[发明专利]一种基于脑‑机接口的运动想象疗法装置及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及偏瘫患者的物理治疗技术领域，尤其是指一种基于脑-机接口的运动想象疗法装置及其使用方法。

背景技术

脑-机接口技术是一种由人脑与计算机或其他电子设施建立起来的，基于脑电信号不依赖于周围神经和肌肉组织就可以实现与外界的信息交流和互换的技术。目前来说，在脑机接口技术领域涉及最多的领域大概分成三块：娱乐，恢复和增强。因为前面两者距离现实最近，研究者众多，尤其是涉及康复领域的脑机接口技术，它的一个重要用途是为那些思维正常但有严重运动功能障碍的患者提供一种新的康复训练方式，使患者主动参与到治疗过程当中，以提高治疗效果。

运动想象疗法是指为了提高运动功能而进行的反复运动想象，没有任何运动输出，根据运动记忆在大脑中激活某一活动的特定区域，促使运动受损传导路的修复和重建，能有效地促进正常运动反射弧的形成，从而达到提高运动功能的目的。但是在实际临床物理治疗过程当中，虽然患者任然具备一定的运动想象能力，但精确性和时效性都受到了影响，表现为不能够进行精确的运动想象。

患者在意识清醒时在从事与感觉运动相关的活动时，感觉运动皮层区域能够检测到8～12Hz节律的脑电波，这种节律称为Mu节律。通常Mu节律出现的同时，伴随18～26Hz的Beta节律出现。Beta节律的一部分是Mu节律的倍频，另外一部分是独立的脑电特征。Mu和Beta节律与脑的运动区域有关联，准备运动或实际运动伴随着对侧的Mu和Beta节律的下降，称为事件相关去同步(Event-related desynchronization，ERD)，而运动的结束伴随着这两个节律的上升，称为事件相关同步(Event-related synchronization，ERS)。

运动想象疗法目前广泛应用于大脑损伤的康复领域，尤其是脑卒中康复领域。将运动想象疗法应用于脑卒中患者，近几年已经成为康复治疗的研究热点。但是进行运动想象治疗过程中因为各种因素导致想象不够精确时，外界人员包括患者本身无从得知，因此该治疗过程需要引入一个反馈系统，当想象到位时，反馈系统对患者有一个直观的正反馈信息，当想象不到位时，反馈系统不做反馈或者作出直观的负反馈，患者根据反馈不断调整其想象状态，这样就能够确保治疗的精确性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种基于脑-机接口的运动想象疗法装置及其使用方法，使运动想象疗法过程中不精确的想象过程得到直观的显现，进而提升运动想象的质量已达到更好的治疗效果。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案如下：

一种基于脑-机接口的运动想象疗法装置，包括：

视觉刺激屏，放置在患者用于康复训练的位置，患者通过注视视觉刺激屏上反馈界面呈现的目标来做相应的手腕运动想象；

脑电采集系统，包括电极帽、电极和脑电采集模块；其中，所述电极帽和电极用32个处于国际10-20系统中的标准位置的通道信息，所述脑电采集模块用于采集脑电信号，并进行放大和模数转换处理；

脑机接口模块，用来对脑电信号进行预处理，提取特征和分类；通过对四种不同的运动想象的分类，将分类结果传给控制系统；

控制系统，用于控制指令的解析以及发送控制命令，具体是：根据脑机接口模块输出的四种不同的分类结果，相应解析成四种不同的控制指令传输给被控对象，用于控制被控对象的运动方向；其中，所述被控对象为视觉刺激屏上反馈界面呈现的白色小球，控制系统将指令解析的控制命令传输给视觉刺激屏的反馈界面，反馈界面收到指令触发白色小球分别向上下左右四个方向运动。

所述视觉刺激屏中反馈界面随机出现的四个目标分布在白色小球的正上下左右方位，将白色小球包围在正中心的位置。当目标出现在上、下方位时，分别做手掌心向下，以手腕为轴上翘(Extention)、下弯(Flexion)；当目标出现在左右方位时，分别做手掌心向下，以手腕为轴左(Radial Deviation)、右(Ulnar Deviation)偏转20～30的角度；在所有的动作进行时，需保持大小臂保持不动，四种动作随机呈现，每次呈现一种。

上述的基于脑-机接口的运动想象疗法装置的使用方法，包括以下步骤：