本發(fā)明提供一種大腦皮層功能區(qū)定位裝置，包括：
[0025] 提示屏幕，用于提示要執(zhí)行的各種動作任務(wù)；
[0026] -個或多個肌電電極，設(shè)置在受試者的運(yùn)動部位，采集設(shè)置部位的肌電信號；
[0027] -個或多個煩內(nèi)電極，設(shè)置在受試者的煩內(nèi)，采集設(shè)置位置的大腦皮層的煩內(nèi)腦 電信號；
[0028] 腦電放大器，接收所述肌電信號和煩內(nèi)腦電信號，并將其發(fā)送至計算機(jī)；
[0029] 計算機(jī)，根據(jù)所述肌電信號和煩內(nèi)腦電信號計算出大腦皮層功能區(qū)。
[0030] 優(yōu)選地，所述運(yùn)動部位包括手、腳、舌頭中的部分或全部。
[0031] 本發(fā)明提供一種大腦皮層功能區(qū)定位方法，包括如下步驟
[0032] 分別獲取原始煩內(nèi)腦電信號和運(yùn)動部位的原始肌電信號；
[0033] 根據(jù)所述原始肌電信號獲取肌體動作的起始時刻；
[0034] 獲取起始時刻后的肌電信號的自變量矩陣；
[0035] 根據(jù)所述肌體動作的起始時刻截取對應(yīng)時間段的煩內(nèi)腦電信號；
[0036] 根據(jù)所述煩內(nèi)腦電信號的獲取響應(yīng)變量矩陣；
[0037] 計算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性；
[0038] 根據(jù)所述相關(guān)性定位所述肌體動作對應(yīng)的大腦皮層區(qū)域。
[0039] 優(yōu)選地，根據(jù)所述原始肌電信號獲取肌體動作的起始時刻的步驟，包括
[0040] 判斷所述肌電信號在時間窗內(nèi)的能量是否高于指定闊值，是則作為起始時刻。
[0041] 優(yōu)選地，所述獲取起始時刻后的肌電信號的自變量矩陣的步驟中，所述自變量矩 陣為一個包含1和0的一維向量，如果受試者在執(zhí)行運(yùn)動任務(wù)，對應(yīng)位置的元素值為1，如果 受試者沒有執(zhí)行運(yùn)動任務(wù)，對應(yīng)位置的元素值為0。
[0042] 優(yōu)選地，所述根據(jù)所述煩內(nèi)腦電信號的獲取響應(yīng)變量矩陣的過程，包括：
[0043] 對所述煩內(nèi)腦電信號進(jìn)行去噪、濾波、提取高頻頻段的能量包括，得到響應(yīng)變量矩 陣。
[0044] 優(yōu)選地，所述計算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性的步驟，包括：
[0045] 選擇一般線性模型，所述一般線性模型為:Y =地+e;其中，Y為響應(yīng)變量矩陣，Y為n X 1的向量，n為數(shù)據(jù)的長度;X為自變量矩陣，X是一個n X m的矩陣，m是執(zhí)行動作的種類;0為 模型的估計參數(shù)，是m X 1的向量;e為殘差項；
[0046] 根據(jù)變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Y求解出估計參數(shù)0和殘差項e;
[0047] 對估計參數(shù)0進(jìn)行樣本顯著性檢驗，得出自變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Y的相關(guān)性。
[0048] 優(yōu)選地，所述對估計參數(shù)0進(jìn)行樣本顯著性檢驗，得出自變量矩陣X和響應(yīng)變量矩 陣Y的相關(guān)性的步驟，包括
[0049] 對估計參數(shù)目做T檢胎，公式化下：
[0052] 其中，C是一個一維向量，表示不同條件下的系數(shù)，Iength(Y)表示響應(yīng)變量Y的長 度，Iength(P)表示估計參數(shù)0的長度；
[0053] 根據(jù)t值的大小，確定響應(yīng)變量Y與自變量X的相關(guān)性，t值越大表明自變量矩陣X和 響應(yīng)變量矩陣Y越相關(guān)。
[0054] 本發(fā)明提供一種大腦皮層功能區(qū)定位系統(tǒng)，包括：
[0055] 信號獲取單元:分別獲取原始煩內(nèi)腦電信號和運(yùn)動部位的原始肌電信號；
[0056] 起始時刻獲取單元:根據(jù)所述原始肌電信號獲取肌體動作的起始時刻；
[0057] 自變量矩陣獲取單元:獲取起始時刻后的肌電信號的自變量矩陣；
[005引煩內(nèi)腦電信號獲取單元:根據(jù)所述肌體動作的起始時刻截取對應(yīng)時間段的煩內(nèi)腦 電信號；
[0059] 響應(yīng)變量矩陣獲取單元:根據(jù)所述煩內(nèi)腦電信號的獲取響應(yīng)變量矩陣；
[0060] 相關(guān)性計算單元:計算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性；
[0061] 功能區(qū)確定單元:根據(jù)所述相關(guān)性定位大腦皮層的功能區(qū)。
[0062] 優(yōu)選地，所述煩內(nèi)腦電信號獲取單元還包括闊值比較子單元:判斷所述肌電信號 在時間窗內(nèi)的能量是否高于指定闊值，是則作為起始時刻。
[0063] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有W下優(yōu)點，
