具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的一个或多个实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。

考虑到目前的生物电信号检测不准确及干预刺激不适当所带来的诊疗风险问题，本申请实施例通过设置多个信号输出通道，来对生物体不同部位进行刺激。在刺激之前，根据多通道的特征参数与生物电信号初始状态下的特征参数的差异，以及所有通道间的同步化程度，与预设阈值进行比对判断，选择出需要做出干预操作的刺激通道，并使用选出的刺激通道对应的刺激参数，实施有针对性的刺激。这样，可以提升病情检测准确度，而且，仅基于确定出的刺激通道对相应部位进行针对性刺激，提升刺激干预的精准度，避免过度刺激和无谓刺激。应理解，所述植入式闭环系统具体可以是植入式闭环自响应刺激系统。

实施例一

参照图1所示所示，为本说明书实施例提供的一种植入式闭环系统多通道的电信号处理方法的步骤示意图，该方法可以适用于植入设备的MCU中，以协助MCU中其它处理模块实现对生物电信号的有效检测和刺激；所述处理包括可以包括以下步骤：

步骤102：确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，其中，所述第一生物电信号为所述生物体在非发病期间的电信号状态。

所述植入设备，可以是植入式医疗器械设备，至少可以包括：用于治疗帕金森、癫痫、肌张力失常等运动障碍型疾病的深部脑刺激器(DBS，俗称脑起搏器)、脊髓刺激器(SCS)、脑皮层刺激器(CNS)、迷走神经刺激器(VNS)等。本申请中植入设备可以是基于这些植入式医疗器械设备进行的改进，或在这些设备基础上提炼设计出的新的植入设备。应理解，所述植入设备可以具备现有的植入式医疗器械设备的部分或全部功能，无法与本申请方案中核心改进功能兼容的除外。

所述植入设备所植入生物体一般可以视为患者，在本说明书实施例中，所述植入设备植入患者的刺激电极可以有多路，即可以实现对患者多个部分同时或不同时分别进行刺激操作。其中，每个刺激电极对应一个通道，每个通道根据MCU的决策处理输出一份刺激信号给相应刺激电极。

所述第一生物电信号，也即获取的患者的生物电信号，所述生物电信号可以包括：脑电信号，或脑深部电生理信号，或脑皮层生物电信号，或中枢神经信号等。应理解，这里的第一生物电信号中“第一”是为了区分第二生物电信号，第一生物电信号是指患者在非发病期间(即正常情况下)的电信号状态。而后续第二生物电信号是指在对患者实施干预刺激之后，采集患者的电信号状态。其中，第一生物电信号可以作为该方案在检测之前的脑电初始状态。

可选地，本说明书实施例在确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号时，可具体包括以下步骤：

第一步，获取当前植入设备的采集电路在所植入生物体非发病期间采集的生物电信号；

第二步，从所述生物电信号中选取预设长度的生物电信号片段作为第一生物电信号。

以脑电信号为例，也就是说，通过采集电路获得患者在非发病期间的脑电信号，在MCU的检测模块中，纳入一定长度的脑电信号作为脑电初始状态S。其实，也可以从患者的历史脑电信号中，通过特定筛检技术从历史脑电信号中筛选出一定长度的阴性信号(正常情况下的脑电信号)作为脑电初始状态。

步骤104：获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度。

可选地，获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度，具体包括：

获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号；

提取每个通道的生物电信号的特征信息，所述特征信息至少包括：频域信息、相位信息、能量信息；

将提取的每个通道对应的特征信息，分别与所述第一生物电信号的特征信息进行比对，得到每个通道对应的特征差异信息；

基于所述每个通道对应的特征差异信息，计算所有通道间同步化程度。

例如，提取每个通道的特征信息，然后与作为脑电初始状态的第一生物电信号S相比，记特征差异信息为A，包括：频域信息、相位信息、能量信息等。然后，基于各通道的A，根据频域信息、相位信息等计算各个通道间同步化程度，记为B。

