【摘要】：腦卒中是致使老年人癱瘓的最主要誘因之一,目前隨著腦卒中發(fā)病率的增加,各國(guó)都面臨著癱瘓人數(shù)增多的問(wèn)題,而通過(guò)功能性電刺激設(shè)備進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練可以有效緩解患者的癱瘓程度。目前研究表明功能性電刺激對(duì)癱瘓患者的康復(fù)有著積極作用,已被廣泛應(yīng)用于康復(fù)訓(xùn)練中。但是基于功能性電刺激設(shè)備的康復(fù)訓(xùn)練是一種被動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練方式,癱瘓病人的患肢只能在電刺激下被動(dòng)的進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練,研究表明這種方式不能很好地挖掘患者的恢復(fù)能力,在康復(fù)效果上還有待改善。新興的腦-機(jī)接口系統(tǒng)可以通過(guò)腦電信號(hào)控制具體的康復(fù)設(shè)備,這種方式是可以由受試者主動(dòng)控制的。因此目前提出了基于腦-機(jī)接口的功能性電刺激系統(tǒng)以進(jìn)行主動(dòng)式康復(fù)訓(xùn)練,為癱瘓病人的康復(fù)提供了新的方法。本文設(shè)計(jì)了一種腦-機(jī)接口與下肢功能性電刺激的聯(lián)合系統(tǒng),通過(guò)該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)患者對(duì)下肢的主動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練。本文分別從腦電信號(hào)的處理算法設(shè)計(jì)、腦-機(jī)接口與下肢功能性電刺激聯(lián)合系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)兩部分對(duì)聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)現(xiàn),并通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。首先,本系統(tǒng)中的腦電信號(hào)處理分為運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)處理和穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位腦電信號(hào)處理兩部分。對(duì)于運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)處理本文提出了一種基于多重經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解方式提取腦電特征,基于共空間模式優(yōu)化特征維數(shù),基于序列浮動(dòng)前項(xiàng)選擇選取合適特征的方法處理運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)的算法。同時(shí)本文選用典型相關(guān)分析方法分析穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位腦電信號(hào)。其次,聯(lián)合系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)完成了對(duì)功能性電刺激設(shè)備的選型,并采用紅外編碼的方式實(shí)現(xiàn)電刺激設(shè)備與電腦的通訊。聯(lián)合系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方面完成了對(duì)聯(lián)合系統(tǒng)界面的設(shè)計(jì),受試者在使用系統(tǒng)時(shí)可以通過(guò)注視界面完成后續(xù)的康復(fù)動(dòng)作。最后,通過(guò)設(shè)計(jì)兩類實(shí)驗(yàn)對(duì)腦-機(jī)接口與功能性電刺激的聯(lián)合系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。離線實(shí)驗(yàn)部分采用網(wǎng)上的共享數(shù)據(jù)庫(kù),同時(shí)也自行設(shè)計(jì)了離線實(shí)驗(yàn)的范式,并對(duì)本文提出的腦電信號(hào)處理算法進(jìn)行了驗(yàn)證。在線實(shí)驗(yàn)部分設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)流程,并對(duì)腦-機(jī)接口與下肢功能性電刺激聯(lián)合系統(tǒng)的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)以上兩個(gè)部分的設(shè)計(jì),本文設(shè)計(jì)搭建了一個(gè)腦-機(jī)接口與下肢功能性電刺激的聯(lián)合系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)可以使受試者通過(guò)注視頻閃隨意控制電刺激設(shè)備的開(kāi)關(guān),并可以使得受試者根據(jù)系統(tǒng)界面顯示的方向想象同側(cè)運(yùn)動(dòng)以控制電刺激設(shè)備對(duì)踝關(guān)節(jié)功能進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。同時(shí)該系統(tǒng)還可以根據(jù)受試者的性別和年齡自動(dòng)為其匹配最適合的電刺激參數(shù)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,本文提出的腦電信號(hào)處理算法在離線處理運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)數(shù)據(jù)時(shí)的分類正確率可以達(dá)到85.36%,相較于其他腦電處理算法分類正確率較高。同時(shí)經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本文設(shè)計(jì)的腦-機(jī)接口與下肢功能性電刺激聯(lián)合系統(tǒng)對(duì)受試者的下肢功能可以起到恢復(fù)作用。
【圖文】：

