技术特征:
1.一种经颅直流电刺激和功能性电刺激的运动功能康复方法,其特征在于经颅直流电的运动皮层刺激和根据脑电识别结果的功能性电刺激,通过双刺激干预达到运动功能闭环康复;该方法包括如下步骤:
步骤1.对患者进行经颅直流电刺激tdcs,提升皮层活跃度,使神经震荡向下延伸至脊髓束,促进脑功能网络重组并且改善运动想象的事件相关去同步erd指标;
步骤2.采集患者在步骤1之后的多通道运动脑电信号eeg,采用基于希尔伯特-黄变换的脑电信号特征提取方法对所采集的脑电信号进行特征提取,获得各通道初始特征向量,构建初始特征矩阵;
步骤3.构建脑电通道重要性测度,采用多阈值策略对各采集通道的重要性分级,从而获得各通道特征权值矩阵;
步骤4.利用步骤3得到的特征权值矩阵为步骤2中初始特征矩阵加权,以特征向量选择的方式实现核logistic分类机的稀疏性,构造特征加权logistic分类机,提高运动想象脑电模式识别的精度;
步骤5.根据步骤4得到的识别结果控制功能性电刺激fes上肢康复机器人,对患者进行功能性电刺激完成上肢运动;同时由于fes可将本体感觉上行反馈至运动感觉皮层,与tdcs形成双刺激干预达到重塑运动神经传递下行控制和上行感觉反馈内闭环系统的目的,实现患者自然和全面的运动康复。
2.根据权利要求1所述的一种经颅直流电刺激和功能性电刺激的运动功能康复方法,其特征在于步骤2所述的基于希尔伯特-黄变换的脑电信号特征提取方法,具体过程如下:
2-1.对实验获得的各通道脑电信号作希尔伯特-黄变换;首先通过经验模式分解将信号分解为一系列内蕴模式函数imf,然后对所有的imf进行hilbert变换得到具有良好分辨率的hilbert谱h(v,t);
2-2.现有研究已经证实事件相关同步/去同步现象主要体现在人脑运动感觉皮层的8~13hz的mu节律和14~30hz的beta节律;将8~30hz频带等间隔划分为z个子频带,计算出每个子带的瞬时能量函数;
2-3.提取各子带瞬时能量函数的自回归ar模型系数,级联成所采集通道信号的初始特征向量,采集通道数为q,则构造的初始特征矩阵m为:
3.根据权利要求1所述的一种经颅直流电刺激和功能性电刺激的运动功能康复方法,其特征在于步骤3所述的通道特征权值矩阵构建,具体过程如下:
3-1.确定各通道所有两两组合之间相关性的强弱;首先对所采集的各通道eeg建立自回归模型,然后将其转换到频域,通过多元谱分解定理可以得到各通道的功率谱;进一步就可以构建两个通道间基于多元功率谱的相关性强弱定量测度函数:
其中sab是通道a和b上的脑电信号的互功率谱,a,b=1,2,...q,q为采集的通道数;
取各次实验数据所获得c2ab(f)的均值定义为多元功率谱系数,作为衡量a通道和b通道相关性强弱的指标;
3-2.构建通道特征权值矩阵;以两两通道之间的多元功率谱相关系数为基础,可得各通道重要性测度函数:
根据重要性测度函数可构建出通道a的特征权值向量:
其中表示将8~30hz频带等间隔划分的第z个子频带的平均频率;
接着采用多阈值策略,对各采集通道的重要性进行分级,在此基础上构建各通道的特征权值矩阵:
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