CN114832235A - 一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统和方法。该系统包括：信号采集模块，用于采集初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号并生成PAC信号；信号处理模块，用于基于PAC信号和脑电生理信号的波形指标生成步态障碍概率曲线，并判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值；刺激控制模块，用于产生输出高频刺激或低频刺激的控制命令，并控制信号采集模块持续采集初级运动皮层处的刺激后脑电生理信号进行反馈；刺激发生模块，用于基于控制命令向布置在丘脑底核处的电极发射高频或低频刺激信号；其中信号处理模块和刺激控制模块根据刺激后脑电生理信号对高频刺激或低频刺激的参数进行调整。

Description

一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激系统和方法

技术领域

本发明属于医用设备领域，涉及一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统和方法，所述系统用于帕金森病步态障碍的治疗。

背景技术

帕金森病是一种好发于老年人的神经系统变性疾病。步态障碍表现为反复发作的短暂性步态迟滞、中止，可在迈步或行走中突然出现。随帕金森疾病进展，步态障碍的发生率逐渐提高，10年以上的发生率高达58%。步态障碍具有较高的致残性，是帕金森病患者跌倒的主要原因，显著妨碍患者日常生活的活动性和自主性，极大影响患者生活质量。

脑深部电刺激治疗帕金森病的有效性和长期稳定性逐渐得到广泛认可，但现有刺激模式尚不能满足对步态障碍患者的治疗需求。传统高频刺激虽可明显缓解帕金森病患者的震颤、僵直症状，但其对步态障碍的疗效并不理想，低频刺激可显著改善帕金森患者的冻结步态症状，但对震颤、僵直等症状改善不佳。故在治疗时如何根据患者运动状态自动选择刺激频率成了一个关键性问题。

因此，需要开发一种根据患者的运动状态来自动选择刺激频率治疗步态障碍的系统和方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统和方法，其通过获取并分析皮层及丘脑底核的局部场电位，预测步态障碍发生概率较大的时间段，通过高低频刺激自动切换，改善步态障碍问题。

在第一个方面，本发明提供了一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统，包括：信号采集模块、信号处理模块、刺激控制模块和刺激发生模块；所述信号采集模块被配置成采集大脑初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号，并处理所述脑电生理信号以生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号；所述信号处理模块被配置成基于所述PAC信号和所接收到的所述脑部脑电生理信号的波形指标生成步态障碍概率曲线，并判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，生成确定输出高频刺激还是低频刺激的判断结果；所述刺激控制模块被配置成基于从所述信号处理模块获得的判断结果产生输出高频刺激或低频刺激的控制命令，将所述控制命令发送至所述刺激发生模块以产生刺激信号，并控制所述信号采集模块持续采集初级运动皮层处的刺激后脑电生理信号进行反馈；所述刺激发生模块被配置成基于所述刺激控制模块发出的控制命令向布置在丘脑底核处的电极发射高频或低频刺激信号，用于对丘脑底核进行刺激，抑制受试者脑内病理性信号；其中所述信号处理模块和所述刺激控制模块根据所述信号采集模块所采集的刺激后脑电生理信号对所述高频刺激或低频刺激的参数进行调整。

具体来说，“判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，生成确定输出高频刺激还是低频刺激的判断结果”中的判断结果可以为：若是，则所述刺激控制模块生成使所述刺激发生模块产生低频信号的控制命令；若否，则所述刺激控制模块生成使所述刺激发生模块产生高频信号的控制命令。

在一个具体实施方案中，所述信号采集模块包括脑电电极、脑电信号放大子模块、微控制器和通讯子模块，其中所述脑电电极被布置在大脑初级运动皮层和丘脑底核处用于采集脑电生理信号；所述脑电信号子放大模块用于对所述脑电生理信号进行放大处理；所述微控制器用于对所述脑电生理信号进行处理分析，生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号；所述通讯子模块用于接收其他模块发送的信号，并将所述微控制器的处理结果发送至其他对应模块。

进一步，所述微控制器包括信号预处理子模块、特征提取子模块、参数设定子模块和信号生成子模块，所述信号预处理子模块用于对脑电生理信号进行滤波、降噪和去除伪迹，特征提取子模块提取所述脑电生理信号特征频段的相位和幅值特征；所述参数设定子模块用于将所述相位和幅值特征转换为系统对应的参数值；所述信号生成子模块用于根据所述参数值生成能够反应步态状态特征的信号。

