[发明专利]区分慢波类型的在线慢波增强系统及方法

说明书

本发明公开了一种区分慢波类型的在线慢波增强系统，包括脑电采集模块、控制模块和声音刺激模块，其中脑电采集模块基于ADS1299芯片，使用8个电极在特定位置进行脑电信号采集，控制模块主要负责接收、显示、分析和控制，控制模块搭载的APP实时接收脑电采集模块上传的数据，并进行数据解析后进入分析阶段，最后根据分析结果实施控制，在不同类型慢波的特定相位发送指令给声音刺激模块和脑电采集模块，声音刺激模块主要功能是施加粉红噪声刺激，采用蓝牙耳机接受指令后播放特定频率的粉红噪声。该在线慢波增强系统可准确的区分慢波类型，并找到特定相位进行粉红噪声刺激，具有操作方便、便于携带等优点。

【技术领域】

本发明涉及一种区分慢波类型的系统，具体涉及一种区分慢波类型的在线慢波增强系统及方法。

【背景技术】

最新研究表明，睡眠慢波的强弱与人体的记忆水平及睡眠质量高度相关，而在特殊相位对慢波进行刺激，可增强慢波强度与数量，从而增强个体的睡眠质量与记忆力，有学者推断可以通过刺激的方式来克服衰老对大脑记忆与听力造成的衰退。具体来说，基于慢波的频率，慢波可分为慢慢波(0.5-1Hz)，快慢波(2-4Hz)，基于出现位置，可分为全局慢波和局部慢波，研究发现，全局快慢波和出现在颞叶的局部慢慢波在刺激增强记忆实验中有重要生理意义，但二者之间存在巨大差异，对前者的上升沿和后者的下降沿的刺激可促进记忆生成，而对前者的下降沿和后者的上升沿进行刺激将促进记忆遗忘，因此，作为慢波刺激的基础，准确的区分慢波类型，并找到特定相位进行刺激具有重要的意义。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种可准确的区分慢波类型，并找到特定相位进行刺激的区分慢波类型的在线慢波增强系统。

本发明是通过以下技术方案实现的，提供一种区分慢波类型的在线慢波增强方法，包括以下步骤：

S1采集脑电信号；

S2对脑电信号进行解析及判定；

S3根据解析判定结果对脑部施加粉红噪声刺激。

特别的，所述S1具体按照以下方法实施：

将8个电极分布于待采集脑部区域，蓝牙连接APP，设定采集时间与数据文件名称，并以250Hz的频率采集脑电信号。

特别的，所述S2具体按照以下方法实施：

对S1采集的脑电信号进行解析，获得8个通道的离散数据点，根据离散数据点进行在线慢波检测、特殊慢波判定以及特定相位实时预测分析，分析完成后根据算法锁定相关信号，并绘制信号的时域图与频域图，以实时波形的方式显示患者的当前状态。

特别的，所述S1在采集完信号后，需对数据进行滤波和平滑处理，通过滤波处理消除50Hz的工频干扰后，用户可从1～50Hz、7～13Hz、15～50Hz中选择一个带通滤波的范围，之后采用插值法进行平滑操作，获得波形平滑的时域图与频域图。

特别的，所述S2在线慢波检测包括局部慢波和全局慢波检测，具体按如下方法检测：每0.2s采集一次数据，使用长度为10s的时间窗，并以0.2s的步长在信号上滑动，每次对时间窗内的信号进行处理；在一时间段内，8通道脑电信号中，分别为4通道额叶信号、4通道颞叶信号，若额叶信号或颞叶信号中有且仅有一通道出现慢波，则此时刻慢波为局部慢波，若至少包含额叶信号和颞叶信号的各一个电极同时检测到慢波，则此时的慢波为全局慢波。

特别的，所述S2中特殊慢波判定以及特定相位具体按如下方法进行实施：

当检测到慢波，且确定慢波的种类后，分别对其特定相位进行预测，以公开数据集的3000例数据为基础，根据不同的慢波类型，分别提取包括慢波谷值、下降沿斜率、下降沿斜率变化率、慢波密度，建立特定相位预测模型，以识别特定相位。

特别的，所述S3具体按照以下方法实施：