1.1 FES 對(duì)下肢癱瘓患者的電刺激康復(fù)訓(xùn)性電刺激發(fā)展現(xiàn)狀者康復(fù)日益增長(zhǎng)的需求，目前各國(guó)正。其中一種方法是在康復(fù)治療中使用裝置可以保證患者的運(yùn)動(dòng)方式和嘗試-肢體-大腦形成一個(gè)閉環(huán)通路，促進(jìn)大，在用戶被檢測(cè)到適當(dāng)?shù)哪X電信號(hào)時(shí)-機(jī)接口的功能性電刺激（BCIFES）有效地使 FES 的促進(jìn)肢體運(yùn)動(dòng)功能與的神經(jīng)重塑與 BCI 系統(tǒng)的主動(dòng)神經(jīng)調(diào)綜合療法，其潛在的效率比單獨(dú)使用

圖 1.2 布朗大學(xué) BCI 康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的控制是通過(guò)獲取與運(yùn)動(dòng)過(guò)程相關(guān)的為假肢指令來(lái)完成的。迄今為止，這。美國(guó)布朗大學(xué)的 Donoghue 教授在 2，受試者可以通過(guò)腦中植入的芯片將腦這個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了侵入式腦-機(jī)接口系統(tǒng)對(duì)furtscheller 的小組演示了一個(gè)因脊髓損EEG）的 BCI 通過(guò) FES 控制手部抓取并將其移動(dòng)到另一個(gè)位置[20]，如圖 1
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318;TN911.7

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 Knutson JS;Gunzler DD;Wilson RD;何成奇;;對(duì)側(cè)功能性電刺激對(duì)偏癱患者的療效[J];中國(guó)康復(fù);2017年01期

2 宮萍;李春志;張娟;榮月彤;孫易南;胡佳宇;;反饋式功能性電刺激對(duì)腦梗死患者上肢運(yùn)動(dòng)功能影響的fMRI研究[J];現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展;2017年01期

3 杜艷芳;;功能性電刺激FES在神經(jīng)康復(fù)中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代養(yǎng)生;2017年16期

4 唐容;;功能性電刺激技術(shù)對(duì)運(yùn)動(dòng)發(fā)育遲緩患兒康復(fù)的效果觀察[J];中國(guó)醫(yī)藥指南;2014年21期

5 王欣;王寧華;;功能性電刺激在改善運(yùn)動(dòng)功能方面的作用[J];中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐;2009年03期

6 李宏建;;功能性電刺激療法改善卒中恢復(fù)[J];國(guó)際腦血管病雜志;2006年07期

7 汪家琮;功能性電刺激在神經(jīng)康復(fù)中的應(yīng)用[J];實(shí)用老年醫(yī)學(xué);2003年01期

8 畢勝;接受下肢功能性電刺激患者的選擇[J];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2000年03期

9 聶開(kāi)寶,藍(lán)寧,馬亞權(quán),林浦,汪家琮;功能性電刺激的原理、設(shè)計(jì)與應(yīng)用(三)[J];中國(guó)康復(fù)理論與實(shí)踐;1998年04期

10 高懷民，，藍(lán)寧;功能性電刺激的進(jìn)展[J];中國(guó)矯形外科雜志;1996年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 金俏;;步態(tài)誘發(fā)功能性電刺激對(duì)卒中早期患者步行能力的運(yùn)用觀察[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十八次全國(guó)神經(jīng)病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編（下）[C];2015年

2 元香南;萬(wàn)峪岑;孫師;劉宇;李涵婷;韓璇;張立新;張志強(qiáng);;步行模式下功能性電刺激對(duì)卒中患者足底壓力的影響[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十五次全國(guó)物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2014年

3 李云;;功能性電刺激對(duì)腦卒中后的康復(fù)治療作用[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第九屆全國(guó)腦血管病康復(fù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2005年

4 張安靜;白玉龍;胡永善;吳毅;李麗;路微波;徐一鳴;田威;;信號(hào)式功能性電刺激對(duì)腦卒中患者認(rèn)知功能的影響[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)療法分會(huì)第十一屆全國(guó)康復(fù)學(xué)術(shù)大會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2011年

5 汪皖君;巫嘉陵;劉首峰;王新平;;助力功能性電刺激聯(lián)合職業(yè)功能訓(xùn)練治療腦卒中后手功能障礙的療效分析[A];中華醫(yī)學(xué)會(huì)第十七次全國(guó)神經(jīng)病學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編（上）[C];2014年

