[發(fā)明專利]基于站立位失衡誘發(fā)腦電的卒中平衡康復(fù)評估方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202110025623.4
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112656430A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐瑞;王寧寧;明東;李志才;張恒瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/11;A61B5/00;G06F17/18;G06K9/62;G16H50/30
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 韓帥

本發(fā)明公開了基于站立位失衡誘發(fā)腦電的卒中平衡康復(fù)評估方法，包括如下步驟：建立對測評者進(jìn)行下肢平衡能力測評的運(yùn)動狀態(tài)測評臺，所述測評臺用于對測評者站立位平衡穩(wěn)態(tài)和平衡擾動的操控；通過腦電數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集測評者平衡穩(wěn)態(tài)和平衡擾動兩種平衡狀態(tài)下的腦電波信號；通過數(shù)據(jù)處理模塊對腦電波信號進(jìn)行特征提取生成可反應(yīng)站立位平衡狀態(tài)下腦電信號變化的參數(shù)；通過臨床功能量表對測評者平衡能力進(jìn)行評估；通過相關(guān)系數(shù)、回歸分析的方法分析參數(shù)與臨床功能量表之間的相關(guān)性；該方法通過檢測卒中患者在站姿平衡任務(wù)中與平衡感知相關(guān)的腦電波特征，確定卒中患者平衡感知相關(guān)的EEG特征與臨床運(yùn)動功能量表評分之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于對腦電波檢測評估領(lǐng)域，尤其涉及基于站立位失衡誘發(fā)腦電的卒中平衡康復(fù)評估方法。

背景技術(shù)

卒中會導(dǎo)致人體的平衡能力降低，這增加了患者摔倒的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響其生活能力的恢復(fù)和提高。而平衡能力的康復(fù)評估可識別患者問題所在，指導(dǎo)康復(fù)目標(biāo)和康復(fù)方案的制定，促進(jìn)康復(fù)訓(xùn)練，進(jìn)而減少病人摔倒風(fēng)險(xiǎn)，改善其生活質(zhì)量，對卒中患者的康復(fù)具有重要指導(dǎo)意義。現(xiàn)階段，卒中患者平衡能力的評估主要是基于患者既往病史、現(xiàn)有的行為表現(xiàn)、以及醫(yī)生的判斷進(jìn)行量表評估，量表評估方法存在主觀性強(qiáng)、缺乏量化，以及“天花板效應(yīng)”的不足。

腦電波(Electroencephalogram,EEG)是一種生物電信號，它記錄大腦活動時的電波變化，是腦神經(jīng)細(xì)胞的電生理活動在大腦皮層的總體反映。EEG采集具有時間分辨率高、可用一些參數(shù)量化的特點(diǎn)。因此，EEG作為臨床上最常見評估大腦功能的指標(biāo)之一，常用于疾病診斷、功能康復(fù)等方面。而現(xiàn)有的臨床中多基于卒中患者坐臥靜息和坐姿任務(wù)時的EEG信號對其腦功能狀態(tài)和上肢康復(fù)程度進(jìn)行評估，缺乏對涉及患者下肢功能的站姿平衡能力康復(fù)評估的針對性。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在問題，本發(fā)明提出了一種基于站立位失衡誘發(fā)腦電的卒中平衡康復(fù)評估方法。該方法通過檢測卒中患者在站姿平衡任務(wù)中與平衡感知相關(guān)的腦電波(Electroencephalogram，EEG)特征，以及使用臨床運(yùn)動功能量表對患者平衡能力進(jìn)行評估，確定卒中患者平衡感知相關(guān)的EEG特征與臨床運(yùn)動功能量表評分之間的統(tǒng)計(jì)學(xué)關(guān)聯(lián)；對平衡感知相關(guān)EEG特征進(jìn)行融合得到融合特征，并與運(yùn)動功能量表評分構(gòu)建康復(fù)評估模型，實(shí)現(xiàn)對患者下肢平衡能力的客觀評估。

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

基于站立位失衡誘發(fā)腦電的卒中平衡康復(fù)評估方法，包括如下步驟：

建立對測評者進(jìn)行下肢測評的運(yùn)動狀態(tài)測評臺，所述測評臺用于對測評者站立位平衡穩(wěn)態(tài)和平衡擾動的操控；

通過腦電數(shù)據(jù)采集模塊輸出測評者平衡穩(wěn)態(tài)和平衡擾動兩種平衡狀態(tài)下的腦電波信號；

通過數(shù)據(jù)處理模塊對腦電波信號進(jìn)行特征提取生成可反應(yīng)站立位平衡狀態(tài)下腦電信號數(shù)據(jù)信息；即：穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息和失穩(wěn)數(shù)據(jù)信息；

通過臨床功能量表對測評者平衡能力進(jìn)行評估生成評估參數(shù)

數(shù)據(jù)分析模塊通過相關(guān)系數(shù)、回歸分析的方法分析平衡狀態(tài)下腦電信號數(shù)據(jù)信息與臨床功能量表的評估參數(shù)之間的相關(guān)性輸出測評者最優(yōu)的康復(fù)方案。

進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理模塊對腦電波信號進(jìn)行特征提取生成穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息的步驟：

選取腦電數(shù)據(jù)采集模塊的各個電極的腦電信號在四個不同頻段的功率譜PSD(f)(δ：1～4Hz,θ：4～8Hz,α：8～12Hz,β：12～25Hz)；對腦電信號x(t)進(jìn)行功率譜分析，得到x的功率譜PSD(f)；其中腦電震蕩頻率特征alpha和theta頻段能量為：

E_theta＝∑_f∈thetaPSD(f)；

計(jì)算大腦對稱性指數(shù)BSI，其計(jì)算公式如下：