本發明涉及醫療器械領域,尤其涉及基于多通道穴位阻抗的經皮微流針灸系統閉環調控方法及系統。
背景技術:
1、經皮微流針灸系統是將外界刺激通過微針施加到人體部位的調控系統。經皮微流針灸系統都是以人體穴位作為實施對象,直接將微針刺進穴位并對微針施加電信號等外界作用,以穴位為觸發點在人體內部形成廣泛的刺激作用。現有經皮微流針灸系統都是以穴位為基準,對穴位實施固定模式的刺激,導致工作模式單一,無法適應不同人體對象的刺激需求。還有現有經皮微流針灸系統也未考慮不同穴位在人體動作過程中的刺激關聯性,不能在同一操作過程中形成對多個穴位的多通道刺激,以及無法在激勵過程中根據人體反饋響應適應性改變刺激狀態,不能形成精準閉環反饋調控,降低刺激效率和刺激在人體內部滲透性。因此如何控制經皮微流針灸系統對不同個體形成針對多個穴位的多通道反饋閉環刺激施加,對于提高經皮微流針刺激效率和刺激滲透準確度具有十分重要的意義。
技術實現思路
1、考慮到經皮微流針灸系統工作模式單一,不能形成多穴位聯動的多通道刺激施加操作,無法滿足不同個體的多重刺激需求;還不能根據人體實際響應形成精準閉環反饋調控,降低刺激效率和刺激滲透強度與持續性。本發明提供了基于多通道穴位阻抗的經皮微流針灸系統閉環調控方法,所述方法包括以下步驟:
2、s100:獲取人體動作期間的第一表面肌電信號,以此構建動作行為與表面肌電間的關系;根據所述關系,確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑;
3、s200:獲取所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征,根據所述阻抗特征,設定經皮微流電刺激操作;
4、s300:獲取所述電刺激操作實施期間的第二表面肌電信號,根據所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,調整所述電刺激操作;
5、s400:獲取調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑關聯區域的響應信號,以此改變多通道電刺激模式。
6、優選地,在s100中,獲取人體動作期間的第一表面肌電信號,以此構建動作行為與表面肌電間的關系;根據所述關系,確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑,具體為:
7、同步采集人體動作數據和人體動作期間關聯部位的第一表面肌電信號;其中,所述人體動作數據包括所述關聯部位的動作速度與動作姿態;根據所述人體動作數據,生成動作行為速度;
8、根據所述同步采集的時序標簽和位置標簽,構建所述動作行為速度與所述第一表面肌電信號間的對應關系;
9、根據所述對應關系,形成數據對集合;其中,所述數據對集合包括若干動作行為速度與第一表面肌電信號組成的數據對;
10、對所述數據對集合進行數據幀劃分與幀內信號演變分析,標定所述關聯部位的正常區間和非正常區間,以此確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑。
11、優選地,在s200中,獲取所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征,根據所述阻抗特征,設定經皮微流電刺激操作,具體為:
12、對比所述多通道實施路徑和人體穴位分布,確定所述多通道實施路徑沿線穴位;
13、獲取所述多通道實施路徑沿線穴位被施加激勵信號序列對應生成的響應信號序列;對所述激勵信號序列和所述響應信號序列進行建模分析,得到所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征;
14、從所述阻抗特征提取阻抗二維分布特征,根據所述阻抗二維分布特征,估計所述多通道實施路徑沿線穴位的電刺激衰減效率;
15、根據所述電刺激衰減效率,設定對所述多通道實施路徑沿線穴位的經皮微流電刺激操作參數。
16、優選地,在s300中,獲取所述電刺激操作實施期間的第二表面肌電信號,根據所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,調整所述電刺激操作,具體為:
17、根據所述電刺激操作的實施狀態,以匹配時延采集所述電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑沿線穴位對應的第二表面肌電信號;
18、對比所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,得到表面肌電信號強度變化特征;
19、根據所述表面肌電信號強度變化特征,標定所述多通道實施路徑沿線穴位的電刺激缺失,以此調整所述電刺激操作的多模態參數。
20、優選地,在s400中,獲取調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑關聯區域的響應信號,以此改變多通道電刺激模式,具體為:
21、采集調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑的關聯神經元分布區域的響應電位信號隊列;
22、根據所述響應電位信號隊列,判斷每個通道是否處于電刺激完成狀態;根據處于電刺激完成狀態的通道,切換多通道電刺激模式的活躍通道分布。
