[發(fā)明專利]一種基于SSVEP+MI腦機接口的腦卒中康復訓練系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113274032A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 楊幫華;鄒文輝;張棟;李東澤;王照坤;顧葉萱;姚媛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/375;A61N1/36
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明涉及一種基于SSVEP+MI腦機接口的腦卒中康復訓練系統(tǒng)及方法，本系統(tǒng)包括：電腦(1)、腦電帽(2)、機械臂(3)、AR眼鏡(4)、電刺激反饋儀(5)、康復氣動手(6)、SSVEP刺激界面(7)、SSVEP在線訓練單元(8)、MI交互界面(9)、MI離線訓練單元(10)、MI在線訓練單元(11)。本方法包括：第一階段康復訓練采用SSVEP腦機接口結合AR和機械臂，通過FBCCA算法解碼SSVEP?EEG，能幫助患者表達意圖和輔助生活，同時可訓練患者的注意力及認知能力，為第二階段的康復訓練奠定基礎。第二階段康復訓練采用MI腦機接口結合AR和康復外設，通過FBCSP算法解碼MI?EEG，多種反饋方式可形成閉環(huán)康復回路，修復外部肢體和大腦之間的功能控制連接，幫助患者恢復肢體運動功能。

技術領域

本發(fā)明涉及生物電信號處理技術領域，尤其涉及一種基于SSVEP+MI腦機接口的腦卒中康復訓練系統(tǒng)及方法。

背景技術

腦卒中又被稱為中風，是我國成人致死、致殘的首位病因，具有高發(fā)病率、高致殘率、高死亡率、高復發(fā)率、高經(jīng)濟負擔五大特點。據(jù)《中國腦卒中防治報告2019》顯示：年齡大于40歲居民卒中現(xiàn)患人數(shù)1318萬，每年190余萬人因卒中死亡。現(xiàn)代康復理論和實踐證明：腦卒中患者若及時進行康復訓練，可以有效恢復患肢運動功能。腦卒中患者生命體征平穩(wěn)后，應盡早地進行康復訓練，但康復訓練前期患者很難表達意圖且行動不便都給康復訓練增加了難度。此外，目前絕大多數(shù)的腦卒中康復訓練設備都是被動康復，不僅耗費較大的人力，缺少趣味性和患者的主動參與，而且更缺乏大腦運動神經(jīng)系統(tǒng)的直接參與，無法有效地幫助腦卒中康復。

發(fā)明內容

本發(fā)明公開的目的是針對已有技術的不足，提供一種基于SSVEP+MI腦機接口的腦卒中康復訓練系統(tǒng)及方法，改善現(xiàn)有腦卒中康復訓練設備和方法的不足，促進腦卒中患者康復。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術方案：

一種基于SSVEP+MI腦機接口的腦卒中康復訓練系統(tǒng)，包括計算機、腦電帽、機械臂和康復外設，所述計算機包括SSVEP刺激界面、SSVEP在線訓練單元、MI交互界面、MI離線訓練單元和MI在線訓練單元，所述腦電帽與所述計算機通過TCP通信連接，所述機械臂與所述計算機通過網(wǎng)線連接，所述康復外設與所述計算機通過TCP或通信串口進行連接；

所述腦電帽，用于采集患者注視SSVEP刺激界面相應區(qū)塊時產(chǎn)生的腦電信號，并將所述腦電信號發(fā)送給所述計算機；

所述計算機中的SSVEP在線訓練單元，用于將所述腦電信號進行預處理后，使用FBCCA算法進行識別，獲取患者的意圖信息；

所述計算機，還用于根據(jù)所述意圖信息生成機械臂控制指令，將所述機械臂控制指令發(fā)送給所述機械臂，以使得所述機械臂根據(jù)所述機械臂控制指令執(zhí)行相應動作；

所述機械臂，用于根據(jù)所述機械臂控制指令執(zhí)行相應動作；

所述腦電帽，還用于獲取患者離線訓練時，注視MI交互界面進行運動想象時產(chǎn)生的離線訓練腦電信號；

所述計算機中的MI離線訓練單元，用于對所述離線訓練腦電信號進行預處理，使用FBCSP算法生成訓練模型；

所述腦電帽，還用于獲取患者在線訓練時，注視MI交互界面進行運動想象時產(chǎn)生的在線訓練腦電信號；

所述計算機中的MI在線訓練單元，用于對所述在線訓練腦電信號進行預處理，根據(jù)所述訓練模型和FBCSP算法對所述在線訓練腦電信號進行分類識別，獲得患者的運動想象意圖；

所述計算機，還用于根據(jù)所述運動想象意圖生成康復外設的控制指令，將所述康復外設的控制指令發(fā)送給康復外設，以使所述康復外設產(chǎn)生并向患者發(fā)送感覺反饋；

所述康復外設，用于產(chǎn)生并向患者發(fā)送感覺反饋。