(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211276610.5 (22)申请日 2022.10.19 (71)申请人 之江实验室 地址 311121 浙江省杭州市余杭区之江实 验室南湖总部 (72)发明人 张瑜　张欢　钱浩天　王志超　 孙超良　 (74)专利代理 机构 北京志霖恒远知识产权代理 有限公司 1 1435 专利代理师 戴莉 (51)Int.Cl. A61B 5/00(2006.01) A61B 5/055(2006.01) A61B 5/16(2006.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈 调控系统及装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于解码的实时功能磁 共振神经反馈调控系统及装置。 包括： 行为学模 块： 用于得到被试者的记忆准确率； 解码模型训 练模块： 用于所述图模型数据和所述解码标签作 为解码模型的输入进行模型训练， 获取最优解码 模型； 实时解码神经反馈模块： 用于利用所述最 优解码模型实时预测被试者包含记忆状态和非 记忆状态的实时状态信息及实时准确率， 并以不 同的图片形式反馈给被试者， 被试者利用调节策 略调节反馈信息， 自主训练工作记忆能力。 本发 明利用解码实时功能磁共振神经反馈技术提高 或者改善被试者的工作记忆水平， 并且提高被试 者对于注 意力网络和工作记忆网络的自我控制。 本发明可应用于阿尔茨海默病等患者的临床治 疗。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115349833 A 2022.11.18 CN 115349833 A 1.一种基于解码的实时功能磁共 振神经反馈调控系统， 其特 征在于， 包括： 行为学模块： 用于测量被试者的工作记 忆水平， 得到被试者的记 忆准确率； 解码模型训练模块： 用于利用磁共振机器采集每名被试者的短序列记忆实验磁共振数 据和基线实验磁共振数据， 分别获取记忆状态和非记忆状态作为解码标签， 将所述短序列 记忆实验磁共振数据和所述基线实验磁共振数据转换为图模型数据， 所述图模型数据和所 述解码标签作为 解码模型的输入进行模型训练， 获取最优解码模型； 实时解码神经反馈模块： 用于利用所述最优解码模型实时预测被试者包含记忆状态和 非记忆状态的实时状态信息及实时准确 率， 并以不同的图片形式反馈给被试者， 被试者利 用调节策略调节反馈信息， 自主训练工作记 忆能力。 2.如权利要求1所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 对被试者的工作记 忆水平进行测量采用面 孔3‑back实验 任务。 3.如权利要求1所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述解码模型训练模块具体包括： 序列实验单元： 用于利用磁共振机器采集每名被试者的短序列记忆实验磁共振数据， 获取通过按键判断并排不同图片的相对位置正确的实验块对应的短序列记忆实验磁共振 数据作为记忆状态； 利用磁共振机器采集每名被试者的基线实验磁共振数据， 通过按键判 断并排相同图片的方向正确的实验块对应的基线实验磁共 振数据作为非记 忆状态； 模型训练单元： 用于将所述短序列记忆实验磁共振数据和所述基线试验磁共振数据进 行预处理， 并将预处理后的数据转换为图模型数据， 将所述记忆状态和所述非记忆状态作 为解码标签， 利用所述图模型数据和所述解码标签对解码模型进行训练， 通过调参获取最 优解码模型。 4.如权利要求3所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述短序列 记忆实验具体为： 被试者对并排呈现的若干张不同图片进 行序列编码记忆， 根据被试者按键判断并排不同图片的相对位置顺序， 获取按键表示的图片顺序结果和短序 列记忆实验磁共振数据， 并将图片顺序结果为正确实验块的序列编 码记忆阶段时间点对应 的短序列记 忆实验磁共 振数据作为记 忆状态。 5.如权利要求3所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述基线实验具体为： 被试者对并排呈现的若干张相同图片进行观看， 不进行编码记 忆， 根据被试者按键判断并排相同图片的方向位置， 获取按键表示的图片方向结果和基线 实验磁共振数据， 并将图片方向结果为正确实验块的观看阶段时间点对应的基线实验磁共 振数据作为非记 忆状态。 6.如权利要求3所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述模型训练单元中利用所述图模型数据和所述解码标签对解码模型进行训练， 通过 调参获取最优解码模型 具体包括： 图模型数据处理单元： 用于利用脑图谱模板将所述图模型数据划分为不同脑区， 计算 每个脑区对应的时间序列， 生成每个被试者对应的时间序列 乘以脑区数量的图模型特征数 据； 解码标签设置单元： 用于将所述记忆状态设置为记忆标签， 所述非记忆状态设置为非 记忆标签， 并将记 忆标签和非记 忆标签作为 解码标签；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115349833 A 2解码模型训练单元： 用于将所述图模型特征数据和所述解码标签输入到解码模型中， 通过调整 学习率、 参数个数和轮次， 计算解码模型的准确率， 将准确率不再下降的解码模型 确定为最优解码模型。 7.如权利要求1所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述实时解码神经反馈模块具体包括： 实时预处理单元： 用于利用外接工作站对磁共振机器采集每名被试者实时得到的每个 时间点的数据进行实时头动校正和实时平 滑处理， 得到实时预处 理数据； 实时解码单元： 用于将所述实时预处理数据输入至所述最优解码模型得到被试者当前 时间点处于记忆或非记忆的实时状态信息以及实时准确率， 并将实时状态信息和实时准确 率作为神经反馈信号并转换为图片形式反馈给被试者； 实时反馈单元： 用于被试者根据所述神经反馈信号， 利用调节策略将所述神经反馈信 号转变为当前时间点处于记忆的实时状态信息和实时准确 率比上一次实时准确 率高的信 息。 8.如权利要求7所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述调节策略为在实时解码神经反馈前被试者记忆长度大于10的图片序列或者字母顺 序， 用于提高被试记 忆脑区的活动， 自主调控记 忆脑区的激活程度。 9.如权利要求7所述的一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调控系统， 其特征在 于， 所述实时解码神经反馈模块由反馈和静息两个任务交替组成， 每个循环由预设次数反 馈和静息交替组成。 10.一种基于解码的实时功能磁共振神经反馈调 控装置， 其特征在于， 包括存储器和一 个或多个处理器， 所述存储器中存储有可执行代码， 所述一个或多个处理器执行所述可执 行代码时， 用于实现如下操作： 获取行为模块测量的被试者的工作记 忆水平， 得到被试者的记 忆准确率； 利用磁共振机器采集每名被试者的短序列记忆实验磁共振数据和基线实验磁共振数 据， 分别获取记忆状态和非记忆状态作为解码标签， 将所述短序列记忆实验磁共振数据和 所述基线实验磁共振数据转换为图模型数据， 所述图模型数据和所述解码标签作为解码模 型的输入进行模型训练， 获取最优解码模型； 利用所述最优解码模型实时预测被试者包含记忆状态和非记忆状态的实时状态信息 及实时准确率， 并以不同的图片形式反馈给被试者， 被试者利用调节策略调节反馈信息， 自 主训练工作记 忆能力。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115349833 A 3