6 白玉龍;張安靜;胡永善;吳毅;姜鷺春;李麗;徐一鳴;路微波;;信號(hào)式功能性電刺激對(duì)腦卒中偏癱患者上肢運(yùn)動(dòng)功能和功能獨(dú)立性的影響[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)運(yùn)動(dòng)療法分會(huì)第十一屆全國(guó)康復(fù)學(xué)術(shù)大會(huì)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2011年

7 任惠明;郭旭;;肌電生物反饋和功能性電刺激對(duì)腦卒中偏癱患者步行功能影響的研究進(jìn)展[A];2013浙江省物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨第八屆浙江省康復(fù)醫(yī)學(xué)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

8 鄭修元;;功能性電刺激對(duì)急性腦梗塞大鼠的功能恢復(fù)和梗塞區(qū)巢蛋白表達(dá)的影響(英文)[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第七次全國(guó)康復(fù)治療學(xué)術(shù)會(huì)議主題報(bào)告、學(xué)術(shù)交流論文匯編[C];2010年

9 薛晶晶;燕鐵斌;陳月桂;曾海輝;;功能性電刺激對(duì)腦卒中患者體感誘發(fā)電位影響的信度研究[A];廣東省康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)、廣東社會(huì)學(xué)會(huì)健康研究專業(yè)委員會(huì)2007年學(xué)術(shù)年會(huì)論文匯編[C];2007年

10 郝秀榮;;神經(jīng)損傷后功能性電刺激配合康復(fù)手法治療療效觀察[A];中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)第四屆會(huì)員代表大會(huì)暨第三屆中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2001年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 張彥;功能性電刺激有助卒中治療[N];保健時(shí)報(bào);2005年

2 徐茜;藍(lán)寧：神經(jīng)康復(fù)的領(lǐng)軍人[N];科技日?qǐng)?bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 邱爽;下肢功能性電刺激誘發(fā)多模態(tài)生理信息解析與響應(yīng)機(jī)制研究[D];天津大學(xué);2017年

2 謝楚海;復(fù)雜對(duì)指與功能性電刺激下正常與受損脊髓的功能核磁共振研究[D];汕頭大學(xué);2008年

3 陳默;基于功能性電刺激的足下垂步態(tài)矯正方法及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2012年

4 薛玉斌;功能性電刺激恢復(fù)周圍性面癱兔眨眼功能的研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2014年

5 梁振江;功能性神經(jīng)肌肉刺激對(duì)犬喉返神經(jīng)再生及喉功能恢復(fù)的影響[D];鄭州大學(xué);2003年

6 王勝新;基于功能性電刺激抑制人體病理性震顫的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

7 程龍龍;BCICFES重建運(yùn)動(dòng)神經(jīng)系統(tǒng)的信號(hào)處理與控制關(guān)鍵技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

8 崔婷婷;功能性電刺激恢復(fù)大鼠癱瘓耳廓肌功能的實(shí)驗(yàn)研究[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 吳林彥;一種腦—機(jī)接口與下肢功能性電刺激聯(lián)合系統(tǒng)的研究[D];山東建筑大學(xué);2019年

2 謝小文;一種新型電脈沖治療儀的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];華中師范大學(xué);2018年

3 吳強(qiáng);功能性電刺激下關(guān)節(jié)自適應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制研究[D];華中科技大學(xué);2017年

4 王炳程;基于行走模式功能性電刺激治療儀的實(shí)現(xiàn)[D];華中師范大學(xué);2018年

5 王欣欣;強(qiáng)化多通道功能性電刺激對(duì)腦卒中患者下肢功能的影響[D];青島大學(xué);2018年

6 夏揚(yáng);一種新型功能性電刺激對(duì)腦卒中患者上肢運(yùn)動(dòng)功能重建的臨床研究[D];東南大學(xué);2015年

7 姜鷺春;信號(hào)式功能性電刺激治療儀在腦卒中偏癱早期患者康復(fù)中的臨床應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2008年

8 陳婉真;用于治療足下垂的功能性電刺激表面電極的仿真與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];深圳大學(xué);2015年

9 梁玉林;作業(yè)療法與功能性電刺激同步治療腦梗死患者上肢功能障礙的臨床觀察[D];黑龍江中醫(yī)藥大學(xué);2017年

10 胡玲;殘疾人助行器的設(shè)計(jì)與研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2700924