[发明专利]基于光学脑成像的中枢-外周神经康复训练方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种中风后神经中枢和外周神经闭合环路的康复训练方法，尤其涉及一种基于光学脑成像神经反馈的中枢-外周神经闭环康复训练方法，本发明同时涉及一种基于光学脑成像神经反馈的中枢-外周神经闭环康复训练系统。

背景技术

中风是中医学对急性脑血管疾病的统称，它是以猝然昏倒，不省人事，伴发口角歪斜、语言不利而出现半身不遂为主要症状的一类疾病。由于发病率高、死亡率高、致残率高、复发率高以及并发症多的特点，医学界把中风同冠心病、癌症并列为威胁人类健康的三大疾病之一。

研究显示，90%神经学上的恢复出现在脑卒中后三个月内，康复介入得越早，功能恢复的可能性就越大，预后也越好。因此，恢复期治疗对于脑卒中后遗症患者来讲非常重要。

实验及临床研究表明，由于中枢神经系统存在可塑性，在大脑损伤后的恢复过程中，具有功能重建的可能性。目前国内国际上一般建议在日常的家庭护理康复治疗中，使用家用型的肢体运动康复仪来对受损的肢体运动重建。它本身以神经促通技术为核心，使肌肉群受到低频脉冲电刺激后按一定顺序模拟正常运动，除直接锻炼肌力外，通过模拟运动的被动拮抗作用，协调和支配肢体的功能状态，使其恢复动态平衡；同时多次重复的运动可以向大脑反馈促通信息，使其尽快地最大限度地实现功能重建，打破痉挛模式，恢复肢体自主的运动控制。这种疗法可使瘫痪的肢体模拟出正常运动，有助于增强患者康复的自信心，很有助于恢复患者的肌张力和肢体运动。

康复机器人是利用机器人带动中风患者的患肢按设定轨迹进行反复运动，从而辅助患肢进行物理治疗的技术。这种技术在一定程度上解放了人类治疗师，降低了患者的医疗成本。如美国麻省理工学院发明的MIT-MANUS机器人手臂，它可以通过对上肢损伤中风患者患肢的反复训练，帮助其达到改善和恢复运动功能的目的。然而单纯使用康复机器人对患者的患肢进行康复训练，对中枢神经系统的重建作用有限。

神经反馈技术是利用脑影像手段将个体的脑神经活动实时呈现给其自身，并由其根据一定目标自主调节、操控的一种技术。研究者利用脑电图（EEG）、脑磁图（MEG）、功能磁共振成像（fMRI）等技术，观测所调节目标脑区的神经活动指标，并将其通过视听觉通道反馈给使用者，指导使用者将该神经活动向特定目标进行自主调节。经过一定时间的训练，使用者可以掌握这种自主调节能力；进而，通过长期反复的训练，可以促使相关脑区产生一定的可塑性变化。脑是一切认知功能的物质基础，这种脑可塑性变化可以导致相应认知功能的改变，或者对某些精神疾病产生影响。因此，根据特定目标对特定脑区长期反复的神经反馈训练，可以促进与之相关的认知功能的改善或神经疾病的康复。

神经反馈技术和康复机器人技术分别是通过对患者中枢神经或外周神经的训练，起到促进康复的作用。当前，世界上已经开始一种新的尝试，即通过脑-机接口技术将这两种方式结合，形成一种中枢-外周神经同步闭环训练方案。如新加坡A*STAR将脑电技术同MIT-MANUS机器人手臂相结合形成的康复训练系统，并在对患者进行的实验中发现，与只用机器人进行康复训练相比，这种中枢-外周神经同步闭环训练方案用更少的训练次数就可取得同样的康复效果，从而初步证明了这一方案的可行性。

然而，现有的中枢-外周康复训练系统刚刚出现，仍存在很多问题亟待解决。对于基于脑电图的中枢-外周康复训练系统，由于脑电技术的空间分辨率低使得难以确切定位训练脑区，而且脑电图节律成分与认知功能的关系也尚不明确，因此中枢训练的靶向性差，导致其应用受到很大局限，这可能也是新加坡A*STAR基于脑电图的中枢-外周康复训练系统难以取得更好康复效果的原因。对于基于磁共振成像或脑磁图成像的中枢-外周康复训练系统，虽然可以克服基于脑电图系统的不足，但由于磁共振和脑磁图成像设备造价和使用成本都极其昂贵，且设备体积庞大无法轻易移动，因此主要适用于实验室研究，根本不可能用于临床长期治疗训练。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种基于光学脑成像神经反馈的中枢-外周神经闭环康复训练方法。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于实现上述康复训练方法的康复训练系统。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于光学脑成像神经反馈的中枢-外周神经闭环康复训练方法，通过光学脑成像设备实时捕获受训患者的大脑运动功能系统的神经活动数据，包括如下步骤：