进一步，所述微控制器中的预处理子模块经过双向零相位滞后有限脉冲响应滤波器，将所述脑电生理信号带通滤波到低频段信号和高频段信号；所述特征提取子模块通过希尔伯特变换提取低频段信号与高频段信号的瞬时幅值和瞬时相位，从而通过所述信号生成子模块生成PAC信号。

在具体的实施方案中，所述波形指标通过微控制器中的双向零相位滞后有限脉冲响应滤波器处理所述脑电生理信号获得，是指脑电生理信号的波形的特征，如波形的尖度、峰度、峰的位置和到达峰的时间等。

在本发明中，所述PAC阈值可以事先对用户(例如，可以是具有步态障碍的帕金森病患者)进行测试获得，然后存储在所述信号处理模块的存储器中或使用时实时输入至系统。所述测试可以如下进行：在用户的初级运动皮层及丘脑底核处布置电极后，在电极连线外挂期中，通过对用户进行起立行走测试（TUG），通过多关节节点传感器捕捉患者行走的各项指标（包括步幅、步长、协同值等），同步获得行走状态下的指标及初级运动皮层和丘脑底核的信号，根据用户行走步态不佳及良好两种状态下的指标值来估算两种状态之间的PAC阈值。在一个实施方案中，所述信号处理模块包括处理器和存储器，所述PAC阈值预先存储在信号处理模块的存储器中，当获得步态障碍概率曲线时，所述信号处理模块的处理器从所述存储器调用所述PAC阈值并与某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值进行比较。

应该理解的是，如上所述，所述信号采集模块所采集的脑电生理信号包括刺激后的脑电生理信号，该脑电生理信号被反馈用于调整刺激参数。进一步优选地，刺激参数可以如下调整优化：记录不同刺激参数下获得的初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号；将所述信号的值代入所述基于PAC信号的步态障碍概率曲线，并对结果进行分析；根据所述结果，获得贝叶斯算法的初始化高斯分布，并将其设定为观测分布；根据所述观测分布，优化贝叶斯算法模型的收益函数，获得最佳刺激参数组合。

在本发明中，刺激控制模块可以采用软件、控制器如工控机或装有可编程软件的个人通用计算机等方式来实现。

在本发明中，刺激发生模块可以采用植入的刺激电极来实现，例如，包括植入刺激电极和脉冲发生器，其中每个植入刺激电极上可以设置若干电极触点。

在第二个方面，本发明还公开了一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈方法，所述方法利用本发明的多位点闭环刺激反馈系统进行，包括以下步骤：所述系统接收由布置在用户初级运动皮层和丘脑底核处的脑电电极采集的脑部脑电生理信号，并将所述脑电生理信号传输至微控制器，所述微控制器对脑电生理信号进行处理后通过通讯子模块输出PAC信号；所述系统根据所述PAC信号和所述脑电生理信号的波形指标建立步态障碍概率曲线，判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，若是则所述刺激控制模块生成产生低频信号的控制命令；若否，则所述刺激控制模块生成产生高频信号的控制命令；所述刺激控制模块向刺激发生模块发送控制命令以控制所述刺激发生模块向布置在丘脑底核处的电极输出经确定的高频刺激或低频刺激，同时信号采集模块持续采集初级运动皮层处的刺激后脑电生理信号进行反馈，信号处理模块和刺激控制模块根据反馈对所述高频刺激或所述低频刺激的参数进行调整。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明采用了多位点信号采集，即，在初级运动皮层和丘脑底核两处进行信号采集，这种多位点信号采集记录单元不同于既往单位点闭环采集，不受刺激伪迹干扰，信号幅值大、信噪比高，大幅提高了脑部的电生理信号的准确性，使得高频刺激和低频刺激的控制结果更为精准。

2、针对皮层及丘脑底核的PAC和脑电生理信号的波形指标建立步态障碍概率曲线，通过判断步态障碍概率曲线是否超过阈值，自动加载高频和低频刺激信号，并可以对高频刺激和低频刺激进行切换，提高了系统的自动化程度，使得帕金森病的刺激疗法不再局限于医院或康复中心，患者也可以自行操作，更加简单快捷，提高了系统的使用范围。

