復訓練接受者病后運動功能恢復中起到非常重要的作用。基于腦機接口技術的腦機接口康復訓練技術可以通過采集康復訓練接受者與主動運動意識相關的腦電信息，對該腦電信息進行分析，并基于分析的結果(與主動運動意識有關)控制康復訓練設備，進行康復訓練接受者的肢體運動訓練，從而實現康復。與傳統康復方法以及機器人輔助康復方法相比，基于腦機接口技術的腦機接口康復訓練技術通過使康復訓練接受者主動參與康復訓練控制，可以形成刺激運動神經閉環通路，能夠有效提高康復訓練效果。

然而，現有基于腦機接口技術的腦機接口康復訓練技術尚存在若干不足。例如，通常康復訓練接受者因運動中樞神經功能受損，難以進行運動想象，誘發腦電信號強度較低，現有腦機接口康復技術難以準確且有效提取主動運動意識，從而難以形成刺激運動神經閉環通路，無法確保康復效果；現有腦機接口康復訓練技術無法對康復訓練效果進行實時康復評估，康復訓練接受者或者醫師不能實時掌握康復訓練狀況；基于現有腦機接口康復訓練技術，醫師無法在康復訓練接受者訓練過程中時了解康復訓練接受者腦狀態變化，從而難以對康復訓練接受者進行必要指導，此外也因缺乏介入技術手段而無法對康復訓練進行調整，不能有效提升康復訓練效果。

發明內容

根據本申請的一個方面，提出了腦機接口康復訓練系統，其用于根據康復訓練接受者的主動運動意念對其肢體進行運動訓練以實現康復，該腦機接口康復訓練系統包括：

運動意念誘導裝置，呈現生物運動范式以誘導主動運動意念，從而在多個腦區產生對應的多個腦電信號；

信號采集裝置，在多個腦區采集對應的多個腦電信號；

處理裝置，通過對采集的多個腦電信號進行處理，從多個腦電信號中提取對應的多個意念特征；

控制裝置，基于多個意念特征和/或輸入指令生成訓練控制參數；以及

訓練裝置，根據訓練控制參數執行機械運動動作和反饋刺激動作以完成肢體訓練，從而實現康復。

在根據本申請的實施方式的腦機接口康復訓練系統中，訓練裝置還根據肢體訓練確定運動狀態指標；以及

腦機接口康復訓練系統還包括：

評估裝置，根據多個意念特征、或者運動狀態指標、或者多個意念特征和運動狀態指標確定訓練評估參數，以對訓練狀態進行評估。

在根據本申請的實施方式的腦機接口康復訓練系統中，運動意念誘導裝置以視覺方式呈現生物運動范式以誘導主動運動意念，以及多個腦區包括頂葉區、額葉區、和枕葉區；

信號采集裝置在所述頂葉區、額葉區、和枕葉區分別采集對應的頂葉區腦電信號、額葉區腦電信號、和枕葉區腦電信號；以及

處理裝置對頂葉區腦電信號、額葉區腦電信號、和枕葉區腦電信號分別進行處理，分別從頂葉區腦電信號、額葉區腦電信號、和枕葉區腦電信號中提取運動想象意念特征、注意力強度意念特征、和視覺誘發意念特征。

在根據本申請的實施方式的腦機接口康復訓練系統中，信號采集裝置還從進行肢體運動的肢體采集肌電信號；以及