專利名稱：一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，屬于生物信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是指利用聯(lián)合采集與分析腦電和功能磁共振信號(hào)，提取這兩種信號(hào)同時(shí)反映的個(gè)體大腦特定活動(dòng)狀態(tài)的特征，并在線反饋給個(gè)體，通過訓(xùn)練個(gè)體調(diào)節(jié)大腦的活動(dòng)特征，以達(dá)到調(diào)節(jié)改善相應(yīng)的生理或心理表現(xiàn)。
背景技術(shù)：
功能磁共振信號(hào)(fMRI)通過大腦血液動(dòng)力學(xué)特性的變化來間接反映神經(jīng)元的活動(dòng)，因其功能定位的高空間分辨率被廣泛應(yīng)用在科研與臨床；腦電信號(hào)(EEG)則近乎實(shí)時(shí)地記錄了神經(jīng)元的活動(dòng)，因其較高的時(shí)間分辨率和對(duì)神經(jīng)活動(dòng)直接反映的特點(diǎn)同樣被廣泛應(yīng)用在科研與臨床，特別是EEG的節(jié)律波在大腦的加工過程中扮演著重要的角色。fMRI和 EEG在時(shí)空特性上的互補(bǔ)性促使人們嘗試同步采集EEG和fMRI數(shù)據(jù)，通過聯(lián)合分析從神經(jīng)活動(dòng)電磁信息和代謝信息對(duì)大腦的功能和狀態(tài)進(jìn)行時(shí)空描述。目前，這兩種信號(hào)均被分別應(yīng)用于神經(jīng)反饋系統(tǒng)中，通過適當(dāng)?shù)牟呗詠碜晕艺{(diào)節(jié)大腦的特定信號(hào)，以達(dá)到改善大腦特定生理或心理表現(xiàn)的目的。然而，EEG和fMRI數(shù)據(jù)的同步采集雖然隨著磁適配的腦電設(shè)備出現(xiàn)成為可能，但掃描的方式以及同步采集中磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)腦電信號(hào)的干擾，使得EEG信號(hào)的信噪比降低。此外，生物神經(jīng)反饋過程強(qiáng)調(diào)特征反饋的快速性和有效性，盡管單獨(dú)的基于EEG的神經(jīng)反饋和基于fMRI的神經(jīng)反饋可以實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線的反饋系統(tǒng)，但是現(xiàn)有的EEG/fMRI聯(lián)合分析方法仍還僅僅是限于對(duì)離線數(shù)據(jù)的分析。國內(nèi)外調(diào)研表明，離線EEG/fMRI聯(lián)合分析方法主要有兩大類，一類稱作數(shù)據(jù)融合、一類稱作數(shù)據(jù)集成。數(shù)據(jù)融合方法對(duì)稱地利用電信號(hào)和血液動(dòng)力學(xué)信號(hào)，將EEG/fMRI 對(duì)等地包含在適用于二者的同一個(gè)模型內(nèi)，如Joint-ICA可以對(duì)分別來自ERP和fMRI的特征同時(shí)做ICA，尋找ERP時(shí)間變化與fMRI空間激活上的關(guān)系(Calhoun V.，Adali T. et al.2006. Neuronal chronometry of target detection :Fusion of hemodynamic and event-related potential data. Neurolmage. 30 :544-553.)；數(shù)據(jù)集成方法則是不對(duì)稱地將一種數(shù)據(jù)作為另外一種數(shù)據(jù)的約束，如將fMRI的激活定位用于約束腦電數(shù)據(jù)的源定位分析結(jié)果(Stancak A，Polacek H，Vrana J，Rachmanova R，Hoechstetter K，Tintra J， Scherg M. 2005. EEG source analysis and fMRI reveal two electrical sources in the fronto-parietal operculum during subepidermal finger stimulation. Neurolmage 25，8-20)，或用EEG中提取出來的特征預(yù)測(cè)fMRI數(shù)據(jù)的時(shí)間定位與分段(Goncalves S. I.，de Munck J. C.，et al. 2006. Correlating the alpha rhythm to BOLD using simultaneous EEG/fMRI :Inter-subject variability. Neurolmage 30 :203-213.)