[发明专利]一种基于SSVEP+MI脑机接口的脑卒中康复训练系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于SSVEP+MI脑机接口的脑卒中康复训练系统及方法，本系统包括：电脑(1)、脑电帽(2)、机械臂(3)、AR眼镜(4)、电刺激反馈仪(5)、康复气动手(6)、SSVEP刺激界面(7)、SSVEP在线训练单元(8)、MI交互界面(9)、MI离线训练单元(10)、MI在线训练单元(11)。本方法包括：第一阶段康复训练采用SSVEP脑机接口结合AR和机械臂，通过FBCCA算法解码SSVEP‑EEG，能帮助患者表达意图和辅助生活，同时可训练患者的注意力及认知能力，为第二阶段的康复训练奠定基础。第二阶段康复训练采用MI脑机接口结合AR和康复外设，通过FBCSP算法解码MI‑EEG，多种反馈方式可形成闭环康复回路，修复外部肢体和大脑之间的功能控制连接，帮助患者恢复肢体运动功能。

技术领域

本发明涉及生物电信号处理技术领域，尤其涉及一种基于SSVEP+MI脑机接口的脑卒中康复训练系统及方法。

背景技术

脑卒中又被称为中风，是我国成人致死、致残的首位病因，具有高发病率、高致残率、高死亡率、高复发率、高经济负担五大特点。据《中国脑卒中防治报告2019》显示：年龄大于40岁居民卒中现患人数1318万，每年190余万人因卒中死亡。现代康复理论和实践证明：脑卒中患者若及时进行康复训练，可以有效恢复患肢运动功能。脑卒中患者生命体征平稳后，应尽早地进行康复训练，但康复训练前期患者很难表达意图且行动不便都给康复训练增加了难度。此外，目前绝大多数的脑卒中康复训练设备都是被动康复，不仅耗费较大的人力，缺少趣味性和患者的主动参与，而且更缺乏大脑运动神经系统的直接参与，无法有效地帮助脑卒中康复。

发明内容

本发明公开的目的是针对已有技术的不足，提供一种基于SSVEP+MI脑机接口的脑卒中康复训练系统及方法，改善现有脑卒中康复训练设备和方法的不足，促进脑卒中患者康复。

为了实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于SSVEP+MI脑机接口的脑卒中康复训练系统，包括计算机、脑电帽、机械臂和康复外设，所述计算机包括SSVEP刺激界面、SSVEP在线训练单元、MI交互界面、MI离线训练单元和MI在线训练单元，所述脑电帽与所述计算机通过TCP通信连接，所述机械臂与所述计算机通过网线连接，所述康复外设与所述计算机通过TCP或通信串口进行连接；

所述脑电帽，用于采集患者注视SSVEP刺激界面相应区块时产生的脑电信号，并将所述脑电信号发送给所述计算机；

所述计算机中的SSVEP在线训练单元，用于将所述脑电信号进行预处理后，使用FBCCA算法进行识别，获取患者的意图信息；

所述计算机，还用于根据所述意图信息生成机械臂控制指令，将所述机械臂控制指令发送给所述机械臂，以使得所述机械臂根据所述机械臂控制指令执行相应动作；

所述机械臂，用于根据所述机械臂控制指令执行相应动作；

所述脑电帽，还用于获取患者离线训练时，注视MI交互界面进行运动想象时产生的离线训练脑电信号；

所述计算机中的MI离线训练单元，用于对所述离线训练脑电信号进行预处理，使用FBCSP算法生成训练模型；

所述脑电帽，还用于获取患者在线训练时，注视MI交互界面进行运动想象时产生的在线训练脑电信号；

所述计算机中的MI在线训练单元，用于对所述在线训练脑电信号进行预处理，根据所述训练模型和FBCSP算法对所述在线训练脑电信号进行分类识别，获得患者的运动想象意图；

所述计算机，还用于根据所述运动想象意图生成康复外设的控制指令，将所述康复外设的控制指令发送给康复外设，以使所述康复外设产生并向患者发送感觉反馈；

所述康复外设，用于产生并向患者发送感觉反馈。