进一步，基于所述每个通道对应的特征差异信息，计算所有通道间同步化程度，具体包括：基于所述每个通道对应的特征差异信息，采用至少包含：希尔伯特、傅里叶变换和小波变换中一种算法计算所有通道间同步化程度。

在具体实现时，可以考虑通过相位锁值(Phase locking value，PLV)来量化通道之间的相位同步性。具体分析方式包括但不限于希尔伯特(Hilbert)变换、傅里叶变换、小波变换等，以希尔伯特(Hilbert)变换为例，如下：

其中，PV是柯西主值，t为时间变量，τ为时间窗口，x_i为生物电信号；

其中，Φi(t)指电极i的瞬时相位；

PLV＝|<exp(j{Φ_i(t)-Φ_j(t)})>| (3)

其中，Φi(t)，Φj(t)是通道i，j的瞬时相位，其中<.>表示时间上的均值。

结合上述公式(1)-公式(3)，即可计算确定出表示通道间同步化程度的相位锁值PLV。

步骤106：基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道。

其中，所述预设阈值可以是用于判断患病的信号阈值，例如，可以是判断段癫痫发病的阈值。

可选地，基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道，具体包括：

判断所述每个通道的特征差异信息中，是否存在至少一个通道的特征差异信息大于所述预设阈值；

如果存在，则将大于所述预设阈值的特征差异信息对应的至少一个通道作为刺激通道；

否则，判断所述同步化程度是否大于所述预设阈值；

如果所述同步化程度大于所述预设阈值，则从所述多个通道中随机选择一个通道作为刺激通道。

换言之，首先多个通道中每个通道的相对值A(即每个通道的特征信息相对于脑电初始状态的特征信息的特征差异信息)，分别与预设阈值进行比对，如果有一个或多个通道的相对值A大于所述预设阈值，则确定有脑电癫痫发生，为了抑制癫痫进展，可以选择从多个通道中选择大于预设阈值的相对值A对应的通道，这时，可以是一个，也可以是多个。也就是说，将那些相对值A大于预设阈值的通道作为刺激通道进行脑电干预刺激。如果多个通道中没有一个通道的相对值A大于预设阈值，则放弃基于相对值A的比对，接着将绝对的值B(即各个通道间的同步化程度)与预设阈值进行比对，如果该绝对的值B大于预设阈值，则可以从多个通道中随机选择一个或多个通道进行响应，以降低脑电同步化程度(基于各通道间的同步化程度无法确定癫痫发生位点)。而如果该绝对的值B小于等于预设阈值，则不进行干预刺激。

步骤108：使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。

在本说明书实施例中，根据检测结果确定刺激电路的刺激通道，读取寄存器中的刺激参数，通过确定的刺激通道给出刺激。

可选地，在通过选择的刺激通道对生物体进行刺激干预之后，所述方法还包括：

重复执行以下操作：

获取所述生物体在刺激干预后产生的第二生物电信号；基于所述第二生物电信号重新确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；基于重新确定的每个通道特征差异信息或重新确定的所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道，进行刺激干预；

直到至少满足以下约束条件之一：

重新确定的每个通道特征差异信息小于等于所述预设阈值；

重新确定的所有通道间同步化程度小于等于所述预设阈值；

刺激干预的次数达到预设上限。

应理解，每次刺激完毕后，都可以重新判断脑电状态S’，直至相对值A或绝对值B低于阈值，或者，刺激干预的次数超过响应次数上限，停止干预刺激。这是因为，如果相对值A或绝对值B超过阈值上限，即响应导致脑电变化状态持续扩大，则停止干预，避免诱发癫痫发生。

进一步，在干预刺激之后，还可以将干预刺激结果记录到FRAM，具体包括：

确定所述第二生物电信号的特征信息与所述第一生物电信号的特征信息的差值；

如果刺激干预持续到所述差值低于所述预设阈值，则记录当前干预结果为维持稳态；

如果刺激干预在所述差值低于所述预设阈值之前终止，则记录当前干预结果为刷新稳态。

在经刺激响应处理之后，使得电脑状态S’与初始脑电状态S之间的差值低于预设阈值，此时可视为抑制脑电癫痫发作，记录为维持稳态；在脑电状态S’与初始脑电状态S的差值降低到预设阈值以下之前就终止响应，可视为干预中断，记为刷新稳态，此时可供医生用户调整检测阈值或刺激方案。