。然而， 這些方法不是對(duì)數(shù)據(jù)有限制，如只適用于任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)或靜息態(tài)(無任務(wù)狀態(tài))數(shù)據(jù)，就是對(duì)模型適用性有限，如算法復(fù)雜，難以在線分析等等，因此，聯(lián)合EEG和fMRI信號(hào)的反饋系統(tǒng)尚未見報(bào)道。生物神經(jīng)反饋的關(guān)鍵技術(shù)在于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理與分析、特征的準(zhǔn)確提取與反饋。因此，EEG/fMRI互補(bǔ)特征的提取、不同大腦活動(dòng)狀態(tài)的反饋與調(diào)節(jié)，這些領(lǐng)域的研究與發(fā)明將有利地推進(jìn)生物反饋技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明提出了一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，它可以在線提取特定任務(wù)狀態(tài)或靜息態(tài)下大腦活動(dòng)的時(shí)空特征，如不同節(jié)律腦波的變化以及與之相關(guān)的大腦活動(dòng)區(qū)域的變化，并根據(jù)調(diào)節(jié)需求選取響應(yīng)的特征信息反饋，通過特定策略調(diào)節(jié)反饋信號(hào)的強(qiáng)弱，從而通過訓(xùn)練達(dá)到調(diào)節(jié)大腦的認(rèn)知功能、或心理表現(xiàn)、或生理癥狀，為促進(jìn)學(xué)習(xí)與發(fā)展以及臨床康復(fù)訓(xùn)練提供新的途徑。一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊，用于檢測(cè)腦電信號(hào)與功能磁共振信號(hào)并標(biāo)記其同步點(diǎn)， 分別對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；時(shí)空特征提取模塊，提取腦電信號(hào)特征作為回歸量，與功能磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，在線提取與腦電特征相關(guān)的大腦功能區(qū)域；顯示與反饋模塊，顯示腦電與功能磁共振信號(hào)聯(lián)合提取的特征；將可調(diào)節(jié)的腦電特征或功能磁共振特征反饋給個(gè)體。所述的數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)同步采集的EEG和fMRI數(shù)據(jù)，并分別對(duì)兩種數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。同步采集采用連續(xù)掃描方式，磁共振掃描儀每完成一次成像的時(shí)間(即一個(gè)掃描脈沖重復(fù)間隔時(shí)間TR)就實(shí)時(shí)傳輸一幅掃描圖像，磁適配腦電儀同時(shí)采集腦電信號(hào)并記錄同步信號(hào)；根據(jù)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)文件和實(shí)驗(yàn)設(shè)置分別對(duì)兩種原始數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，同時(shí)標(biāo)記兩種數(shù)據(jù)的同步起始點(diǎn)；EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行在線去除射頻干擾、去除心電干擾的預(yù)處理后，根據(jù)標(biāo)記的同步起始點(diǎn)提取EEG數(shù)據(jù)段；fMRI數(shù)據(jù)進(jìn)行在線頭動(dòng)檢測(cè)并校正，去除信號(hào)基線漂移，降低腦磁圖像中的偽影和噪聲。所述的時(shí)空特征提取模塊，用于提取基于EEG/fMRI數(shù)據(jù)的時(shí)空特征信息。