利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2021108143821
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-05-11
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,所述系统包括:

数据采集与处理模块,用于利用脑电信号采集设备实时采集受试者康复过程中的脑电信号,并对所述脑电信号进行预处理;对经过预处理的脑电信号进行特征提取,基于提取的特征建立运动想象意图识别模型,作为康复训练系统的识别模型;

虚拟现实人机交互模块,用于开发以第一人称视角和第三人称视角的训练运动场景,经VR头盔渲染所述训练运动场景;受试者在VR环境下选择两种不同的视角进行训练,受试者根据提示进行运动想象,当识别模型识别到受试者想象时,场景中对应的肢体完成相应的动作;在第一人称视角下,受试者戴上VR头盔后,在场景中是以主观的视角进入,并且在视角中会出现第一人称视角下的虚拟手;受试者根据文字提示、播放对应文字语音提示,来诱导受试者进行相应的肢体运动想象;当识别到受试者想象到左或右的时候,第一人称视角下的左或右手会对应的进行抓握动作,提示此次想象成功;

在第三人称视角下,受试者戴上VR头盔后,在场景中是以旁观的视角进入,即在场景中会出现第三人称视角下的虚拟手;受试者根据提示进行运动想象训练,当识别到受试者想象到左或右的时候,场景中的虚拟手会进行相应的动作,第三人称视角下的虚拟手能够在一段范围内运动而镜头不会发生变化;以及,康复效果评价模块,用于结合本次康复训练时间、任务难度系数、受试者任务完成度,以及通过对受试者的脑电信号进行脑网络分析得到的受试者运动想象有关脑区激活程度的量化指标,对康复训练进行评分,并生成康复报表。

2.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,康复效果评价模块,还用于:基于采集到的脑电信号,通过脑网络分析评估运动脑区神经激活程度,根据当前神经活跃度大小对两种视角下的训练场景进行自适应切换调整。

3.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,所述训练运动场景包括生活场景,所述生活场景中包括基本生活技能训练。

4.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,所述训练运动场景包括游戏场景。

5.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,所述训练运动场景中包括:语音、文字、图片、视频中的一项或多项目标导向型运动想象诱发提示。

6.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,运动想象意图识别模型为PSO‑SVM分类模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于运动想象‑脑机接口和虚拟现实的康复训练系统,其特征在于,通过对受试者的脑电信号进行脑网络分析得到受试者运动想象有关脑区激活程度的量化指标,包括:通过长度为4s、步长为3s的滑动窗截取实时脑电数据,对每个滑动窗内的数据进行预处理、特征提取,进行脑网络拓扑图的绘制,基于图论进行拓扑参数分析;

所述脑网络拓扑图的绘制包括:构建不同脑区之间的结构或功能连接矩阵;去掉连接矩阵中的虚假连接,转换成图。