下面通过具体的流程实例对上述技术方案进行详述。

参照图2所示，基于多通道的生物电信号处理流程包括：

步骤202：确定初始脑电状态S和多通道的特征值。

步骤204：确定多个通道中每个通道的时频变化偏移量A。

这里的时频变化偏移量A可视为特征差异信息。

步骤206：确定多通道同步化程度B。

步骤208：判断多个通道中是否有A大于阈值，且当前响应次数不超过上限；如果是，则执行步骤210，否则，执行步骤212。

步骤210：选择大于阈值的通道作为刺激通道进行干预刺激。

步骤212：判断多个通道间同步化程度B是否大于阈值，且当前响应次数不超过上限；如果是，则执行步骤214，否则，不做处理。

步骤214：随机选择通道作为刺激通道进行干预刺激。

步骤216：在刺激完成之后，重新获取信号状态S’，并返回步骤204。

通过上述技术方案，确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。从而，在诊疗阶段有效检测出发病情况并进行准确适当的干预刺激。

实施例二

参照图3所示，为本说明书实施例提供的植入式闭环系统多通道的电信号处理装置，该装置300可以包括：

第一确定模块302，用于确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，其中，所述第一生物电信号为所述生物体在非发病期间的电信号状态；

第二确定模块304，用于获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；

选择模块306，用于基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；

干预模块308，用于使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。

可选地，作为一个实施例，第二确定模块304在获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度时，具体用于：

获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号；

提取每个通道的生物电信号的特征信息，所述特征信息至少包括：频域信息、相位信息、能量信息；

将提取的每个通道对应的特征信息，分别与所述第一生物电信号的特征信息进行比对，得到每个通道对应的特征差异信息；

基于所述每个通道对应的特征差异信息，计算所有通道间同步化程度。

在本说明书实施例的一种具体实现方式中，第二确定模块304在基于所述每个通道对应的特征差异信息，计算所有通道间同步化程度时，具体用于：

基于所述每个通道对应的特征差异信息，采用至少包含：希尔伯特、傅里叶变换和小波变换中一种算法计算所有通道间同步化程度。

在具体实现时，可以考虑通过相位锁值(Phase locking value，PLV)来量化通道之间的相位同步性。具体分析方式包括但不限于希尔伯特(Hilbert)变换、傅里叶变换、小波变换等，以希尔伯特(Hilbert)变换为例，如下：

其中，PV是柯西主值，t为时间变量，τ为时间窗口，x_i为生物电信号；

其中，Φi(t)指电极i的瞬时相位；

PLV＝|<exp(j{Φ_i(t)-Φ_j(t)})>| (3)

其中，Φi(t)，Φj(t)是通道i，j的瞬时相位，其中<.>表示时间上的均值。

结合上述公式(1)-公式(3)，即可计算确定出表示通道间同步化程度的相位锁值PLV。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述选择模块306在基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道时，具体用于：

判断所述每个通道的特征差异信息中，是否存在至少一个通道的特征差异信息大于所述预设阈值；

如果存在，则将大于所述预设阈值的特征差异信息对应的至少一个通道作为刺激通道；

否则，判断所述同步化程度是否大于所述预设阈值；

如果所述同步化程度大于所述预设阈值，则从所述多个通道中随机选择一个通道作为刺激通道。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，在通过选择的刺激通道对生物体进行刺激干预之后，所述第一确定模块还用于获取所述生物体在刺激干预后产生的第二生物电信号；所述第二确定模块，还用于基于所述第二生物电信号重新确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；所述选择模块还用于基于重新确定的每个通道特征差异信息或重新确定的所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道，触发所述干预模块进行刺激干预；

