76、基于扩展状态观测器的滑模控制在癫痫治疗中的应用

基于扩展状态观测器的滑模控制在癫痫治疗中的应用

1. 癫痫治疗现状

癫痫是最常见的神经系统疾病之一，全球超 5000 万人受其折磨。其特征是神经元过度兴奋或抑制不足导致的反复癫痫发作。目前，癫痫的治疗方法主要有以下三种：
- 药物治疗 ：抗癫痫药物（AEDs）有一定帮助，但长期使用会导致耐药性癫痫（DRE），且有诸多副作用。
- 手术治疗 ：并非适用于所有 DRE 患者，确定致痫区（EZ）也是一项挑战。
- 神经调制治疗 ：对神经组织损伤小，在抑制癫痫方面效果显著。

神经调制在临床上分为开环和闭环两种模式：
- 开环模式 ：由设备产生刺激并发送到大脑，刺激参数预先设定，无法适应患者临床症状，且很大程度依赖临床经验。
- 闭环模式 ：非预定刺激，可根据患者反应实时调整刺激。

大多数癫痫控制研究目前基于计算模型进行，其中神经质量模型（NMM）是常用模型，它包含与癫痫机制直接相关的参数，为检查癫痫的闭环神经调制提供了平台。然而，以往的控制方法如 PID 控制、模糊 PID 控制、反馈线性化控制、无迹卡尔曼滤波器（UKF）基于闭环迭代学习控制（ILC）和粒子群优化（PSO）等都存在一定局限性。

2. 神经质量模型

单詹森神经质量模型用于模拟癫痫样放电模式，其结构由主、兴奋性和抑制性反馈子群体组成。每个子群体由二阶线性变换函数和不对称 S 形函数两部分构成。