23、另一方面,本發明提供了基于多通道穴位阻抗的經皮微流針灸系統閉環調控系統,所述系統包括以下模塊:
24、第一肌電信號獲取與處理模塊,用于獲取人體動作期間的第一表面肌電信號,以此構建動作行為與表面肌電間的關系;
25、實施路徑確定模塊,用于根據所述關系,確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑;
26、阻抗獲取模塊,用于獲取所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征;
27、電刺激操作設定模塊,用于根據所述阻抗特征,設定經皮微流電刺激操作;
28、第二肌電信號獲取模塊,用于獲取所述電刺激操作實施期間的第二表面肌電信號;
29、電刺激操作調整模塊,用于根據所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,調整所述電刺激操作;
30、電刺激模式改變模塊,用于獲取調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑關聯區域的響應信號,以此改變多通道電刺激模式。
31、優選地,所述第一肌電信號獲取與處理模塊用于獲取人體動作期間的第一表面肌電信號,以此構建動作行為與表面肌電間的關系,具體為:
32、同步采集人體動作數據和人體動作期間關聯部位的第一表面肌電信號;其中,所述人體動作數據包括所述關聯部位的動作速度與動作姿態;根據所述人體動作數據,生成動作行為速度;
33、根據所述同步采集的時序標簽和位置標簽,構建所述動作行為速度與所述第一表面肌電信號間的對應關系;
34、所述實施路徑確定模塊用于根據所述關系,確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑,具體為:
35、根據所述對應關系,形成數據對集合;其中,所述數據對集合包括若干動作行為速度與第一表面肌電信號組成的數據對;
36、對所述數據對集合進行數據幀劃分與幀內信號演變分析,標定所述關聯部位的正常區間和非正常區間,以此確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑。
37、優選地,所述阻抗獲取模塊用于獲取所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征,具體為:
38、對比所述多通道實施路徑和人體穴位分布,確定所述多通道實施路徑沿線穴位;
39、獲取所述多通道實施路徑沿線穴位被施加激勵信號序列對應生成的響應信號序列;對所述激勵信號序列和所述響應信號序列進行建模分析,得到所述多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征;
40、所述電刺激操作設定模塊用于根據所述阻抗特征,設定經皮微流電刺激操作,具體為:
41、從所述阻抗特征提取阻抗二維分布特征,根據所述阻抗二維分布特征,估計所述多通道實施路徑沿線穴位的電刺激衰減效率;
42、根據所述電刺激衰減效率,設定對所述多通道實施路徑沿線穴位的經皮微流電刺激操作參數。
43、優選地,所述第二肌電信號獲取模塊用于獲取所述電刺激操作實施期間的第二表面肌電信號,具體為:
44、根據所述電刺激操作的實施狀態,以匹配時延采集所述電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑沿線穴位對應的第二表面肌電信號;
45、所述電刺激操作調整模塊用于根據所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,調整所述電刺激操作,具體為:
46、對比所述第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,得到表面肌電信號強度變化特征;
47、根據所述表面肌電信號強度變化特征,標定所述多通道實施路徑沿線穴位的電刺激缺失,以此調整所述電刺激操作的多模態參數。
48、優選地,所述電刺激模式改變模塊用于獲取調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑關聯區域的響應信號,以此改變多通道電刺激模式,具體為:
49、采集調整電刺激操作實施期間所述多通道實施路徑的關聯神經元分布區域的響應電位信號隊列;
50、根據所述響應電位信號隊列,判斷每個通道是否處于電刺激完成狀態;根據處于電刺激完成狀態的通道,切換多通道電刺激模式的活躍通道分布。
51、與現有技術相比,本發明具有如下有益效果:
52、本發明的基于多通道穴位阻抗的經皮微流針灸系統閉環調控方法及系統獲取人體動作期間的第一表面肌電信號,以此構建動作行為與表面肌電間的關系;根據關系確定經皮微流針灸系統的多通道實施路徑;獲取多通道實施路徑沿線穴位的阻抗特征,根據阻抗特征,設定經皮微流電刺激操作;獲取電刺激操作實施期間的第二表面肌電信號,根據第一表面肌電信號和所述第二表面肌電信號,調整電刺激操作;獲取調整電刺激操作實施期間多通道實施路徑關聯區域的響應信號,以此改變多通道電刺激模式。通過多通道實施路徑標定多穴位關聯刺激區域,結合穴位阻抗和刺激期間形成的肌電信號,形成反饋閉環刺激調控,提高刺激效率和刺激滲透準確度。