辅助运动训练系统和方法

摘要

本发明涉及一种辅助运动训练方法和训练系统，该训练方法主要包括如下步骤：功能定位，找出截肢者幻肢在大脑初级运动皮层中的映射区，作为提取实时神经反馈信号的感兴趣区；基于功能磁共振技术的神经信号实时反馈系统，利用功能磁共振技术实时提取感兴趣区的神经信号指导截肢者进行残肢的运动康复训练；肌电信号采集系统，采集截肢者残肢肌电信号，实时监测截肢者康复训练效果。该运动康复训练系统及方法基于磁共振技术实时监测截肢者大脑初级运动皮层的神经反馈信号，进而指导截肢者进行残肢的运动康复训练，促进截肢者大脑初级运动皮层重组，可显著改善其假肢的运用条件。

主权项

一种辅助运动训练系统，其特征在于，包括：磁共振扫描装置，对被控元件的拥有者进行实时磁共振扫描，获得被控元件的拥有者的大脑初级运动皮层的扫描图像；处理器，用于接收所述磁共振扫描装置得到的扫描图像，并对所述扫描图像进行分析处理，得到关于大脑初级运动皮层中激活最强的像素区域，生成所述激活最强的像素区域关于像素灰度值变化的参数；显示器，接收并显示所述处理器得到的关于像素灰度值变化的参数，指导被控元件的拥有者进行模拟辅助运动训练；所述被控元件的拥有者为上肢截肢者；所述对被控元件的拥有者进行实时磁共振扫描是在所述上肢截肢者进行交替的幻肢的想象运动和静息状态时对所述上肢截肢者进行实时磁共振扫描，得到其大脑初级运动皮层的扫描图像；所述处理器包括：存储模块，接收并存储所述扫描图像；感兴趣区获取模块，用于从所述扫描图像中找到大脑初级运动皮层内激活最强的像素点，并以所述像素点为中心生成关于神经反馈信号的感兴趣区作为所述激活最强的像素区域；参考感兴趣区获取模块，用于选取大脑初级运动皮层的轴状位的一层生成参考感兴趣区；灰度值时间序列生成模块，用于获取实时检测的每一帧扫描图像中所述感兴趣区及所述参考感兴趣区的像素灰度值，分别生成所述感兴趣区及所述参考感兴趣区的像素灰度值关于时间的序列；分析模块，按照如下公式计算得到所述感兴趣区的神经信号关于像素灰度值变化的参数：fMRI_signal=(Itask/ROI‑Irest/ROI)‑(Itask/ROI_ref‑Irest/ROI_ref)其中，fMRI_signal为所述感兴趣区的神经信号的像素灰度值变化；Itask/ROI想象运动状态下一帧扫描图像中感兴趣区内所有像素灰度值的平均值；Irest/ROI为静息状态下一帧扫描图像中感兴趣区内所有像素灰度值的平均值；Itask/ROI_ref为想象运动状态下一帧扫描图像中参考感兴趣区内所有像素灰度值的平均值；Irest/ROI_ref为 静息状态下一帧扫描图像中参考感兴趣区内所有像素灰度值的平均值。