[發(fā)明專利]神經(jīng)刺激信號(hào)確定裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110599097.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN113297993A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉泉影;梁智超;羅子翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04;A61B5/372;A61B5/383
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 衡滔

1.一種神經(jīng)刺激信號(hào)確定裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取參考腦電信號(hào)和刺激對(duì)象的當(dāng)前時(shí)刻腦電信號(hào)；

第一確定模塊，用于根據(jù)所述參考腦電信號(hào)、所述當(dāng)前時(shí)刻腦電信號(hào)、預(yù)先訓(xùn)練好的深度Koopman模型中的編碼器函數(shù)確定高維狀態(tài)空間中的當(dāng)前時(shí)刻腦電信號(hào)和高維狀態(tài)空間中的參考腦電信號(hào)；

第二確定模塊，用于基于優(yōu)化函數(shù)，根據(jù)所述高維狀態(tài)空間中的當(dāng)前時(shí)刻腦電信號(hào)、所述高維狀態(tài)空間中的參考腦電信號(hào)和預(yù)先訓(xùn)練好的深度Koopman模型中的Koopman算子確定神經(jīng)刺激信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述優(yōu)化函數(shù)為：

s.t.Δu_k∈[Δu_min,Δu_max]

u_k∈[u_min,u_max]

其中，T_p為確定u_k數(shù)量的控制范圍、F_k為高維狀態(tài)空間中刺激對(duì)象的第k時(shí)刻的腦電信號(hào)、F_ref為高維狀態(tài)空間中的參考腦電信號(hào)、Q_Y為用于懲罰偏差的正定矩陣、Q_T為常數(shù)且用于懲罰神經(jīng)刺激信號(hào)的增量、u_k為第k時(shí)刻的神經(jīng)刺激信號(hào)、Δu_k＝u_k-u_k-1，Δu_k為第k時(shí)刻的神經(jīng)刺激信號(hào)增量、為Koopman算子、B為所述神經(jīng)刺激信號(hào)u_k的控制增益、Δu_min為Δu_k能取到的最小值、Δu_max為Δu_k能取到的最大值、u_min為u_k能取到的最小值、u_max為u_k能取到的最大值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

模型訓(xùn)練模塊，用于獲取第一樣本腦電信號(hào)；

根據(jù)所述第一樣本腦電信號(hào)對(duì)預(yù)先建立好的深度Koopman模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到所述編碼器函數(shù)和所述Koopman算子。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述模型訓(xùn)練模塊還用于根據(jù)所述第一樣本腦電信號(hào)和所述深度Koopman模型中的編碼器函數(shù)確定高維狀態(tài)空間中的第一樣本腦電信號(hào)；

根據(jù)所述高維狀態(tài)空間中的第一樣本腦電信號(hào)和所述深度Koopman模型中的解碼器函數(shù)確定第二樣本腦電信號(hào)；

根據(jù)所述第一樣本腦電信號(hào)和所述第二樣本腦電信號(hào)確定損失函數(shù)；

調(diào)整所述編碼器函數(shù)、所述解碼器函數(shù)和所述Koopman算子以使所述損失函數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一樣本腦電信號(hào)包括：第一腦電信號(hào)、第二腦電信號(hào)，其中，所述第二腦電信號(hào)為所述第一腦電信號(hào)下一時(shí)刻的腦電信號(hào)；所述第二樣本腦電信號(hào)包括：第三腦電信號(hào)、第四腦電信號(hào)，其中，所述第四腦電信號(hào)為所述第三腦電信號(hào)下一時(shí)刻的腦電信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述第一樣本腦電信號(hào)包括：第一腦電信號(hào)、第五腦電信號(hào)，其中，所述第五腦電信號(hào)為所述第一腦電信號(hào)下n時(shí)刻的腦電信號(hào)；所述第二樣本腦電信號(hào)包括：第三腦電信號(hào)、第六腦電信號(hào)，其中，所述第六腦電信號(hào)為所述第三腦電信號(hào)下n時(shí)刻的腦電信號(hào)，n≥2且為正整數(shù)。