[发明专利]基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的装置及方法

权利要求书

1.一种基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的装置，包括佩戴于受试者残疾肢体上智能假肢本体、置于受试者腰部的信号处理单元，其特征在于，还包括置于受试者脑部枕叶区上的脑电采集单元、置于受试者残疾肢体特定肌群表面的肌电采集单元、置于受试者眼睛可视范围内的场景稳态视觉诱发单元，该场景稳态视觉诱发单元对受试者播放经分解及处理后的不同动作场景的闪烁图像，以诱发受试者产生脑电信号及肌电信号，所述脑电采集单元、肌电采集单元与信号处理单元蓝牙无线连接，所述信号处理单元与智能假肢本体内的电机控制单元通过串行通信连接，该电机控制单元发出电机控制命令通过智能假肢本体内的关节电机及机械传动单元对假肢本体实现三自由度驱动。

2.如权利要求1所述的基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的装置，其特征在于，所述的场景稳态视觉诱发单元为计算机显示器、电视屏幕、手机或平板电脑之一。

3.如权利要求1所述的基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的装置，其特征在于，所述信号处理单元采用便携化的微处理器BenQS6；所述脑电采集单元采用自带放大滤波的专用便携化脑电帽EMOTIV，并选取国际标准10/20下的O1，O2通道信号。

4.如权利要求1所述的基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的装置，其特征在于，所述智能假肢本体中设有力传感器和触滑觉传感器。

5.一种基于场景稳态视觉诱发的脑‐肌电控制假肢的方法，采用权利要求1所述的基于场景稳态视觉诱发的脑‐肌电控制假肢的装置实现，其特征在于，包括下述步骤：

(1)为受试者佩戴脑电采集单元与肌电采集单元，脑电采集单元拾取受试者脑部枕叶区脑电信号，肌电采集单元拾取受试者残疾肢体特定肌群表面上的肌电信号；

(2)事先在场景稳态视觉诱发单元中植入一日常简易操作至少四个分解的动作场景图像，每一个动作场景图像经过灰度处理后，分别得到两张黑白分明的反转色图片，交替变化呈现在受试者面前进行视觉诱发；其中，不同动作场景中的反转色图片采用不同频率的脉宽调制，所述两张黑白分明的反转色图片交替变化的频率，也即闪烁频率与该组图片的脉宽调制频率相同；

(3)受试者注视场景稳态视觉诱发单元顺序发出的多个动作场景的闪烁图像，诱发受试者大脑产生操作意图，脑电采集单元与肌电采集单元同步采集脑电、肌电信号，经预处理后，送入信号处理单元，信号处理单元对脑电信号采用小波包与公共模式相结合的算法对α、β频带进行重构，提取脑电信号的特征量，采取模糊神经网络算法对脑电特征向量进行模式识别，识别结果包含相应动作动作场景图像的多个模式；采取时域分析法对肌电信号进行特征提取，采取LDA算法对肌电信号的特征量进行模式识别，划分肌力大小等级，进行精密判断，判断结果通过串口通信协议将识别结果传送到三自由度的智能假肢电机控制单元；

(4)智能假肢电机控制单元收到识别结果信号后，通过关节电机及机械传动单元驱动智能假肢本体完成相应的目标动作。

6.如权利要求5所述的基于场景稳态视觉诱发的脑-肌电控制假肢的方法，其特征在于，所述的智能假肢本体完成目标动作后，通过力、触滑觉传感器以及视觉信息，对信号处理单元进行反馈，实现智能假肢的精密自适应控制。