一种基于柔性电极探针的视觉增强方法、装置及系统与流程

1.本发明涉及视觉神经技术领域，尤其涉及一种基于柔性电极探针的视觉增强方法、装置及系统。


背景技术：

2.对于视力障碍者而言，有效的视觉功能可以极大地提高他们在社会活动中的独立性和生活质量。视皮层视觉假体是一种行之有效的视觉增强技术，通过微电刺激视觉皮层创造人工视觉，无需通过眼睛或视神经进行视觉处理。因此，视皮层视觉假体在未来可以应用于视网膜、眼睛或视觉神经受伤或退化，但视觉皮质完好无损的盲人的视力损失恢复。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种基于柔性电极探针的视觉增强方法、装置及系统，可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
4.本技术实施例提供了一种基于柔性电极探针的视觉增强方法，包括：
5.获取待显示信息；
6.基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针；
7.控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号；
8.根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
9.进一步地，根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息，包括：
10.根据每个候选位置对应的脑电信号，确定候选显示信息；
11.若候选显示信息与待显示信息匹配，将候选显示信息确定为目标显示信息。
12.进一步地，柔性电极探针具有多个通道，多个通道中每个通道包括多个电极位点；
13.对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理之前，还包括：
14.对每个通道的多个电极位点进行编码处理，得到电极编码子集合；电极编码子集合中的每个电极编码与多个电极位点中的每个电极位点一一对应，电极编码是对应的电极位点所属通道对应的候选位置下的编码。
15.进一步地，对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号，包括：
16.从每个电极编码子集合中确定目标电极编码，得到目标电极编码集合；
17.对目标电极编码集合中每个目标电极编码对应的电极位点施加电流，对每个目标电极编码对应的候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号。
18.相应地，本技术实施例提供了一种基于柔性电极探针的视觉增强装置，包括：
19.获取模块，用于获取待显示信息；
20.第一确定模块，用于基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针；
21.刺激模块，用于控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号；
22.第二确定模块，用于根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
23.进一步地，第二确定模块，包括：
24.第一确定子模块，用于根据每个候选位置对应的脑电信号，确定候选显示信息；
25.第二确定子模块，用于若候选显示信息与待显示信息匹配，将候选显示信息确定为目标显示信息。
26.进一步地，柔性电极探针具有多个通道，多个通道中每个通道包括多个电极位点；
27.装置还包括：
28.编码模块，用于在对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理之前，
29.对每个通道的多个电极位点进行编码处理，得到电极编码子集合；电极编码子集合中的每个电极编码与多个电极位点中的每个电极位点一一对应，电极编码是对应的电极位点所属通道对应的候选位置下的编码。
30.进一步地，刺激模块，包括：
31.第三确定子模块，用于从每个电极编码子集合中确定目标电极编码，得到目标电极编码集合；
32.处理子模块，用于对目标电极编码集合中每个目标电极编码对应的电极位点施加电流，对每个目标电极编码对应的候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号。
33.相应地，本技术实施例提高了一种基于柔性电极探针的视觉增强系统，包括：
34.处理器，用于获取待显示信息；
35.基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针；
36.控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号；
37.根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息；
38.电刺激单元，用于对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，以使得每个候选位置对应的神经元被刺激生成脑电信号；
39.脑电信号采集单元，用于采集每个候选位置对应的脑电信号，并发送至处理器。
40.相应地，本技术实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器和存储器，存储器中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集由处理器加载并执行以实现上述基于柔性电极探针的视觉增强方法。
41.相应地，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该存储介质中存储有至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，至少一条指令、至少一段程序、代码集或指
令集由处理器加载并执行以实现上述基于柔性电极探针的视觉增强方法。
42.本技术实施例具有如下有益效果：
43.本技术实施例所公开的一种基于柔性电极探针的视觉增强方法、装置及系统，其中，视觉增强方法包括获取待显示信息，并基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合，该待刺激区域植入有柔性电极探针，控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号，根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。基于本技术实施例可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
附图说明
44.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案和优点，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
45.图1是本技术实施例所提供的一种应用环境的示意图；
46.图2是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强方法的流程示意图；
47.图3是本技术实施例提供的一种柔性电极探针的示意图；
48.图4是本技术实施例提供的一种待显示信息的示意图；
49.图5是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强装置的结构示意图；
50.图6是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强系统的结构示意图。
具体实施方式
