[发明专利]一种非接触非侵入无损伤的癫痫自组织监测预警干预系统及获取干扰脑电分布的方法

说明书

本发明公开了一种非接触非侵入无损伤的癫痫自组织监测预警干预系统及获取干扰脑电分布的方法，该系统包括非接触采集模块、非接触控制模块与非接触干预模块；非接触采集模块包括若干与头皮不接触的信号采集电极；非接触控制模块包括时间预测单元和空间预测单元；非接触干预模块包括若干可控脉冲电磁单元，可控脉冲电磁单元具有正对头皮的电磁线圈，电磁线圈与信号采集电极交错布置；本发明系统可以在癫痫发作之前预测其发作时间、发作位置、并根据其预测结果以自组织方式干预大脑中电荷分布与电流趋势，充分利用了混沌电路的初始敏感性、机器学习以及生物电磁耦合原理非接触非侵入无损伤测量脑电与干预癫痫，可应用于可穿戴设备与移动医疗领域。

技术领域

本发明涉及电磁理疗领域，具体涉及一种非接触、非侵入、无损伤的癫痫监测预警干预系统及获取干扰脑电分布的方法。

背景技术

癫痫即俗称的羊角风或羊癫风，是由内部网络缺陷引起的、部分网络节点压力过高，从而引发的部分网络节点压力过高的放电现象。

除了患者脑部区域结构损伤以外，癫痫发作造成的抽搐、丧失意识，也会使患者造成跌伤、磕碰等二次伤害。目前主要的治疗分为：药物治疗辅助以手术治疗。

越来越多的证据表明：电磁场可能作为诱导因子对细胞的信号通道产生影响；细胞膜是环境电磁场与细胞作用的主要靶部位，细胞膜受体是电磁场可能的信号耦合点之一。此外，由于混沌动力系统的动力学行为对初始参数的极端敏感性，人们可以通过非线性电路对一些微弱信号进行检测与提取。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种非接触非侵入无损伤的癫痫自组织监测预警干预系统及获取干扰脑电分布的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种非接触非侵入无损伤的癫痫自组织监测预警干预系统，该系统为三层叠加结构，从内至外分别为：非接触采集模块、非接触干预模块和非接触控制模块；

所述非接触采集模块包括n个信号采集电极，信号采集电极与头皮不接触，通过放大器放大信号采集电极采集的癫痫患者脑电波，通过机器学习得到脑电波和实际电位信息的关系，从而通过非接触方式得到电位e'_i,i＝1,2,3,...,n，随后通过滤波器对电位e′_i进行降噪、过滤处理得到滤波后的电位e_i,i＝1,2,3,...,n；

所述非接触控制模块包括时间预测单元和空间预测单元；时间-空间耦合控制确定癫痫爆发的时刻与癫痫爆发的位置；

所述时间预测单元通过当前t₁时刻之前的设定时间间隔内的各个时间点采集的电位序列，训练得到预测函数P，通过预测函数P得到每个信号采集电极预测时刻t*的电位e(t*)，预测电位e(t*)和设定电位阈值θ比较，将大于等于θ的预测电位e(t*)标记e*，e*对应的信号采集电极的位置集合A＝{(x,y)|e*≥θ}判断为时间预测的爆发位置，其中x代表信号采集电极在非接触采集模块中的行数，y代表信号采集电极在非接触采集模块中的列数，e*对应的时间t*为癫痫预测爆发时间；将预测的爆发位置发送给空间预测单元，同时启动空间预测单元，否则继续进行监测；