3、通过对区域生理电信号进行放大、去除伪迹等操作提高了信号的准确性。

附图说明

图1是本发明一实施例中多位点闭环刺激反馈系统的结构示意图。

图2是本发明一实施例中刺激发生模块中电极放置示意图；图2(a)是大脑皮层电极的矢状位放置示意图；图2(b)是丘脑底核电极的轴位放置示意图。

图3是本发明一实施例中起立-行走计时测试（TUG）的示意图。

图4是本发明一实施例中步态障碍指标图。

图5是本发明一实施例中依据PAC值区分不同行走状态的示意图，图5(a)是站立静止时PAC值图；图5(b)是步态异常时PAC值图；图5(c)是正常行走时PAC值图。

图6是本发明一实施例中实时步态障碍概率曲线示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了解决现有技术中存在帕金森病治疗时不能够自动选择刺激信号，需要有经验的操作人员进行监控，以及无法根据患者的生理状况对刺激参数进行实时调节的问题，本发明提供了一种针对帕金森病态障碍的多位点闭环刺激反馈系统，其通过采集皮层及丘脑底核的脑电生理信号，并对两处的脑电生理信号进行处理生成步态障碍概率曲线，通过判断一定时间内的步态障碍概率曲线是不是超过阈值，进行高频刺激和低频刺激的自主切换；并通过在刺激过程中对脑部电生理信号的采集，形成反馈信息，从而对刺激参数进行实时调整，有效提高了系统的自动化程度，使得帕金森病的刺激疗法不再局限于医院或康复中心，患者也可以自行操作，更加简单快捷，提高了系统的使用范围。下面结合附图，通过实施例对本发明的方案进行详细阐述。

实施例一

如图1所示，在本实施例中，本发明的针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统包括：信号采集模块、信号处理模块和刺激控制模块和刺激发生模块。

图1中所示的信号采集模块被配置成采集大脑初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号，并处理所述脑电生理信号以生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号。其中脑电生理信号包括但不限于：脑神经元电信号、局部场电位信号、脑深部阻抗信号和脑血流信号，运动、感觉和情绪有关的功能诱发时间信号，以及位置特性信号、频率特性信号、分布时间信号及能量特征信号。

图1中所示的信号处理模块被配置成基于所述PAC信号和所接收到的所述脑部脑电生理信号的波形指标生成步态障碍概率曲线，并判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，若是则刺激控制模块控制刺激发生模块产生低频信号，对脑的丘脑底核进行低频刺激；若否，则刺激控制模块控制刺激发生模块产生高频信号，对脑的丘脑底核进行高频刺激。

图1中所示的刺激控制模块被配置成基于从所述信号处理模块获得的判断结果产生输出高频刺激或低频刺激的控制命令，将所述控制命令发送至所述刺激发生模块以产生刺激信号，并控制所述信号采集模块持续采集初级运动皮层处的脑电生理信号进行反馈。

图1中所示的刺激发生模块被配置成基于所述刺激控制模块发出的控制命令向布置在丘脑底核处的电极发射高频或低频刺激信号，用于对丘脑底核进行刺激，抑制用户脑内病理性信号；其中所述信号处理模块和所述刺激控制模块根据所述信号采集模块生成的反馈信号对所述高频刺激或低频刺激的参数进行调整。该刺激发生模块如图1所示，包括植入刺激电极和脉冲发生器，每个植入刺激电极上均设置若干电极触点，电极触点的数量可以根据实际需要选定，一般情况下，植入刺激电极触点为4个。植入刺激电极植入指定的待刺激区域，在初级运动皮层和丘脑底核位置处植入刺激电极通过导线与脉冲发生器连接，脉冲发生器为植入刺激电极提供脉冲电信号，植入刺激电极的电刺激作用于电极触点覆盖区域范围内。

图2示出了实施例1的刺激发生模块中的植入刺激电极放置示意图；图2(a)是在大脑皮层植入电极的矢状位放置示意图；图2(b)是在丘脑底核植入电极的轴位放置示意图。

在本实施例中，信号采集模块包括脑电电极、脑电信号放大子模块、微控制器和通讯子模块，其中所述脑电电极被布置在大脑初级运动皮层和丘脑底核处用于采集脑电生理信号；所述脑电信号子放大模块用于对所述脑电生理信号进行放大处理；所述微控制器用于对所述脑电生理信号进行处理分析，生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号以反映步态状态特征；所述通讯子模块用于接收其他模块发送的信号，并将所述微控制器的处理结果发送至其他对应模块。