51.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术实施例作进一步地详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一个实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
52.此处所称的“实施例”是指可包含于本技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本技术实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置/系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”和“第三”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术实施例能够
以除了在这里图示或描述以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
53.请参阅图1，其所示为本技术实施例所提供的一种应用环境的示意图，包括处理器101、电刺激单元103和脑电信号采集单元105。其中，处理器101可以与电刺激单元103通过有线链路连接，也可以通过无线链路连接，处理器101可以与脑电信号采集单元105通过有线链路连接，也可以通过无线链路连接。处理器可以获取待显示信息，并基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合，该待刺激区域植入有柔性电极探针，控制电刺激单元103对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，以及基于脑电信号采集单元105获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号，根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
54.下面介绍本技术一种基于柔性电极探针的视觉增强方法的具体实施例，图2是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强方法的流程示意图，本说明书提供了如实施例或流程图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序，在实际执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。具体的如图2所示，该方法包括：
55.s201：获取待显示信息。
56.本技术实施例中，处理器可以获取待显示信息，该待显示信息可以是用户基于处理器的显示界面触发的，也可以是基于与处理适配的输入设备输入的。在一种可选的实施方式中，待显示信息可以是数字，也可以是字母，还可以是文字等其他信息，本说明书不作具体限定。
57.在一种可选的实施方式中，处理器获取的待显示信息可以是字母“a”。
58.s203：基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针。
59.本技术实施例中，受试者的大脑皮层可以具有多个区域，例如运动区m1，视觉区v1、听觉区h1等。本技术实施例中，可以在受试者的大脑皮层的视觉区即待刺激区域植入柔性电极探针，可选地，可以在视觉区v1植入81通道的柔性电极探针。
60.图3是本技术实施例提供的一种柔性电极探针的示意图，该柔性电极探针可以包括多个通道，每个通道可以包括多个电极位点。如3所示，通道300可以包括第一电极位点301和第二电极位点302。由于受试者的大脑皮层是曲面的，在将柔性电极探针植入受试者的大脑皮层，从受试者头部的俯视角度看，多个通道中每个通道对应视觉皮层的不同区域，但同一通道上的多个电极位点在大脑皮层对应的坐标系中的坐标是一致的，即同一通道上的多个电极位点对应视觉皮层的同一区域。假设，第一电极位点301在空间坐标系中对应的位置为(2,1,0)，第二电极位点302在空间坐标系中对应的位置为(2,1,-1)，但这两个电极位点在大脑皮层对应的坐标系中的位置均为(2,1)。但从受试者头部的正视角度看，同一通道上的多个电极位点不在同一高度，即在电极位点阵列中的位置不同，假设，第一电极位点301在电极位点阵列对应的位置为(6,2)，第二电极位点302在电极位点阵列对应的位置为(11,2)。
61.本技术实施例中，可以对每个通道的多个电极位点进行编码处理，得到电极编码
子集合，其中，电极编码子集合中的每个电极编码与多个电极位点中的每个电极位点一一对应，电极编码是对应的电极位点所属通道对应的候选位置下的编码。每个电极位点对应的编码m与对应的电极位点在电极阵列中的位置具有一一对应关系，即f(m)
→
(x,y)。例如，可以对第一电极位点301和第二电极位点进行编码，得到第一电极位点对应的编码m＝1，第二电极位点对应的编码为m＝2，即编码1对应位置(6,2)，编码2对应位置(11,2)。
62.在一种可选的实施方式中，在获取待显示信息之后，处理器可以基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合，即从视觉皮层对应的多个位置中确定待显示信息“a”对应的候选位置集合。
63.本技术实施例中，可以在运动区m1植入1024通道的柔性电极探针，并对受试者进行训练，并记录相关脑电信号。也即是记录受试者意念执行某项功能时的脑电信号，并在处理器中对该意念进行解码，获得受试者的运动意图，然后通过处理器将意图转译成计算机指令，用于调控点刺激信号，实现对人工视觉显示内容的调控。也可以将其作为待显示信息。
64.s205：控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号。
65.本技术实施例中，处理器可以从每个电极编码子集合中确定目标电极编码，得到目标电极编码集合，进而对目标电极编码集合中每个目标电极编码对应的电极位点施加电流，对每个目标电极编码对应的候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号。
66.在一种具体的实施方式中，处理器可以确定候选位置集合中每个候选位置对应的通道，并从每个候选位置对应的通道中选取至少一个电极位点对应的编码作为目标电极编码，得到目标电极编码集合，进而可以采用电刺激单元对目标电极编码集合中每个目标电极编码对应的电极位点进行刺激处理，以刺激候选位置对应的神经元，使得在受试者的视觉空间的特点位置产生亮/暗的人工光感觉，得到脑电信号。例如，当在视觉区v1植入柔性电极探针后，可以在与处理器适配的显示设备上显示待显示信息，并确定待显示信息对应的显示阵列，如上文中的描述的待显示信息“a”对应的显示阵列，图4是本技术实施例提供的一种待显示信息的示意图，图中，待显示信息在显示阵列中对应的位置为(1,5)、(2,4)、(3,4)、(4,3)、(5,3)、(6,2)、(7,2)、(8,1)、(9,1)、(2,6)、(3,6)、(4,7)、(5,7)、(6,8)、(7,8)、(8,9)、(9,9)、(5,4)、(5,5)、(5,6)，处理器可以基于上述位置确定目标电极编码，得到目标电极编码集合，即假设显示阵列与电极位点阵列一致，确定目标电极编码，得到目标电极编码集合。
67.在一种具体的实施方式中，处理器可以获取目标电极编码集合，进而可以对目标电极编码集合进行解码处理，得到需要刺激的对应的电极位点。
68.s207：根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
69.本技术实施例中，处理器可以根据每个候选位置对应的脑电信号，确定候选显示信息，进而可以判断候选显示信息与待显示信息是否匹配，若判定候选显示信息与待显示信息匹配，可以将候选显示信息确定为目标显示信息。
