[发明专利]基于Rossler混沌模型的神经电刺激系统及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于混沌模型的神经电刺激系统及控制方法。一方面，本发明提供了本发明提供一种基于混沌模型的神经电刺激系统，包括计算机，与计算机连接的数据采集卡，还包括与数据采集卡连接的变换电路。另一方面，本发明还提供了一种基于混沌模型的神经电刺激控制方法。本发明通过计算机建立混沌模型输出混沌信号控制变换电路输出符合电刺激所需的双极性脉冲电压，可获得丰富的电刺激效果，使电刺激过程的规则性与多样性得到统一。

技术领域

本发明涉及神经电刺激技术领域，尤其涉及一种基于Rossler混沌模型的神经电刺激系统，还涉及一种基于Rossler混沌模型的神经电刺激控制方法。

背景技术

长期以来，电刺激技术在神经疾病治疗、临床康复及改善运动功能方面得到了广泛的应用，其应用形式也得到了多方面的发展，例如经皮神经电刺激，电针刺激，非植入式和植入式功能电刺激。其中电针疗法与经皮神经电刺激是临床上最为常用的两种形式，大量的临床研究表明：不同电针刺激参数能够产生不同的机体效应，电针参数的量化及电针效应的研究一直受到研究者重视，是临床上急需完善的重要内容。

电刺激系统的输出参数主要包括输出信号的频率、输出信号的幅度、输出信号的脉冲宽度、刺激时间、脉冲信号波形等参数。在目前的研究中，多数是以前四个参数作为主要研究内容，而对脉冲信号波形的研究相对的较少。目前，市售的产品多是以方波、三角波或是非对称脉冲波等规则的脉冲信号作为刺激波形，在刺激的模式上一般都采用连续波、断续波、疏密波等三种形式。人体对这些规则的脉冲信号以及周期的刺激方式可表现出适应性，即电刺激的效果会随着电刺激治疗时间的延长而逐渐减弱。

为降低适应性对电刺激效果的影响，近年出现了利用音乐信号作为刺激信号源的音乐电针仪。其输出信号的幅度和频率都无规则地变化，使得输出信号波动幅度太大，作用于人体时会使人产生不舒适的感觉，而且治疗效果的重复性难以保证。一些报道提出了用随机信号作为电刺激信号源的方法，但目前用硬件产生的随机信号多为伪随机信号(信号仍表现出周期性),高性能随机信号的产生、复制、及其应用都存在很多困难。目前，基于肌电反馈信号的闭环控制系统是电刺激仪器设计的发展方向，然而对微弱肌电信号的特征提取、去噪、以及放大都存在诸多的困难，有学者提出肌电信号具有混沌特性，能否采用最简单的算法从肌电信号中提取出可靠而简单的参数，用此参数去控制混沌参数的改变而获取想要的刺激效果，是一个值得研究的方向，这会在很大程度上降低对肌电信号处理的复杂度。

发明内容

本发明的目的一是提供一种基于Rossler混沌模型的神经电刺激系统，可获得丰富的电刺激效果。

本发明的目的二是提供该系统的控制方法。

为实现上述目的一，本发明提供一种基于Rossler混沌模型的神经电刺激系统，包括计算机，与计算机连接的数据采集卡，还包括与数据采集卡连接的变换电路，所述变换电路包括第一电源、第二电源、第一三极管、第二三极管、第三三极管和变压器，第一电源的正极与第三三极管的集电极连接，并通过一第三电阻与第三三极管的基极连接，第三三极管的基极通过一第七电阻与第二三极管的集电极连接，并且第三三极管的发射极与变压器输入端一端连接，变压器输入端另一端与地线连接，第二电源的正极通过一第一电阻和一第二电阻与第一三极管的基极连接，并通过一第四电阻与第一三极管的集电极连接，第一三极管的基极还通过第二电阻与数据采集卡连接，第一三极管的发射极与地线连接，第一三极管的集电极通过一第六电阻与第二三极管的基极连接，第二三极管的基极通过一第五电阻与地线连接，并且第二三极管的发射极也与地线连接，第一电源和第二电源的负极与地线连接。

优选地，所述变换电路还包括有电位器，电位器并联在电压器输出端两端。

为实现目的二，提供了一种基于Rossler混沌模型的神经电刺激控制方法，该方法包括如下处理步骤，

3.1所述计算机上通过LABVIEW软件构建Rossler混沌模型，并且将Rossler混沌模型产生的数字信号发送到数据采集卡；