對(duì)于靜息態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)EEG數(shù)據(jù)段進(jìn)行傅立葉變換，提取不同的腦節(jié)律波能量作為特征；對(duì)于任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)EEG數(shù)據(jù)段提取刺激誘發(fā)的腦電成分的幅度、潛伏期、相位或能量作為特征；將所提取的腦電特征與血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行卷積，再與fMRI圖像數(shù)據(jù)一起進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，提取與上述特征相關(guān)的大腦功能區(qū)域分布。腦電特征與大腦空間模式均可以顯示與記錄，供反饋與后期分析、評(píng)估所用。所述顯示與反饋模塊，用于顯示提取的時(shí)空特征信息，如每個(gè)TR的大腦活動(dòng)空間模式和對(duì)應(yīng)的EEG能量變化，并將所選特征反饋給個(gè)體，可以是腦電特征采用刻度量化的方式，也可以是特定腦區(qū)的信號(hào)變化百分比采用時(shí)間序列的形式，甚至是將這兩種方式結(jié)合起來呈現(xiàn)給個(gè)體。個(gè)體通過采用一定的調(diào)節(jié)策略(針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠胁煌倪m用策略)，使反饋信號(hào)隨著任務(wù)的變化增強(qiáng)或減弱以達(dá)到自主調(diào)節(jié)大腦的特定功能或行為表現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于提供了一種時(shí)空分辨率俱佳的神經(jīng)反饋模式，通過同步采集 EEG和fMRI數(shù)據(jù)，將二者關(guān)聯(lián)的時(shí)空特征信息信息提取出來，同時(shí)實(shí)時(shí)反饋給個(gè)體，讓其了解自己大腦的活動(dòng)狀態(tài)，并有意識(shí)地學(xué)習(xí)控制自己的大腦活動(dòng)水平，通過反復(fù)訓(xùn)練產(chǎn)生持久效應(yīng)，改善大腦的認(rèn)知功能或行為表現(xiàn)。這種反饋的模式突出了神經(jīng)活動(dòng)的電生理特性和血液動(dòng)力學(xué)特性的融合，將基于腦波的反饋訓(xùn)練與基于功能皮層的反饋訓(xùn)練結(jié)合起來，既可以幫助特定生理疾病的患者，如癲癇、中風(fēng)患者的康復(fù)，也可以幫助一些心理疾病的患者，如抑郁癥患者的改善，甚至可以幫助正常人的某些認(rèn)知能力，如數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)或運(yùn)動(dòng)技能的強(qiáng)化與改善。與離線的訓(xùn)練相比，基于腦電和磁共振信號(hào)的反饋方式更能準(zhǔn)確反映、充分調(diào)動(dòng)受訓(xùn)者的內(nèi)在潛力，效果較好。


圖1本發(fā)明的硬件組成框圖
圖2本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程圖
圖3:EEG去噪后的波形及同時(shí)采集的fMRI圖像
圖4本發(fā)明的大腦時(shí)空特征分析結(jié)果示意圖
圖5本發(fā)明的反饋顯示圖
具體實(shí)施例方式圖1為聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)硬件組成框圖，包括(1)磁共振掃描儀和磁適配腦電儀，磁共振掃描儀采用平面回波成像序列，序列設(shè)置要求一個(gè)TR傳輸一幅掃描圖像，對(duì)應(yīng)著一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的功能像，掃描圖像經(jīng)圖像重構(gòu)通過局域網(wǎng)至控制主臺(tái)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)fMRI處理系統(tǒng)；磁適配腦電儀同時(shí)采集腦電信號(hào)，并與通過磁共振外圍設(shè)備接口記錄的同步信號(hào)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)EEG處理系統(tǒng)。(2)實(shí)時(shí)EEG處理系統(tǒng)，記錄EEG數(shù)據(jù)以及同步信號(hào)，包括每個(gè)TR開始掃描的時(shí)間信息、磁共振掃描儀的系統(tǒng)時(shí)鐘信號(hào)和每個(gè)刺激事件開始的時(shí)間信息；對(duì)記錄的EEG數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、預(yù)處理、特征提??；將該特征傳遞給實(shí)時(shí)fMRI數(shù)據(jù)處理及反饋信號(hào)產(chǎn)生服務(wù)器，如果服務(wù)器可以實(shí)現(xiàn)多線程任務(wù)處理，實(shí)時(shí)EEG處理系統(tǒng)可集成到服務(wù)器中。