重复执行上述操作直到至少满足以下约束条件之一：

重新确定的每个通道特征差异信息小于等于所述预设阈值；

重新确定的所有通道间同步化程度小于等于所述预设阈值；

刺激干预的次数达到预设上限。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述装置还包括：

第三确定模块，用于确定所述第二生物电信号的特征信息与所述第一生物电信号的特征信息的差值；

记录模块，用于如果刺激干预持续到所述差值低于所述预设阈值，则记录当前干预结果为维持稳态；如果刺激干预在所述差值低于所述预设阈值之前终止，则记录当前干预结果为刷新稳态。

在本说明书实施例的再一种具体实现方式中，所述第一确定模块在确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号时，具体用于：

获取当前植入设备的采集电路在所植入生物体非发病期间采集的生物电信号；

从所述生物电信号中选取预设长度的生物电信号片段作为第一生物电信号。

通过上述技术方案，确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。从而，在诊疗阶段有效检测出发病情况并进行准确适当的干预刺激。

实施例三

图4是本说明书的一个实施例电子设备的结构示意图。请参考图4，在硬件层面，该电子设备(即植入设备)包括处理器，可选地还包括内部总线、网络接口、存储器。其中，存储器可能包含内存，例如高速随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少1个磁盘存储器等。当然，该电子设备还可能包括其他业务所需要的硬件。

处理器、网络接口和存储器可以通过内部总线相互连接，该内部总线可以是ISA(Industry Standard Architecture，工业标准体系结构)总线、PCI(PeripheralComponent Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture，扩展工业标准结构)总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。存储器可以包括内存和非易失性存储器，并向处理器提供指令和数据。

处理器从非易失性存储器中读取对应的计算机程序到内存中然后运行，在逻辑层面上形成基于多通道的生物电信号处理装置。处理器，执行存储器所存放的程序，并具体用于执行以下操作：

确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，其中，所述第一生物电信号为所述生物体在非发病期间的电信号状态；

获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；

基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；

使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。

上述如本说明书图1所示实施例揭示的装置执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本说明书一个或多个实施例中公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本说明书一个或多个实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。

该电子设备还可执行图1的方法，并实现相应装置在图1所示实施例的功能，本说明书实施例在此不再赘述。

当然，除了软件实现方式之外，本说明书实施例的电子设备并不排除其他实现方式，比如逻辑器件抑或软硬件结合的方式等等，也就是说以下处理流程的执行主体并不限定于各个逻辑单元，也可以是硬件或逻辑器件。

通过上述技术方案，确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。从而，在诊疗阶段有效检测出发病情况并进行准确适当的干预刺激。

实施例四

本说明书实施例还提供了一种植入系统，包括上述实施例二所述的任一植入设备，以及位于体外的控制操作设备，例如，程控仪。

该植入系统所具备的功能模块以及所能执行的操作方法、达到的技术效果均可参照实施例一和实施例二，在此不做赘述。

实施例五

本说明书实施例还提出了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储一个或多个程序，该一个或多个程序包括指令，该指令当被包括多个应用程序的便携式电子设备执行时，能够使该便携式电子设备执行图1所示实施例的方法，并具体用于执行以下方法：

确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，其中，所述第一生物电信号为所述生物体在非发病期间的电信号状态；

获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；

基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；

使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。

通过上述技术方案，确定当前植入设备所植入生物体的第一生物电信号，获取所述植入设备配置的多个通道采集的生物电信号，并基于所述第一生物电信号确定每个通道对应的特征差异信息和所有通道间同步化程度；基于所述每个通道特征差异信息或所述所有通道间同步化程度，与预设阈值的比对结果，从所述多个通道中选择相匹配的通道作为刺激通道；使用所述刺激通道对应的刺激参数，通过所述刺激通道对生物体进行刺激干预。从而，在诊疗阶段有效检测出发病情况并进行准确适当的干预刺激。

总之，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书的保护范围之内。

上述一个或多个实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。