步標(biāo)記的時(shí)間 精確性，也從而提高了皮層功能定位的準(zhǔn)確性。另外，除了提供更好的定時(shí)，還可W減少平 均試次的次數(shù)。
[0122]此外，本方案中在對(duì)煩內(nèi)腦電數(shù)據(jù)處理中使用一般線性模型，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(shí)驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)的缺陷，能夠有效地觀察數(shù)據(jù)特征隨時(shí) 間的變化，直接根據(jù)受試在執(zhí)行任務(wù)時(shí)候的煩內(nèi)腦電時(shí)間過(guò)程計(jì)算得到電極信號(hào)與任務(wù)的 相關(guān)程度。并能夠有效抑制信號(hào)噪聲對(duì)結(jié)果的干擾。
[012引實(shí)施例3:
[0124] 本實(shí)施例中還提供一種大腦皮層功能區(qū)定位系統(tǒng)，用于實(shí)施例1中的計(jì)算機(jī)中，包 括：
[0125] 信號(hào)獲取單元:分別獲取原始煩內(nèi)腦電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)部位的原始肌電信號(hào)；
[0126] 起始時(shí)刻獲取單元:根據(jù)所述原始肌電信號(hào)獲取肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻；
[0127] 自變量矩陣獲取單元:獲取起始時(shí)刻后的肌電信號(hào)的自變量矩陣；
[0128] 煩內(nèi)腦電信號(hào)獲取單元:根據(jù)所述肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻截取對(duì)應(yīng)時(shí)間段的煩內(nèi)腦 電信號(hào)；
[0129] 響應(yīng)變量矩陣獲取單元:根據(jù)所述煩內(nèi)腦電信號(hào)的獲取響應(yīng)變量矩陣；
[0130] 相關(guān)性計(jì)算單元:計(jì)算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性；
[0131] 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)。
[0132] 煩內(nèi)腦電信號(hào)獲取單元還包括闊值比較子單元:判斷所述肌電信號(hào)在時(shí)間窗內(nèi)的 能量是否高于指定闊值，是則作為起始時(shí)刻。
[0133] 其中，所述自變量矩陣為一個(gè)包含1和0的一維向量，如果受試者在執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)， 對(duì)應(yīng)位置的元素值為1，如果受試者沒(méi)有執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)，對(duì)應(yīng)位置的元素值為0。
[0134] 響應(yīng)變量矩陣獲取單元包括對(duì)所述煩內(nèi)腦電信號(hào)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。
[0135] 其中，相關(guān)性計(jì)算單元包括：
[0136] 模型選擇子單元: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(zhǎng)度;X為自變量矩陣，X是一個(gè)n X m的矩陣，m是執(zhí) 行動(dòng)作的種類;e為模型的估計(jì)參數(shù)，是m X 1的向量;e為殘差項(xiàng)；
[0137] 參數(shù)計(jì)算子單元:根據(jù)變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Y求解出估計(jì)參數(shù)0和殘差項(xiàng)e;
[0138] 相關(guān)性確定子單元:對(duì)估計(jì)參數(shù)0進(jìn)行樣本顯著性檢驗(yàn)，得出自變量矩陣X和響應(yīng) 變量矩陣Y的相關(guān)性。
[0139] 其中相關(guān)性確定子單元包括
[0140] 對(duì)估計(jì)參數(shù)0做T檢驗(yàn)，公式如下：
[0143] 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)。
[0144] 本實(shí)施例中的大腦皮層功能區(qū)定位系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中通過(guò)屏幕提示的事件 同步方法中大腦皮層的響應(yīng)信號(hào)滯后的缺陷，可W很好的實(shí)現(xiàn)肌體動(dòng)作與煩內(nèi)腦電信號(hào)的 同步，提高后續(xù)處理的準(zhǔn)確性。
[0145] 本發(fā)明可W W許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實(shí)施例。 相反，提供運(yùn)些實(shí)施例，使得本公開將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達(dá)給 本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來(lái)限定。在附圖中，為了清晰起見，會(huì)夸大層和區(qū) 域的尺寸和相對(duì)尺寸。
[0146]顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì) 于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可W做出其它不同形式的變化或 變動(dòng)。運(yùn)里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予W窮舉。而由此所引伸出的顯而易見的變化或 變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種大腦皮層功能區(qū)定位裝置，其特征在于，包括： 提示屏幕，用于提示要執(zhí)行的各種動(dòng)作任務(wù)； 一個(gè)或多個(gè)肌電電極，設(shè)置在受試者的運(yùn)動(dòng)部位，采集設(shè)置部位的肌電信號(hào)； 一個(gè)或多個(gè)顱內(nèi)電極，設(shè)置在受試者的顱內(nèi)，采集設(shè)置位置的大腦皮層的顱內(nèi)腦電信 號(hào)； 腦電放大器，接收所述肌電信號(hào)和顱內(nèi)腦電信號(hào)，并將其發(fā)送至計(jì)算機(jī)； 計(jì)算機(jī)，根據(jù)所述肌電信號(hào)和顱內(nèi)腦電信號(hào)計(jì)算出大腦皮層功能區(qū)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)部位包括手、腳、舌頭中的部分或 全部。