(3)實(shí)時(shí)fMRI數(shù)據(jù)處理及反饋信號(hào)產(chǎn)生服務(wù)器，對(duì)掃描傳輸來的數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換、預(yù)處理后，結(jié)合腦電特征與fMRI圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行在線統(tǒng)計(jì)建模分析，提取包含兩種數(shù)據(jù)時(shí)空特征的大腦功能區(qū)域分布；腦電特征與大腦空間模式均可以顯示與記錄。該系統(tǒng)所需計(jì)算機(jī)要求能夠輸出至少三路視頻信號(hào)，其中兩路視頻信號(hào)提供給實(shí)驗(yàn)操作者，另外一路發(fā)送給受訓(xùn)個(gè)體。(4)特征反饋，可選取腦電特征、或者感興趣腦區(qū)的信號(hào)作為反饋信號(hào)，將反饋信號(hào)發(fā)送至強(qiáng)磁場(chǎng)兼容刺激呈現(xiàn)設(shè)備提供給個(gè)體，反饋信號(hào)每一個(gè)TR更新一次。圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程圖，包括EEG數(shù)據(jù)預(yù)處理之前需要將腦電設(shè)備記錄的格式轉(zhuǎn)換為后續(xù)處理系統(tǒng)定義的數(shù)據(jù)格式，包括數(shù)據(jù)體和同步信息。預(yù)處理主要包括去除射頻干擾和去除心電干擾，其中射頻干擾因頻譜成分豐富、幅度大、周期性強(qiáng)，采用平均疊加的方法可以有效地去除；心電干擾本發(fā)明采用實(shí)時(shí)最優(yōu)基組法去除，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)心電峰值R值，利用PCA構(gòu)造心電偽跡的模板，將EEG數(shù)據(jù)減去所得到的心電偽跡模板，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，可以在線去除EEG中各電極受到的心電干擾偽跡。圖3是EEG去噪后的波形及同時(shí)采集的fMRI圖像。去除干擾噪聲后，根據(jù)同步信息標(biāo)記的同步起始點(diǎn)提取EEG數(shù)據(jù)段，對(duì)于靜息態(tài)數(shù)據(jù)，以每個(gè)TR開始掃描的時(shí)間為同步起始點(diǎn)提取一次掃描所對(duì)應(yīng)的EEG數(shù)據(jù)段，進(jìn)行傅立葉變換，提取不同的腦節(jié)律波能量作為特征，如8-12HZ的能量作為α波的能量；對(duì)于任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)，以每個(gè)刺激事件開始的時(shí)間為同步起始點(diǎn)提取EEG數(shù)據(jù)段，提取刺激誘發(fā)的腦電成分的幅度、潛伏期、相位或能量作為特征，如Ni、P300等成分。fMRI數(shù)據(jù)預(yù)處理之前也需要將在線讀取到的DICOM圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為后續(xù)模塊所需格式的圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)提取其中的掃描參數(shù)并存儲(chǔ)為配置文件。預(yù)處理主要包括頭動(dòng)校正、基線校正和空間平滑。頭動(dòng)校正采用剛體變換，通過搜索關(guān)鍵體元數(shù)量的確定和簡化迭代算法提升計(jì)算的速度，并添加了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示頭動(dòng)參數(shù)的功能，使頭動(dòng)的6個(gè)參數(shù)(3個(gè)沿X，y, ζ軸方向的平移參數(shù)和3個(gè)圍繞坐標(biāo)平面的旋轉(zhuǎn)參數(shù))以曲線的形式動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)出來，便于實(shí)驗(yàn)者觀察到被掃描個(gè)體的頭動(dòng)情況?？臻g平滑采用三維的高斯核函數(shù)進(jìn)行圖像的低通濾波，使數(shù)據(jù)更接近高斯隨機(jī)場(chǎng)模型，適合于后面的統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)建模分析是將EEG特征和fMRI數(shù)據(jù)聯(lián)合起來通過建模、參數(shù)估計(jì)、統(tǒng)計(jì)校驗(yàn)提取包含兩種數(shù)據(jù)時(shí)空特征的大腦功能區(qū)域分布。