[发明专利]镜像运动神经调制系统

说明书

技术领域

本发明涉及神经康复技术领域，尤其涉及一种用于脑卒中及中枢神经损伤后偏瘫患者康复治疗的镜像运动神经调制系统。

背景技术

中枢神经系统病变常常引起人体运动功能障碍，最常见的是偏侧肢体瘫痪，极大的影响患者的工作和生活，而且给家庭和社会也带来了沉重的负担。

传统的医疗康复手段主要是靠针灸、按摩、体疗以及理疗被动治疗，其治疗方法和治疗效果有限。近年来随着神经科学和临床康复医学的科研与发展，先后提出一些新的神经生理学理论和神经功能障碍的神经运动疗法，比如神经损伤的再生、重建、功能补偿理论、运动再学习理论、功能性电刺激（FES）、生物反馈治疗，强制性运动疗法、运动想象疗法、动作观察疗法、经颅磁刺激疗法、机器人辅助治疗等新的治疗方法，以及最近利用视觉反馈，看镜子健侧运动的的镜像运动疗法。这些治疗往往只利用了部分神经运动机理促进康复，疗效并不理想。神经控制运动是感觉、运动驱动、情绪、记忆多功能、多种神经反馈回路共同调节的结果，因此要增加神经康复要尽量调动更多的神经元参与。

镜像神经元是近十几年来神经科学研究的新发现，1996年首先发现猴类看见动作时就有放电活动做出模仿动作的镜像神经，1998年应用磁共振和经颅磁刺激技术又发现人脑多部位同样也有镜像神经元系统。研究证明镜像神经系统是运动观察、想象、模仿、学习和神经功能重建的神经生理基础。

经颅直流电刺激（tDCS）是一种古老而又重新认识、重新发现的新的电疗方法。用无创微弱电流，以电场极化的作用方式调节大脑神经细胞膜电位的静息水平，影响神经细胞的局部电位，改变兴奋阈值，正极刺激能使神经兴奋性增加，负极刺激抑制神经功能。用负极刺激健侧大脑、正极刺激患侧大脑可以直接兴奋患侧大脑、抑制健侧皮质对患侧的抑制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种以镜像运动神经调制为主的康复治疗系统，旨在利用更多的运动协助机制实现大脑功能调控与重建，促进神经突触的可塑性及神经功能的康复，提高中枢性偏瘫患者的治疗效果。

为了达到上述目的，本发明提出一种镜像运动神经调制系统，包括：若干导联的生物信号放大器，用于采集健侧肢体活动时的表面肌电信号的信息；

微电脑控制器，用于对所述表面肌电信号进行处理，形成模拟积分的动态肌电包络状指令信号；

若干导联的功能性电刺激器，用于根据所述健侧肢体模拟积分的动态肌电包络状指令信号，以等比例运动的镜像电流刺激对侧患侧肢体产生相似的同步收缩的镜像运动。

优选地，所述若干导联的生物信号放大器具有检测电极，所述检测电极贴在患者健侧肢体的相应肌肉部位；所述若干导联的功能性电刺激器具有刺激电极，所述刺激电极贴在患者患侧肢体的对应肌肉部位。

优选地，该系统还包括：处理器，连接在所述生物信号放大器与微电脑控制器之间，用于对所述表面肌电信号进行AD转换、放大、整流、滤波与积分电路处理。

优选地，所述微电脑控制器对所述表面肌电信号进行处理的方式包括：AD转换、数字滤波以及小波分析处理。

优选地，该系统还包括：微电流直流恒流刺激器，与所述微电脑控制器连接，其正极连接患侧肢体的皮子代表区的头部位置，负极连接健侧相对应的头颅表面，用于在外周肢体产生镜像运动时，头部的微电流直流电刺激协同刺激大脑皮子神经元，调节和增加患侧大脑的兴奋性，共同促进受损皮质功能的恢复。

优选地，所述微电流直流恒流刺激器选用的是高压运算放大器与恒流源电路。

优选地，所述微电流直流恒流刺激器的刺激电流小于5mA。

优选地，所述微电脑控制器还用于延时触发所述功能性电刺激器，使患侧肢体肌肉刺激时间同步延时，产生健侧肢体与患侧肢体的相位交替运动。

优选地，所述生物信号放大器为低噪高阻抗仪表放大器；所述微电脑控制器选用的是ARM系列单片机。

优选地，所述表面肌电信号的信息至少包括以下之一：肌电信号的幅度、波形、活动时间、间歇时间、各肌群之间的活动时序。