3. -種大腦皮層功能區(qū)定位方法，其特征在于，包括如下步驟 分別獲取原始顱內(nèi)腦電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)部位的原始肌電信號(hào)； 根據(jù)所述原始肌電信號(hào)獲取肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻； 獲取起始時(shí)刻后的肌電信號(hào)的自變量矩陣； 根據(jù)所述肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻截取對(duì)應(yīng)時(shí)間段的顱內(nèi)腦電信號(hào)； 根據(jù)所述顱內(nèi)腦電信號(hào)的獲取響應(yīng)變量矩陣； 計(jì)算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性； 根據(jù)所述相關(guān)性定位所述肌體動(dòng)作對(duì)應(yīng)的大腦皮層區(qū)域。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述原始肌電信號(hào)獲取肌體動(dòng)作的起 始時(shí)刻的步驟，包括 判斷所述肌電信號(hào)在時(shí)間窗內(nèi)的能量是否高于指定閾值，是則作為起始時(shí)刻。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述獲取起始時(shí)刻后的肌電信號(hào)的自 變量矩陣的步驟中，所述自變量矩陣為一個(gè)包含1和〇的一維向量，如果受試者在執(zhí)行運(yùn)動(dòng) 任務(wù)，對(duì)應(yīng)位置的元素值為1，如果受試者沒(méi)有執(zhí)行運(yùn)動(dòng)任務(wù)，對(duì)應(yīng)位置的元素值為0。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述顱內(nèi)腦電信號(hào)的獲取響應(yīng)變 量矩陣的過(guò)程，包括： 對(duì)所述顱內(nèi)腦電信號(hào)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。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述計(jì)算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相 關(guān)性的步驟，包括： 選擇一般線性模型，所述一般線性模型為:Υ = Χβ+θ;其中，Y為響應(yīng)變量矩陣，Y為η X 1 的向量，η為數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度;X為自變量矩陣，X是一個(gè)nXm的矩陣，m是執(zhí)行動(dòng)作的種類;β為模 型的估計(jì)參數(shù)，是m X 1的向量;e為殘差項(xiàng)； 根據(jù)變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Y求解出估計(jì)參數(shù)β和殘差項(xiàng)e; 對(duì)估計(jì)參數(shù)β進(jìn)行樣本顯著性檢驗(yàn)，得出自變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Y的相關(guān)性。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述對(duì)估計(jì)參數(shù)β進(jìn)行樣本顯著性檢驗(yàn)，得 出自變量矩陣X和響應(yīng)變量矩陣Υ的相關(guān)性的步驟，包括 對(duì)估計(jì)參數(shù)β做Τ檢驗(yàn)，公式如下：其中，C是一個(gè)一維向量，表示不同條件下的系數(shù)，length(Y)表示響應(yīng)變量Y的長(zhǎng)度， length(P)表示估計(jì)參數(shù)β的長(zhǎng)度； 根據(jù)t值的大小，確定響應(yīng)變量Υ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)。9. 一種大腦皮層功能區(qū)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括： 信號(hào)獲取單元:分別獲取原始顱內(nèi)腦電信號(hào)和運(yùn)動(dòng)部位的原始肌電信號(hào)； 起始時(shí)刻獲取單元:根據(jù)所述原始肌電信號(hào)獲取肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻； 自變量矩陣獲取單元:獲取起始時(shí)刻后的肌電信號(hào)的自變量矩陣； 顱內(nèi)腦電信號(hào)獲取單元:根據(jù)所述肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻截取對(duì)應(yīng)時(shí)間段的顱內(nèi)腦電信 號(hào)； 響應(yīng)變量矩陣獲取單元:根據(jù)所述顱內(nèi)腦電信號(hào)的獲取響應(yīng)變量矩陣； 相關(guān)性計(jì)算單元:計(jì)算自變量矩陣和響應(yīng)變量矩陣的相關(guān)性； 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)。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顱內(nèi)腦電信號(hào)獲取單元還包括閾值 比較子單元:判斷所述肌電信號(hào)在時(shí)間窗內(nèi)的能量是否高于指定閾值，是則作為起始時(shí)刻。
【專利摘要】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、顱內(nèi)電極外，還包括一個(gè)或多個(gè)肌電電極，設(shè)置在受試者的運(yùn)動(dòng)部位，采集肌電信號(hào)，用于受試者執(zhí)行動(dòng)作的時(shí)刻與觀測(cè)顱內(nèi)腦電信號(hào)的起始時(shí)刻同步。本發(fā)明還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(hào)獲取肌體動(dòng)作的起始時(shí)刻，然后獲取對(duì)應(yīng)時(shí)間段的顱內(nèi)腦電信號(hào)，這樣就實(shí)現(xiàn)了顱內(nèi)腦電信號(hào)和肌體信號(hào)的同步，然后根據(jù)顱內(nèi)腦電信號(hào)生成響應(yīng)變量矩陣，根據(jù)肌電信號(hào)生成自變量矩陣，通過(guò)計(jì)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(dòng)作對(duì)應(yīng)的大腦皮層區(qū)域。該方案可以很好的實(shí)現(xiàn)肌體動(dòng)作與顱內(nèi)腦電信號(hào)的同步，提高后續(xù)處理的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】A61B90/10, A61B5/0488, A61B5/0476
【公開號(hào)】CN105662598
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511032589
【發(fā)明人】洪波, 錢天翼, 何永振
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日