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专利号: 2022101051202
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:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种闭环脑电调控方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:接收实验对象的脑电信号;

预处理所述脑电信号,得到预处理脑电信号;

计算处理所述预处理脑电信号,得到θ节律脑电信号和脑电特征值;

对所述θ节律脑电信号和所述脑电特征值进行处理,得到超声刺激参数和θ节律设定刺激相位;

根据所述超声刺激参数和所述θ节律设定刺激相位,对所述实验对象发出超声刺激以进行脑电调控;

其中,计算处理所述预处理脑电信号,得到θ节律脑电信号和脑电特征值,具体包括如下步骤:对所述预处理脑电信号进行4‑8Hz滤波,得到θ节律脑电信号;

计算处理所述预处理脑电信号和所述θ节律脑电信号,得到所述脑电特征值;所述脑电特征值包括所述预处理脑电信号的绝对功率、所述θ节律脑电信号相对于所述预处理脑电信号的相对功率、样本熵。

2.根据权利要求1所述的闭环脑电调控方法,其特征在于,预处理所述脑电信号,得到预处理脑电信号,具体包括如下步骤:对所述脑电信号进行降采样、50Hz陷波去噪和4‑200Hz滤波处理,得到预处理脑电信号。

3.根据权利要求1所述的闭环脑电调控方法,其特征在于,对所述θ节律脑电信号和所述脑电特征值进行处理,得到超声刺激参数和θ节律设定刺激相位,具体包括如下步骤:计算所述脑电特征值和预设期望值的误差,并按照控制策略得到超声调控参数;

采用希尔波尔变换计算所述θ节律脑电信号的θ节律相位;

根据θ节律相位和预测模型预测所述θ节律脑电信号的θ节律设定刺激相位。

4.根据权利要求3所述的闭环脑电调控方法,其特征在于,所述控制策略为广义最小方差控制策略。

5.根据权利要求1所述的闭环脑电调控方法,其特征在于,根据所述超声刺激参数和所述θ节律设定刺激相位,对所述实验对象发出超声刺激以进行脑电调控,具体包括如下步骤:根据所述超声刺激参数和所述θ节律设定刺激相位生成第一控制波形信号;

放大处理所述第一控制波形信号,得到第二控制波形信号;

将所述第二控制波形信号使能为超声波信号输出;

将所述超声波信号限定在设定空间范围内并向所述实验对象发射。

6.一种如权利要求1‑5任一项所述的闭环脑电调控方法的闭环脑电调控系统,其特征在于,包括:处理模块,配置用于接收并预处理所述实验对象的脑电信号,以得到预处理脑电信号,还配置用于计算处理所述预处理脑电信号,以得到θ节律脑电信号和脑电特征值;

控制模块,配置用于对所述θ节律脑电信号和所述脑电特征值进行处理,以得到超声刺激参数和θ节律设定刺激相位;

超声刺激模块,配置用于根据所述超声刺激参数和所述θ节律设定刺激相位,对所述实验对象发出超声刺激以进行脑电调控。

7.根据权利要求6所述的闭环脑电调控系统,其特征在于,所述处理模块包括:预处理模块,配置用于接收所述脑电信号,并对所述脑电信号进行降采样、陷波去噪和滤波处理,以得到预处理脑电信号;

θ节律脑电计算模块,配置用于对所述预处理脑电信号进行4‑8Hz滤波,得到θ节律脑电信号;

脑电特征值计算模块,配置用于计算处理所述预处理脑电信号和所述θ节律脑电信号,得到所述脑电特征值。

8.根据权利要求6所述的闭环脑电调控系统,其特征在于,所述控制模块包括:θ节律相位预测模块,配置用于采用希尔波尔变换计算所述θ节律脑电信号的θ节律相位,还配置用于根据θ节律相位和预测模型预测所述θ节律脑电信号的θ节律设定刺激相位;

超声调控参数计算模块,配置用于计算所述脑电特征值和预设期望值的误差,并按照控制策略得到超声调控参数。

9.根据权利要求6所述的闭环脑电调控系统,其特征在于,所述超声刺激模块包括:信号发生模块,配置用于根据所述超声刺激参数和所述θ节律设定刺激相位生成第一控制波形信号;

功率放大模块,配置用于放大处理所述第一控制波形信号,得到第二控制波形信号;

超声换能模块,配置用于将所述第二控制波形信号使能为超声波信号输出;

准直模块,配置用于将所述超声波信号限定在设定空间范围内并向所述实验对象发射。