建模時(shí)采用的模型是滑窗式廣義線性模型y = βΧ+e。y是fMRI圖像數(shù)據(jù)中每個(gè)體素的時(shí)間序列信號(hào)，e是服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的誤差向量，β則是要估計(jì)的最優(yōu)的回歸因子權(quán)重值。X與數(shù)據(jù)類型有關(guān)，對(duì)于靜息態(tài)數(shù)據(jù)，X是腦電特征與血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)的卷積；對(duì)于任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)，模型可擴(kuò)展為y = βΑ+βΑ+e, X1是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)矩陣，X2是腦電特征與血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)的卷積，采用遞歸最小二乘法對(duì)每個(gè)窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)點(diǎn)估計(jì)β值，隨著窗口的移動(dòng)，更新β的估計(jì)值。由于窗口數(shù)據(jù)量有限，參數(shù)估計(jì)非?？焖俨⑶夷鼙ＷC消耗的計(jì)算時(shí)間是個(gè)固定值。對(duì)β進(jìn)行統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算和假設(shè)檢驗(yàn)就可以判斷該體素的β值是否顯著。圖4是基于靜息態(tài)的大腦時(shí)空特征分析結(jié)果圖，描述的是某個(gè)TR對(duì)應(yīng)的空間上與 α波能量正(紅黃)負(fù)(藍(lán)綠)相關(guān)的腦區(qū)，以及隨著α波能量隨著每個(gè)TR的掃描而變化的情況。特征反饋可以直接利用前面已提取的EEG或fMRI的特征，如α波的能量、Ρ300 的幅度、感興趣腦區(qū)的時(shí)間序列信號(hào)等；也可以將這些特征再計(jì)算或聯(lián)合作為反饋信號(hào)。反饋的方式可以是連續(xù)變化的信號(hào)，也可以是每一時(shí)刻的變化量。反饋信號(hào)每一個(gè)TR更新一次。圖5的刻度反饋方式中反饋信號(hào)的值可以是某一時(shí)刻α波的能量等可以量化的參數(shù)， 而時(shí)間序列反饋方式中反饋信號(hào)的值可以是調(diào)節(jié)過程中感興趣腦區(qū)的fMRI序列值。本發(fā)明還可以應(yīng)用在其他幾個(gè)方面(1)在線檢測(cè)。本發(fā)明的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示頭動(dòng)參數(shù)的功能可以用來檢測(cè)被掃描個(gè)體是否有頭動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)于頭動(dòng)嚴(yán)重者可以及時(shí)糾正或終止實(shí)驗(yàn)；本發(fā)明的腦電特征和大腦空間模式的顯示可以用來在線判斷被掃描個(gè)體的腦電信號(hào)的異常性或大腦反應(yīng)的正確性，這種可以在個(gè)體不離開實(shí)驗(yàn)儀器的同時(shí)評(píng)價(jià)任務(wù)執(zhí)行水平和數(shù)據(jù)質(zhì)量的能力對(duì)大腦功能研究和臨床應(yīng)用都非常重要。(2)腦機(jī)接口。本發(fā)明提取的兩種信號(hào)的特征可以作為腦機(jī)接口技術(shù)中的一種新的聯(lián)合控制信號(hào)，如α波的能量和感興趣腦區(qū)的活動(dòng)強(qiáng)度，利用分類器進(jìn)行分類檢測(cè)，再將檢測(cè)后的結(jié)果用來控制設(shè)備，可以為特殊腦疾病的治療康復(fù)提供新的途徑。(3)臨床外科手術(shù)。盡管磁共振結(jié)構(gòu)像有比較高的解剖分辨率，但腦組織所起到的功能作用卻是結(jié)構(gòu)像所無法提供的，fMRI的一種普遍應(yīng)用是鑒別在神經(jīng)外科手術(shù)中需要保護(hù)的區(qū)域，醫(yī)生們想了解移除某一特定腦組織可能產(chǎn)生的后果。