所述微控制器包括信号预处理子模块、特征提取子模块、参数设定子模块和信号生成子模块，所述信号预处理子模块用于对脑电生理信号进行滤波、降噪和去除伪迹，特征提取子模块提取所述脑电生理信号特征频段的相位和幅值特征；所述参数设定子模块用于将所述相位和幅值特征转换为系统对应的参数值；所述信号生成子模块用于根据所述参数值生成能够反应步态状态特征的电信号。

微控制器中的预处理子模块经过双向零相位滞后有限脉冲响应滤波器，将所述脑电生理信号带通滤波到低频段信号和高频段信号2-Hz阶梯，6-50Hz，无重叠）和高频段信号（4-Hz阶梯，50-200Hz，无重叠）；所述特征提取子模块通过希尔伯特变换提取低频段信号与高频段信号的瞬时幅值和瞬时相位，从而生成PAC值，生成的PAC值如图5所示，可以根据不同的PAC值区分不同的行走状态。

在本实施例中，信号处理模块中生成步态障碍概率曲线的方法可以采用下列的步骤：在电极外挂期同步采集步态传感器与皮层及丘脑底核的脑电生理信号，建立个体步态障碍状态下皮层与节点PAC 信号参数模型；将所述PAC信号和脑电生理信号的波形指标输入经过训练的步态障碍下皮层与节点PAC信号参数模型，建立PAC信号及波形指标与传感器获得每个时刻的信号建立基于脑电特征的步态障碍概率值，以所述步态障碍概率值为纵坐标以时间为横坐标作图，获得所述步态障碍概率曲线。生成的步态障碍概率曲线如图6所示，其中，波形指标即脑部的生理信号的波形的特征，如波形的尖度、峰度、峰的位置和到达峰的时间等。

图3示出了起立-行走计时测试（TUG）的示意图。起立-行走计时测试（TUG）的过程为：被试者着平常穿的鞋，坐在靠背椅上，椅子座高约45cm，身体靠在椅背上，如果使用助行具，则将助行具握在手中。在离座椅5米远的地面上，贴一条彩条或划一条可见的粗线或放一个明显的标记物。当测试者发出开始的命令后，被试者从座椅上站起，站稳后，按照平时走路的步态，向前走5米，过粗线或标记物处后转身，然后走回到椅子前，再转身坐下，靠在椅背上。行走过程中通过多关节节点传感器采集的步态障碍指标见图4。

在本发明中，可以通过在电极连线外挂期中，对用户进行TUG测试，通过多关节节点传感器捕捉用户行走的各项指标（包括步幅、步长、协同值等），同步获得不同行走状态下的指标以及皮层和丘脑底核的信号，由此估算行走步态不佳及良好两种状态之间的PAC阈值。也可以通过机器学习生成基于PAC的步态障碍概率曲线并提取最佳阈值。阈值的估算或提取标准为在阈值上方的曲线为行走不佳期，在阈值下方的曲线为行走良好期(可以参看图6的实时步态障碍概率曲线)。在系统使用时，可以基于所获得的PAC阈值切换低频及高频刺激。

为了保证本实施例中刺激的准确性，本实施例还引入了验证模块，验证模块用于验证被认定为步态障碍是否真的存在步态障碍的情况。即只有当连续若干次被判断为步态障碍，或者连续一段时间一直被判断为步态障碍才输出低频刺激信号。通过验证进一步保证了刺激信号的准确性。

综上所述，本实施例中针对皮层及丘脑底核的PAC、波形指标建立步态障碍概率曲线，通过判断步态障碍概率曲线是否超过阈值，自动加载高频和低频刺激信号，并可以对高频刺激和低频刺激进行切换，提高了系统的自动化程度，使得帕金森病的刺激疗法不再局限于医院或康复中心，用户也可以自行操作，更加简单快捷，提高了系统的使用范围。

实施例二

本实施例公开了一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈方法，所述方法利用本发明的位点闭环刺激反馈系统进行，该方法包括以下步骤：

1）系统接收由布置在初级运动皮层和丘脑底核处的脑电电极采集的脑部脑电生理信号，并将所述脑电生理信号传输至微控制器，所述微控制器对脑电生理信号进行处理后通过通讯子模块输出PAC信号；

2）系统根据所述PAC信号和所述脑电生理信号的波形指标建立步态障碍概率曲线，判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，若是则所述刺激控制模块生成所述刺激发生模块产生低频信号的控制命令；若否，则所述刺激控制模块生成所述刺激发生模块产生高频信号的控制命令；

