[发明专利]一种基于运动想象上肢运动康复治疗方法

说明书

本发明公开了一种基于运动想象上肢运动康复治疗方法，该方法能够实时对患者进行运动意图检测和运动想象任务完成度的预测，从而对患者的脑控能力进行评估。根据评估的结果，对患者脑控和系统辅助控制权重进行自适应分配；最后将协同控制的结果转化为控制指令，并对虚拟上肢进行同步控制。如果患者在规定的时间内完成了运动想象任务，系统将驱动功能电刺激设备对患者上肢相应的肌肉进行电刺激，促使其完成与虚拟上肢一致的动作，并保持该动作4秒；否则，系统不施加电刺激给患者。因此，依据本发明所公开的方法，本发明为脑机交互性能不稳定的脑卒中患者参与脑机接口运动康复治疗提供了一种可行的方法。

技术领域

本发明涉及人工智能领域及脑机接口上肢康复应用研究领域，尤其是指一种基于运动想象上肢运动康复治疗方法。

背景技术

脑卒中是一种以脑部缺血和出血性损伤症状为主的疾病，具有极高的病死率和致残率。脑卒中发病急，病死率高，是世界上最重要的致死性疾病之一。根据世界卫生组织最新的调查显示：中国脑卒中患者有近八成患有不同程度的运动功能障碍。

当前，面向脑卒中患者的康复治疗形式仍然是以传统被动式运动康复训练和物理疗法为主。其中，被动式运动康复训练是指患者在专业治疗师的协助下进行大量重复性的肢体运动。物理疗法如按摩、针灸、低频电刺激等。传统被动式康复训练和物理治疗具有效率低、见效慢等缺点。

研究表明：脑机接口能够从脑信号中解码患者的运动意图，加强对脑损伤区域的干预，激活脑神经的可塑性，提高患者运动再学习的能力。与传统治疗手段相比，使用脑机接口技术的患者康复效果更好。但是，目前该存在着挑战。例如，重度脑卒中患者病情重，很难获得理想的脑机交互性能，从而无法完成康复训练任务而受挫，参与治疗的积极性也受到了影响。因此，一部分患者可能由于性能不理想而不得不放弃参与康复治疗。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供了一种基于运动想象上肢运动康复治疗方法，该方法能够在一定程度上减少脑机交互性能对脑机接口运动康复治疗的影响。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于运动想象上肢运动康复治疗方法，包括以下步骤：

一、脑卒中患者头戴电极帽坐在轮椅上，跟随计算机屏幕上显示的虚拟上肢动作进行30个trial的运动想象任务。系统将采集患者在执行想象任务时的EEG信号以及每两个任务之间患者休息时的EEG信号。将这两种状态的EEG信号训练分类器。

二、在分类器训练结束后，患者需要按系统提示执行60个trial的上肢运动想象康复治疗任务。上肢运动想象康复治疗任务分为两个阶段。在前一阶段，患者需要在10秒内完成运动想象任务。在患者执行运动想象任务的过程中，系统每隔500毫秒对患者的EEG信号进行一次运动意图检测和脑控能力评估。根据评估的结果，对脑机控制权重进行自适应分配；最后将协同控制的结果转化为控制指令，实时对虚拟上肢进行同步控制。

三、在后一阶段，如果患者在指定的时间内完成了该次运动想象任务，系统将驱动功能电刺激设备对患者上肢相应的肌肉进行电刺激，促使其完成与虚拟上肢一致的动作，并保持该动作4秒；否则，不施加电刺激给患者。患者完成当前治疗任务后休息5秒，休息结束后将继续重复步骤二、三、进行下一次同样的治疗任务，直至完成所有的治疗任务。

在步骤一、二、三、中所述患者需要执行运动想象任务不限于某个固定的想象任务，任务的具体内容和任务完成时的状态一般可以根据患者的患病情况来自定义。例如，某个脑卒中患者右侧上肢腕部运动功能障碍，治疗师可以将想象平放在桌面上的右侧手腕(任务初始状态)升到与桌面水平面成60度夹角(任务完成时的状态)设置为该患者的运动想象任务。为了帮助患者理解任务，系统不仅会语音提示，而且在提示的同时视觉呈现与任务相对应的三维虚拟上肢运动。

在步骤二、中，所述脑控能力评估主要包含两个步骤：