本發(fā)明可以作為輔助手段應(yīng)用在術(shù)前掃描，給醫(yī)生提供與手術(shù)相關(guān)的重要信息，甚至可以和傳統(tǒng)的電生理學(xué)方法聯(lián)合使用，用來指導(dǎo)大腦皮層電極的放置位置。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊，用于檢測(cè)腦電信號(hào)與功能磁共振信號(hào)并標(biāo)記其同步起始點(diǎn)， 分別對(duì)這兩種信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；時(shí)空特征提取模塊，提取腦電信號(hào)特征作為回歸量，與功能磁共振數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，在線提取與腦電特征相關(guān)的大腦功能區(qū)域；顯示與反饋模塊，將可調(diào)節(jié)的腦電特征或功能磁共振特征反饋給個(gè)體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊特征在于，檢測(cè)同步腦電和功能磁共振信號(hào)并標(biāo)記其同步起始點(diǎn)；對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行去除射頻、心電干擾、根據(jù)同步起始點(diǎn)分段的預(yù)處理；對(duì)功能磁共振信號(hào)進(jìn)行頭動(dòng)校正、 平滑的預(yù)處理。
3.如權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，其時(shí)空特征提取模塊特征在于，對(duì)靜息態(tài)數(shù)據(jù)，提取不同腦節(jié)律波能量作為特征；對(duì)任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)，提取誘發(fā)腦電成分的幅度、潛伏期或相位作為特征；將所提取腦電特征與血液動(dòng)力學(xué)響應(yīng)函數(shù)卷積后，再與功能磁共振數(shù)據(jù)一起進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，提取與腦電特征相關(guān)的大腦功能區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，其顯示與反饋模塊特征在于，顯示腦電與功能磁共振信號(hào)聯(lián)合提取的特征；將腦電特征采用刻度量化的方式呈現(xiàn)給個(gè)體，或?qū)⒋竽X特定區(qū)域的信號(hào)變化百分比采用時(shí)間序列的形式呈現(xiàn)給個(gè)體，或?qū)⑦@兩種方式結(jié)合起來呈現(xiàn)給個(gè)體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聯(lián)合腦電和功能磁共振信號(hào)的反饋系統(tǒng)，通過聯(lián)合采集與分析腦電和功能磁共振信號(hào)，提取這兩種信號(hào)同時(shí)反映的大腦特定活動(dòng)狀態(tài)的時(shí)空特征，將多模態(tài)信號(hào)應(yīng)用在神經(jīng)反饋調(diào)節(jié)中。本發(fā)明涉及的系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊、時(shí)空特征提取模塊、顯示與反饋模塊。數(shù)據(jù)檢測(cè)與預(yù)處理模塊在線檢測(cè)同步采集的腦電和功能磁共振信號(hào)，并標(biāo)記兩者的同步起始點(diǎn)，然后分別進(jìn)行預(yù)處理；時(shí)空特征提取模塊針對(duì)靜息態(tài)和任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)分別提取不同的腦電特征，將其與功能磁共振數(shù)據(jù)一起進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模分析，提取具有時(shí)空特性的大腦功能區(qū)域；并將反映大腦同一狀態(tài)下的不同特征單獨(dú)或聯(lián)合進(jìn)行反饋。本發(fā)明在臨床康復(fù)、腦機(jī)接口等方面也具有重要應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)A61B5/055GK102293647SQ201110151580
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月8日
發(fā)明者姚力, 戰(zhàn)志超, 趙小杰 申請(qǐng)人:北京師范大學(xué)