[0064] (1)本發(fā)明提供一種大腦皮層功能區(qū)定位裝置，除包括提示屏幕、煩內(nèi)電極外，還 包括一個或多個肌電電極，設(shè)置在受試者的運(yùn)動部位，采集肌電信號，用于受試者執(zhí)行動作 的時刻與觀測煩內(nèi)腦電信號的起始時刻同步，運(yùn)樣，就解決了現(xiàn)有技術(shù)中的信號同步方法 不能達(dá)到真正的同步，存在同步誤差，影響后續(xù)處理的準(zhǔn)確性的問題，提高了大腦皮層功能 區(qū)定位的準(zhǔn)確性。
[0065] (2)本發(fā)明提供一種大腦皮層功能區(qū)定位方法，根據(jù)原始肌電信號獲取肌體動作 的起始時刻，然后獲取對應(yīng)時間段的煩內(nèi)腦電信號，運(yùn)樣就實現(xiàn)了煩內(nèi)腦電信號和肌體信 號的同步，然后根據(jù)煩內(nèi)腦電信號生成響應(yīng)變量矩陣，根據(jù)肌電信號生成自變量矩陣，通過 計算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性，確定該肌體動作對應(yīng)的大腦皮層區(qū)域。如果相 關(guān)性大，則說明該檢測的大腦皮層區(qū)域?qū)?yīng)該肌體動作，如果相關(guān)性小，則說明該檢測的大 腦皮層區(qū)域與該肌體動作不相關(guān)，從而確定大腦皮層的功能區(qū)。克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過屏 幕提示的事件同步方法中大腦皮層的響應(yīng)信號滯后的缺陷，是一種基于運(yùn)動肌電的精準(zhǔn)事 件同步方法，該方式可W很好的實現(xiàn)肌體動作與煩內(nèi)腦電信號的同步，提高后續(xù)處理的準(zhǔn) 確性。
[0066] (3)本發(fā)明所述的大腦皮層功能區(qū)定位方法，在計算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣 的相關(guān)性時，借助一般線性模型，通過計算模型的估計參數(shù)，對其顯著性進(jìn)行檢驗來衡量自 變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)程度，避免了現(xiàn)有技術(shù)中功率譜建模的數(shù)據(jù)處理方法算法 復(fù)雜、實驗時間長的缺陷，可W快速的分析煩內(nèi)腦電數(shù)據(jù)。此外，還能夠有效地觀察數(shù)據(jù)特 征隨時間的變化，直接根據(jù)受試在執(zhí)行任務(wù)時候的煩內(nèi)腦電時間過程計算得到電極信號與 任務(wù)的相關(guān)程度。并能夠有效抑制信號噪聲對結(jié)果的干擾。
【附圖說明】
[0067] 為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實施例并結(jié)合 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
[0068] 圖1是使用煩內(nèi)腦電進(jìn)行大腦皮層功能定位實驗的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0069] 圖2是大腦皮層功能定位試驗中信號同步示意圖；
[0070] 圖3是本實施例1中的大腦皮層功能區(qū)定位裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0071 ]圖4是本實施例2中的大腦皮層功能區(qū)定位方法的流程圖；
[0072] 圖5是本實施例2中的大腦皮層功能區(qū)定位方法的信號同步示意圖；
[0073] 圖6是本實施例2中的自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的信號示意圖。
【具體實施方式】
[0074] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實 施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[00巧]實施例1:
[0076] 本實施例中提供一種大腦皮層功能區(qū)定位裝置，如圖3所示，包括提示屏幕1、煩內(nèi) 電極2、腦電放大器3、計算機(jī)4、肌電電極5。其中，
[0077] 肌電電極5為一個，設(shè)置在受試者的手腕處，獲取手指、手掌手腕等部位的肌電信 號，從而獲取肌體動作的起始時刻。
[0078] 在其他可W替換的實施方案中，肌電電極還可W設(shè)置為多個，分別放置在受試者 的多個運(yùn)動部位，采集設(shè)置部位的肌電信號，如腳步、腿部、面部等位置。
[0079] 煩內(nèi)電極2為一個或多個，分別設(shè)置在受試者的煩內(nèi)大腦皮層下的不同位置，采集 設(shè)置位置的大腦皮層的煩內(nèi)腦電信號，用于后續(xù)判斷該位置是否為相應(yīng)動作的功能區(qū)。
[0080] 腦電放大器3,與上述肌電電極5和煩內(nèi)電極2電連接，接收所述肌電信號和煩內(nèi)腦 電信號，并將其發(fā)送至計算機(jī)4。計算機(jī)4根據(jù)所述肌電信號和煩內(nèi)腦電信號計算出大腦皮 層功能區(qū)。
[0081] 提示屏幕1用于提示要執(zhí)行的各種動作任務(wù)。計算機(jī)4中的實驗軟件，通過顯示器 向受試者顯示屏幕提示。
[0082] 本實施例中的大腦皮層功能區(qū)定位裝置的工作過程為:受試者位于顯示器之前， 根據(jù)顯示器上的屏幕提示，如"動手指"、"動舌頭"等提示內(nèi)容，執(zhí)行各種運(yùn)動任務(wù)。位于受 試者煩骨內(nèi)部的若干煩內(nèi)電極2,采集到受試者大腦皮層的神經(jīng)生物電信