[發明專利]關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法和系統

有效

• 申請號: 202211714952.0
• 申請日: 2022-12-30
• 公開（公告）號: CN115662576B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 夏美云;李德玉;武迪
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G16H20/70
• 分類號: G16H20/70;G06N3/045;G06N3/084;A61M21/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 夏東棟

本申請提供了關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法和系統。所述生成方法包括生成選定的認知任務集合，基于基本信息以及受試者的選定的認知任務集合中各個認知任務范式對應的大腦皮層血流動力學數據，分別提取各個特征，構建獨立的孿生判別神經網絡，將各個特征作為輸入饋送到孿生判別神經網絡，以確定各個認知任務范式下的腦網絡功能與健康常模之間的相似度，對相似度進行升序排序，選擇前預定比例的相似度對應的認知任務范式來構建個性化認知任務集合。如此，解決了受試者腦網絡個體差異對設計神經反饋訓練范式的影響，給出了個性化的神經反饋訓練方案，提高了神經反饋訓練改善認知障礙的效果。

技術領域

本申請涉及生理信號神經調控和醫療器械技術領域，具體涉及一種阿爾茲海默癥和關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法、神經反饋訓練系統。

背景技術

阿爾茲海默癥（AD）是一種常發于中老年時期不可逆轉的神經退行性腦部疾病，發病機制復雜，病因不明，以目前的醫療水平，該病不可治愈。輕度認知障礙（MCI）被認為是AD的前驅階段，若能在該階段及時發現并給予治療措施，則可以有效緩解病情惡化，從而抑制其發展為癡呆癥。

大腦認知功能的天然依賴于多腦區協同，相對正常人，AD/MCI患者存在分布式腦功能網絡異常，網絡呈現衰退模式，個性化強，且同一病程個體差異較大。

目前的運動學和認知訓練方式靶向性弱、訓練周期長。外源性神經調控在單對的神經網絡調控上探索得到了非常積極的結果，但受限于磁場調控的精準性以及技術條件，以及經顱電調控的電場彌散性，精細的復雜腦網絡調控的研究尚存在挑戰。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，提出了本申請。本申請旨在提供一種阿爾茲海默癥和關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法、神經反饋訓練系統，其能夠實現精細化、個性化的訓練方案推薦和腦網絡調控，有望有效改善認知障礙，提升其認知能力。

根據本申請的第一方案，提供一種阿爾茲海默癥（AD）和關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法，所述生成方法包括以下步驟：基于AD和關聯認知障礙病癥涉及的多個認知任務范式生成選定的認知任務集合；獲取受試者的基本信息以及執行所述選定的認知任務集合期間的大腦皮層血流動力學數據；基于所述基本信息以及所述受試者的選定的認知任務集合中各個認知任務范式對應的大腦皮層血流動力學數據，分別提取各個特征；為各個認知任務范式分別構建獨立的孿生判別神經網絡；將所提取的各個特征分別作為輸入饋送到對應的孿生判別神經網絡，以確定各個認知任務范式下的腦網絡功能與健康常模之間的相似度；對各個認知任務范式下的腦網絡功能與健康常模之間的相似度進行升序排序，選擇前預定比例的相似度對應的認知任務范式來構建個性化認知任務集合。

根據本申請的第二方案，提供一種阿爾茲海默癥（AD）和關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練系統，包括處理器，其配置為執行根據本申請各個實施例所述的阿爾茲海默癥（AD）和關聯認知障礙病癥的神經反饋訓練范式的生成方法。

與現有技術相比，本申請實施例的有益效果在于：

本申請實施例中的選定的認知任務集合基于AD和關聯認知障礙病癥涉及的多個認知任務范式進行設計，比如包括記憶、注意、言語、反應、執行和情緒，從而獲得能夠全面反應腦網絡功能的選定的認知任務集合。針對各個認知任務范式分別構建獨立的孿生判別神經網絡，并將提取的各個特征分別作為輸入饋送到對應的孿生判別神經網絡，來確定出各個認知任務范式下的腦網絡功能與健康常模之間的相似度，相似度反映出受試者的腦網絡功能與健康常模之間的差異。根據相似度升序排序，將靠前比例的相似度對應的認知任務范式構建個性化認知任務集合，如此，相似度越小，差異越大的認知任務范式被構建為個性化認知任務集合。以使得針對不同的受試者提供有效地個性化的康復訓練范式，提高了神經反饋訓練改善認知障礙的效果。