[发明专利]神经调控检测集成系统及方法

权利要求书

1.一种神经调控检测集成系统，包括：

调控事件发生模块，用于产生神经调控事件，完成对被检测对象的神经刺激调控，其中，所述神经调控事件包括神经调控信号；

数据处理模块，用于接收神经信号及所述神经调控信号，并对该神经信号及神经调控信号进行同步分析处理，以获取神经信号及神经调控信号间的时序关系；

所述调控事件发生模块用于产生三种类型的神经调控事件，该调控事件发生模块包括：

电刺激事件发生单元，用于产生电刺激事件；

光调控事件发生单元，用于产生光调控事件；以及

化学刺激事件发生单元，用于产生化学刺激事件；

还包括：

信号读取模块，用于实时同步地读取神经调控信号和神经信号中的神经电信号、神经化学信号，并将读取的信号发送至所述数据处理模块；

所述数据处理模块，包括：

预处理单元，用于对所述信号读取模块及调控事件发生模块发送的神经信号及神经调控信号进行实时滤波和信号分离；以及

特征提取与同步分析单元，用于实时提取信号的时域特征和波形，并自动识别电刺激和光调控事件，离线同步分析检测的信号与调控信号相关性；

所述自动识别电刺激和光调控事件，包括：

对读取的电或光神经调控信号和调控事件发生模块产生的电或光调控波形同时进行滤波，然后将滤波后的读取的调控信号与产生的调控信号进行相关分析，以自动识别电刺激或光调控事件，并实时获得精确的调控事件发生时间；

所述特征提取与同步分析单元还用于：

首先将预处理单元分发的原始神经电信号通过低通和高通滤波器分离出不同的频率成分；低通成分经过降采样，形成低频的场电位信号；高通成分经过动作电位提取流程，获得动作电位信号；其中，所述动作电位提取流程，包括：从第一通道开始，逐个遍历当前时段所有通道的数据块后，再开始提取下一个时段的动作电位；对每一个通道进行动作电位提取时，首先获取当前通道数据块的最大值和最小值，然后对比设定的阈值与最大值和最小值的关系，预判当前数据块中是否存在动作电位；如果没有，则进入下一个通道进行提取；否则依次遍历当前通道数据，提取出所有阈值点附近的设定长度的动作电位。

2.根据权利要求1所述的神经调控检测集成系统，其中，

所述电刺激事件发生单元用于产生电压和/或电流刺激，并对刺激的次数及波形进行设置，所述波形包括正弦波、方波、锯齿波、三角波、时间延迟及其组合。

3.根据权利要求1所述的神经调控检测集成系统，其中，

所述光调控事件发生单元用于在电刺激事件发生单元的电压或电流刺激基础上通过索引不同颜色光源的光强与电压电流对照表，进而选择不同的光源并直接配置输出光强。

4.根据权利要求1所述的神经调控检测集成系统，其中，所述化学刺激事件发生单元，包括：

参数配置子单元，用于设置刺激参数，该刺激参数包括刺激物质、注射速率、注射目标类型；

控制子单元，用于实时控制施加化学刺激的状态；以及

状态子单元，用于实时显示化学刺激实施状态。

5.根据权利要求1所述的神经调控检测集成系统，还包括：

数据显示存储模块，与所述数据处理模块连接，用于接收该数据处理模块发送的神经信号及神经调控信号并进行同步显示与存储。

6.根据权利要求5所述的神经调控检测集成系统，其中，所述数据显示存储模块，包括：

数据显示单元，包括同步显示界面，用于实现人机交互；该显示界面采用多窗口独立同步显示检测的神经信号及神经调控信号；以及

数据存储单元，用于对检测的原始信号、特征信号或调控事件进行保存。

7.一种神经调控检测集成方法，包括：

产生神经调控事件，对被检测对象的神经刺激调控，所述神经调控事件包括电刺激事件、光调控事件和化学刺激事件；

对检测的神经信号及所述神经调控事件的神经调控信号进行同步分析处理，以获取神经信号及神经调控信号间的时序关系；

还包括：

通过信号读取模块实时同步地读取神经调控信号和神经信号中的神经电信号、神经化学信号；

通过预处理单元对所述神经信号及神经调控信号进行实时滤波和信号分离；以及

通过特征提取与同步分析单元实时提取信号的时域特征和波形，并自动识别电刺激和光调控事件，离线同步分析检测的信号与调控信号相关性；

所述自动识别电刺激和光调控事件，包括：

对读取的电或光神经调控信号和调控事件发生模块产生的电或光调控波形同时进行滤波，然后将滤波后的读取的调控信号与产生的调控信号进行相关分析，以自动识别电刺激或光调控事件，并实时获得精确的调控事件发生时间；

所述特征提取与同步分析单元还用于：

首先将预处理单元分发的原始神经电信号通过低通和高通滤波器分离出不同的频率成分；低通成分经过降采样，形成低频的场电位信号；高通成分经过动作电位提取流程，获得动作电位信号；其中，所述动作电位提取流程，包括：从第一通道开始，逐个遍历当前时段所有通道的数据块后，再开始提取下一个时段的动作电位；对每一个通道进行动作电位提取时，首先获取当前通道数据块的最大值和最小值，然后对比设定的阈值与最大值和最小值的关系，预判当前数据块中是否存在动作电位；如果没有，则进入下一个通道进行提取；否则依次遍历当前通道数据，提取出所有阈值点附近的设定长度的动作电位。