70.若判定候选显示信息与待显示信息不匹配，可以从每个电极编码子集合中重新确定目标电极编码，得到新的目标电极编码集合，进而可以基于电刺激单元对每个目标电极
编码对应的候选位置进行刺激处理，并基于脑电信号采集单元获取每个候选位置对应的脑电信号，进而可以根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
71.采用本技术实施例所提供的基于柔性电极探针的视觉增强方法，可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
72.本技术实施例还提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强装置，图5是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强装置的结构示意图，如图5所示，该装置可以包括：
73.获取模块501可以用于获取待显示信息；
74.第一确定模块503可以用于基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针；
75.刺激模块505可以用于控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号；
76.第二确定模块507可以用于根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。
77.本技术实施例中，第二确定模块507可以包括：
78.第一确定子模块，用于根据每个候选位置对应的脑电信号，确定候选显示信息；
79.第二确定子模块，用于若候选显示信息与待显示信息匹配，将候选显示信息确定为目标显示信息。
80.本技术实施例中，柔性电极探针具有多个通道，多个通道中每个通道包括多个电极位点；
81.装置还可以包括：
82.编码模块，用于在对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理之前，
83.对每个通道的多个电极位点进行编码处理，得到电极编码子集合；电极编码子集合中的每个电极编码与多个电极位点中的每个电极位点一一对应，电极编码是对应的电极位点所属通道对应的候选位置下的编码。
84.本技术实施例中，刺激模块505可以包括：
85.第三确定子模块，用于从每个电极编码子集合中确定目标电极编码，得到目标电极编码集合；
86.处理子模块，用于对目标电极编码集合中每个目标电极编码对应的电极位点施加电流，对每个目标电极编码对应的候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号。
87.本技术实施例中的装置与方法实施例基于同样的申请构思。
88.采用本技术实施例提供的基于柔性电极探针的视觉增强装置，可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
89.本技术实施例还提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强系统，图6是本技术实施例提供的一种基于柔性电极探针的视觉增强系统的结构示意图，如图6所示，该装置可以包括：
90.处理器601用于获取待显示信息；
91.基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合；待刺激区域植入有柔性电极探针；
92.控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号；
93.根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息；
94.电刺激单元603用于对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，以使得每个候选位置对应的神经元被刺激生成脑电信号；
95.脑电信号采集单元605用于采集每个候选位置对应的脑电信号，并发送至处理器。
96.本技术实施例中的系统与方法实施例基于同样的申请构思。
97.采用本技术实施例提供的基于柔性电极探针的视觉增强装置，可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
98.本技术实施例还提供的一种电子设备，电子设备可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中的一种基于柔性电极探针的视觉增强方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该存储器加载并执行以实现上述的基于柔性电极探针的视觉增强方法。
99.本技术实施例还提供的一种存储介质，存储介质可设置于服务器之中以保存用于实现方法实施例中一种基于柔性电极探针的视觉增强方法相关的至少一条指令、至少一段程序、代码集或指令集，该至少一条指令、该至少一段程序、该代码集或指令集由该处理器加载并执行以实现上述基于柔性电极探针的视觉增强方法。
100.可选的，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络的多个网络服务器中的至少一个网络服务器。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于包括：u盘、只读存储器(rom，read-only memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
101.由上述本技术提供的基于柔性电极探针的视觉增强方法、装置、系统、电子设备或存储介质的实施例可见，本技术中方法包括获取待显示信息，并基于待显示信息，从待刺激区域中确定候选位置集合，该待刺激区域植入有柔性电极探针，控制电刺激单元对候选位置集合中的每个候选位置进行刺激处理，获取每个候选位置对应的脑电信号；脑电信号为刺激每个候选位置对应的神经元得到的信号，根据每个候选位置对应的脑电信号和待显示信息，确定目标显示信息。基于本技术实施例可以实现对人工视觉显示内的调控，可以达到闭环读取和写入的效果。
102.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的相连或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
103.需要说明的是：上述本技术实施例的先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣，且上述本说明书对特定的实施例进行了描述，其他实施例也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者步骤可以按照不同的实施例中的顺序来执行并且能够实现预期的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出特定顺序或
者而连接顺序才能够实现期望的结果，在某些实施方式中，多任务并行处理也是可以的或者可能是有利的。
104.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均为与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置和系统的实施例而言，由于其基于相似于方法实施例，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。
105.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。