3）刺激控制模块向刺激发生模块发送控制命令以控制所述刺激发生模块向布置在丘脑底核处的电极输出经确定的高频刺激或低频刺激，同时信号采集模块持续采集初级运动皮层处的脑电生理信号进行反馈，信号处理模块和刺激控制模块根据反馈对所述高频刺激或所述低频刺激的参数进行调整。

下面说明利用本发明的多位点闭环刺激反馈系统治疗帕金森患者步态障碍的具体使用方法：

准备期：对有步态障碍的帕金森患者进行影像学检查(例如CT扫描、正电子发射断层扫描、磁共振成像和功能磁共振成像等方法)，根据影像学结果确定初级运动皮层及丘脑底核的位置，进行电极植入术，在患者的初级运动皮层及丘脑底核处布置皮层及丘脑底核电极。

本发明的多位点闭环刺激反馈系统的使用分为两个阶段：

外挂期:

在患者的初级运动皮层及丘脑底核处布置电极后，进行影像扫描，确定初级运动皮层最佳纪录触点及丘脑底核内最佳刺激触点。随后进入电极连线外挂期（即可以同步采集所有设备信号，包括皮层、丘脑底核、及传感器信号）。休息一夜后，对患者进行起立行走测试（TUG），通过多关节节点传感器捕捉患者行走的各项指标（包括步幅、步长、协同值等），系统同步获得行走状态下的指标及皮层和丘脑底核的信号。系统通过机器学习生成基于PAC的步态障碍概率曲线并提取最佳阈值，即该步态障碍概率曲线高于阈值时为行走不佳期，该步态障碍概率曲线低于阈值时为行走良好期。

在外挂期通过临时刺激进行测试，每5s计算一次皮层PAC指标，当该指标高于阈值时判断为行走不佳期给予低频刺激，当该指标低于阈值时判断为行走良好期基于高频刺激，同时记录皮层在丘脑底核接受不同刺激参数后（电压波动范围0~7V，频率波动范围30Hz~180Hz，脉宽波动范围30us-120us）的PAC变化，进一步修改刺激下的PAC曲线阈值，形成基于刺激的动态阈值曲线，阈值划分最终在整体步态周期需达到95%的准确性，同时明确不同阈值波动下的最佳刺激参数值。

下一步，进入闭环刺激期：

患者外挂期测试完成后，实时采集皮层及丘脑底核信号经过计算输出刺激。具体流程如下：通过该系统内信号采集模块，采集脑的初级运动皮层选定触点和丘脑底核选定触点处产生的脑电生理信号。

进一步采集的信号在信号处理模块中进行处理，基于皮层的电生理信号生成与外挂期相同实时步态障碍概率曲线，每5s更新一次，根据步态障碍概率值确定刺激发生模块发出刺激信号的类型；即判断每5s时间段内步态障碍概率曲线中的概率值是否超过阈值，若是则刺激控制模块确定植入刺激电极产生低频信号，对脑的丘脑底核进行低频刺激；若否，则刺激控制模块确定刺激发生模块产生高频信号，对脑的丘脑底核进行高频刺激。

进一步系统的刺激控制模块根据信号处理模块的判断结果产生控制命令，形成与外挂期一致且对应的最佳刺激参数，将控制命令发送至植入刺激电极，判断最佳刺激参数，生成与外挂期一致且对应的最佳刺激参数，该最佳刺激参数持续5s，并通过信号采集模块对采集自皮层的刺激后信号进行反馈，明确新一轮循环中最佳刺激参数。

最终由植入刺激电极输出刺激，输出当前时间段最佳参数且稳定的高频或低频刺激信号，用于对脑的丘脑底核进行刺激，抑制患者脑部病理性信号，使其产生正常生理信号。所述植入刺激电极如图2所示，每个植入刺激电极上均设置若干电极触点。

该闭环刺激模式可结合现有的睡眠识别系统在睡眠时关闭，在清醒时开启利于患者日常活动。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，包括：信号采集模块、信号处理模块、刺激控制模块和刺激发生模块；其中

所述信号采集模块被配置成采集大脑初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号，并处理所述脑电生理信号以生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号；

所述信号处理模块被配置成基于所述PAC信号和所接收到的所述脑部脑电生理信号的波形指标生成步态障碍概率曲线，并判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，生成确定输出高频刺激还是低频刺激的判断结果；

所述刺激控制模块被配置成基于从所述信号处理模块获得的判断结果产生输出高频刺激或低频刺激的控制命令，将所述控制命令发送至所述刺激发生模块以产生刺激信号，并控制所述信号采集模块持续采集初级运动皮层处的刺激后脑电生理信号进行反馈；

