基于脑电网络引导的闭环电刺激系统

本发明涉及认知神经科学和生物医学工程领域，具体涉及一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统。

背景技术：

1、时相干涉电刺激(temporal interference stimulation，ti)是一种新型的非侵入性脑神经调控技术，其基本原理是利用两个高频交替电场的时间相位差异在特定空间范围内形成干涉图案，从而在脑内产生局部电场，实现神经元的精确激活。有研究表明，时相干涉电刺激可以用来调节脑电活动，改善患者的认知和运动能力。同时ti技术在神经调控、脑网络功能改善、认知增强和临床治疗等方面取得了一定的成就。ti技术的发展背景可以追溯到2005年，当时研究人员karl deisseroth等人首次提出了一种基于时域控制的光遗传学调控方法，即optogenetics，该技术使得研究人员能够通过光的控制精确地操纵神经元的活动。之后，研究人员开始探索是否存在一种与optogenetics相类似的非侵入性脑神经调控技术，于是ti技术被提出。随着该技术的发展，ti技术已经得到了广泛关注和研究，成为脑神经科学和神经工程领域的热门研究方向之一。

2、传统闭环电刺激中的核心技术是之一基于机器学习的神经反馈技术，神经反馈(nf)是一种非侵入性的自我大脑训练技术。通常需要通过对大量样本数据进行训练，建立起一个分类器或回归器等模型，然后根据当前脑电信号输入，通过该模型输出对应的刺激命令。这种方法的缺点在于需要进行大量的离线训练，而且对于不同被试之间的泛化能力有限。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统。

2、本发明技术解决方案为：一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，包括：

3、脑电信号采集与预处理模块：用于采集受试者脑网络的脑电信号及其脑电活动模式，对所述脑电活动信号进行预处理，得到预处理后的脑电信号；

4、脑电网络构建与分析模块：用于提取所述预处理后的脑电信号的特征，并构建并分析脑电网络，筛选出能够清晰区分不同脑电网络活动状态的指标；输出脑电网络指标值；

5、闭环电刺激模块：用于持续检测所述脑电网络指标值，当检测所述脑电网络指标值异常时开启电刺激，否则，关闭电刺激。

6、本发明与现有技术相比，具有以下优点：

7、本发明公开了一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，可以根据脑电信号的信息，精确地调节特定的脑网络，避免刺激那些不需要调节的脑网络，因此可以获得更准确的治疗效果。同时个性化更强，可以对每个人的脑电信号进行分析，提供个性化的刺激模式和参数，因此可以更好地满足不同人的治疗需求。

技术特征：

1.一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，其特征在于，所述脑电网络构建与分析模块，具体包括下述步骤：

3.根据权利要求2所述的基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，其特征在于，所述步骤s1：选择所述预处理后的脑电信号的不同通道，计算各通道之间相干性矩阵或者相关性矩阵，以表达脑电信号之间的相互关系，从而构建脑电网络，具体包括：

技术总结
本发明涉及一种基于脑电网络引导的闭环电刺激系统，其系统包括：脑电信号采集与预处理模块：用于采集受试者脑网络的脑电信号及其脑电活动模式，对脑电活动信号进行预处理，得到预处理后的脑电信号；脑电网络构建与分析模块：用于提取预处理后的脑电信号的特征，并构建并分析脑电网络，筛选出能够清晰区分不同脑电网络活动状态的指标；输出脑电网络指标值；闭环电刺激模块：用于持续检测脑电网络指标值，当检测脑电网络指标值异常时开启电刺激，否则，关闭电刺激。本发明提供的系统，实现精准地调节脑网络的活动状态，提高个性化治疗效果。

技术研发人员：卜俊杰,刘家芳,袁野
受保护的技术使用者：安徽医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14