[发明专利]闭环自适应脑机接口设备及其控制方法

说明书

本申请涉及电数据处理技术领域，特别涉及一种闭环自适应脑机接口设备及其控制方法，其中，设备包括：多个脑电电极包括至少一个意识状态评估电极；自适应组件在多个脑电电极基于本次刺激的当前刺激参数进行刺激后，利用至少一个意识状态评估电极得到当前脑电信号，并在基于当前脑电信号评估得到的当前意识状态未满足预设条件时，基于预设的强化学习算法分析下一次刺激的刺激参数，直至满足预设条件，得到最佳刺激参数；刺激控制组件根据当前刺激参数确定一个或多个脑电电极的目标刺激动作，并按照目标刺激动作控制定一个或多个脑电电极对目标进行刺激。由此，能够在高维空间中自主寻找对应的最佳刺激参数，可以大大减轻临床负担，通用性较强。

技术领域

本申请涉及电数据处理技术领域，特别涉及一种闭环自适应脑机接口设备及其控制方法。

背景技术

脑电信号是一种使用电生理指标记录大脑活动的方法，是中枢神经系统自发产生的生物电信号，能够反映大脑神经系统的状态和变化。因此，通过对脑电信号的采集处理和分析可获得大脑的意识状态。

然而，相关技术中的电刺激设备只能对单一核团进行固定参数的刺激，并且不能获得目标当前的意识状态；由于脑电信号具有强随机性和非平稳性，如果不能获得目标当前的意识状态，就不能对刺激参数进行针对性的精确调节，亟待解决。

申请内容

本申请提供一种闭环自适应脑机接口设备及其控制方法，以解决相关技术中由于无法获得目标当前的意识状态，导致无法对刺激参数进行针对性的精确调节的问题，能够在高维空间中自主寻找对应的最佳刺激参数，可以大大减轻临床负担，通用性较强。

本申请第一方面实施例提供一种闭环自适应脑机接口设备，包括：

多个脑电电极，其中，所述多个脑电电极包括至少一个意识状态评估电极；

自适应组件，用于在所述多个脑电电极基于本次刺激的当前刺激参数进行刺激后，利用所述至少一个意识状态评估电极得到当前脑电信号，并基于所述当前脑电信号评估当前意识状态，并且在所述当前意识状态未满足预设条件时，基于预设的强化学习算法分析下一次刺激的刺激参数，直至满足所述预设条件，得到最佳刺激参数；以及

刺激控制组件，用于根据所述当前刺激参数确定一个或多个脑电电极的目标刺激动作，并按照所述目标刺激动作控制所述定一个或多个脑电电极对目标进行刺激。

可选地，所述当前刺激参数包括核团位置、频率、幅值、脉宽和波形中的一项或多项。

可选地，所述自适应组件进一步用于：

在所述当前意识状态为正向变化时，给予神经网络正向奖励，在所述当前意识状态为负向变化，给予所述神经网络负向奖励，并基于所述正向奖励后的神经网络训练得到所述预设的强化学习算法。

可选地，在基于所述当前脑电信号评估所述当前意识状态时，所述自适应组件，还用于：

从所述当前脑电信号中提取慢波的功率、alpha波的功率和所述慢波的功率与alpha波的功率复合参数；

基于所述慢波的功率，或者所述alpha波的功率，或者所述慢波的功率与alpha波的功率复合参数评估当前意识状态。

可选地，所述预设条件包括所述当前意识状态的意识等级达到清醒等级。

可选地，所述自适应组件和所述刺激控制组件集成设置。

本申请第二方面实施例提供一种闭环自适应脑机接口设备的控制方法，采用上述的闭环自适应脑机接口设备包括以下步骤：

获取所述本次刺激的当前刺激参数；

根据所述当前刺激参数确定一个或多个脑电电极的目标刺激动作，并按照所述目标刺激动作控制所述一个或多个脑电电极对目标进行刺激；