所述刺激发生模块被配置成基于所述刺激控制模块发出的控制命令向布置在丘脑底核处的电极发射高频或低频刺激信号；其中所述信号处理模块和所述刺激控制模块根据所述信号采集模块所采集的刺激后脑电生理信号对所述高频刺激或低频刺激的参数进行调整。

2.如权利要求1所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述信号采集模块包括脑电电极、脑电信号放大子模块、微控制器和通讯子模块，其中所述脑电电极被布置在大脑初级运动皮层和丘脑底核处用于采集脑电生理信号；所述脑电信号子放大模块用于对所述脑电生理信号进行放大处理；所述微控制器用于对所述脑电生理信号进行处理分析，生成跨频相位-振幅耦合(PAC)信号；所述通讯子模块用于接收其他模块发送的信号，并将所述微控制器的处理结果发送至其他对应模块。

3.如权利要求2所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述微控制器包括信号预处理子模块、特征提取子模块、参数设定子模块和信号生成子模块，所述信号预处理子模块用于对脑电生理信号进行滤波、降噪和去除伪迹，所述特征提取子模块提取所述脑电生理信号特征频段的相位和幅值特征；所述参数设定子模块用于将所述相位和幅值特征转换为系统对应的参数值；所述信号生成子模块用于根据所述参数值生成能够反应步态状态特征的电信号。

4.如权利要求3所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述微控制器中的信号预处理子模块经过双向零相位滞后有限脉冲响应滤波器，将所述脑电生理信号带通滤波到低频段信号和高频段信号；所述特征提取子模块通过希尔伯特变换提取低频段信号与高频段信号的瞬时幅值和瞬时相位，从而通过所述信号生成子模块生成所述PAC信号。

5.如权利要求1所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述判断结果为某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值如果超过PAC阈值，则所述刺激控制模块生成使所述刺激发生模块产生低频信号的控制命令；如果没有超过所述PAC阈值，则所述刺激控制模块生成使所述刺激发生模块产生高频信号的控制命令。

6.如权利要求2所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述波形指标通过所述微控制器中的双向零相位滞后有限脉冲响应滤波器处理所述脑电生理信号获得。

7.如权利要求1所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述信号处理模块包括处理器和存储器，所述PAC阈值预先存储在所述信号处理模块的存储器中，当获得步态障碍概率曲线时，所述信号处理模块的处理器从所述存储器调用所述PAC阈值并与某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值进行比较。

8.如权利要求1所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述高频刺激或低频刺激的参数通过如下步骤调整优化：记录不同刺激参数下获得的初级运动皮层和丘脑底核的脑电生理信号；将所述信号的值代入所述步态障碍概率曲线，并对结果进行分析；根据所述结果，获得贝叶斯算法的初始化高斯分布，并将其设定为观测分布；根据所述观测分布，优化贝叶斯算法模型的收益函数，获得最佳刺激参数组合。

9.如权利要求1所述的多位点闭环刺激反馈系统，其特征在于，所述脑电生理信号包括脑神经元电信号，局部场电位信号，脑深部阻抗信号和脑血流信号，运动、感觉和情绪有关的功能诱发时间信号，以及位置特性信号、频率特性信号、分布时间信号及能量特征信号中的任一种或多种。

10.一种针对帕金森病步态障碍的多位点闭环刺激反馈方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1-9任一项所述的多位点闭环刺激反馈系统进行，包括以下步骤：

所述系统接收由布置在初级运动皮层和丘脑底核处的脑电电极采集的脑部脑电生理信号，并将所述脑电生理信号传输至微控制器，所述微控制器对脑电生理信号进行处理后通过通讯子模块输出PAC信号；

所述系统根据所述PAC信号和所述脑电生理信号的波形指标建立步态障碍概率曲线，判断某一时间段内所述步态障碍概率曲线中的概率值是否超过PAC阈值，若是则所述刺激控制模块生成产生低频信号的控制命令；若否，则所述刺激控制模块生成产生高频信号的控制命令；

所述刺激控制模块向刺激发生模块发送控制命令以控制所述刺激发生模块向布置在丘脑底核处的电极输出经确定的高频刺激或低频刺激；以及

所述信号采集模块从初级运动皮层持续采集刺激后脑电生理信号进行反馈，所述信号处理模块和所述刺激控制模块根据反馈对所述高频刺激或所述低频刺激的参数进行调整。

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