CN114081498A

CN114081498A - 一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法

Info

Publication number: CN114081498A
Application number: CN202111476941.9A
Authority: CN
Inventors: 张明; 唐玮; 周敬杰; 张玉明; 张秀芳
Original assignee: Xuzhou Rehabilitation Hospital; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Current assignee: Xuzhou Rehabilitation Hospital; China University of Mining and Technology Beijing CUMTB
Priority date: 2021-12-06
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-02-25

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法，包括控制终端，用于控制脑机接口发出执行命令；安装组件，用于将脑机接口及其零部件固定在目标头部表面；读取模块，用于读取目标就诊数据中病灶情况、并发症；匹配模块，用于将固定在目标头部的脑机与目标进行匹配对接；分析模块，用于分析目标当前病灶状态，形成数据文件向控制终端汇报；记忆模块，用于记忆目标脑卒中治疗过程中分析模块获取的数据，本发明区别于现有脑机接口技术，在使用方面能对患者进行一定的状态分析，从而达到脑卒中发病预警，同时在患者病发或治疗期间，即使患者出现突发情况，医护及相关人员能够更加迅速的了解患者情况。

Description

一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法。

背景技术

脑卒中又称中风、脑血管意外，是一种急性脑血管疾病，是由于脑部血管突然破裂或因血管阻塞导致血液不能流入大脑而引起脑组织损伤的一组疾病，包括缺血性和出血性卒中。缺血性卒中的发病率高于出血性卒中，占脑卒中总数的60%～70%。颈内动脉和椎动脉闭塞和狭窄可引起缺血性脑卒中，年龄多在40岁以上，男性较女性多，严重者可引起死亡。出血性卒中的死亡率较高。脑卒中已成为我国第一位死亡原因，也是中国成年人残疾的首要原因，脑卒中具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。

其中用于脑卒中治疗的脑机接有时也称作大脑端口或者脑机融合感知，它是在人或动物脑与外部设备间建立的直接连接通路。在单向脑机接口的情况下，计算机或者接受脑传来的命令，或者发送信号到脑，但不能同时发送和接收信号。而双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换。

现有技术中人们常用脑机接口及其相关设备对患者进行康复治疗与实时监控，为患者提供生命保障，而这种保障大都仅存在于患者病发后，导致医护人员后知后觉，无法及时的治疗，使患者一定程度的丢失最佳治疗时间，又或轻症患者自身无法读懂脑机接口传出数据，进而不能够自发性的规避病发诱因及紧急状况。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法，解决了现有技术脑机传输医护人员患者实时数据使医护人员后知后觉，无法及时的治疗，使患者一定程度的丢失最佳治疗时间，又或轻症患者自身无法读懂脑机接口传出数据，进而不能够自发性的规避病发诱因及紧急状况的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

第一方面，一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，包括：

控制终端，用于控制脑机接口发出执行命令；

安装组件，用于将脑机接口及其零部件固定在目标头部表面；

读取模块，用于读取目标就诊数据中病灶情况、并发症；

匹配模块，用于将固定在目标头部的脑机与目标进行匹配对接；

分析模块，用于分析目标当前病灶状态，形成数据文件向控制终端汇报；

记忆模块，用于记忆目标脑卒中治疗过程中分析模块获取的数据，供控制终端调取数据库，用于储存记忆模块中记忆数据队列前端数据，用户设定周期使库中数据完成新旧数据的交替储存；

触发模块，用于接收分析模块中分析数据，同步判定，根据判定结果触发报警模块；

报警模块，用于发出警报信号，提示目标及其他保障人员；

监控模块，用于监控目标病灶实时状态，为触发模块提供突发的触发信号同步警报模块执行；

判断模块，用于判断目标发病或病灶实时突发状态，参考触发状态执行警报模块；

拨号模块，用于信号传输联络设置的对接IP；

应急系统，用于目标在危机状态下提供基础的生命保障。

更进一步地，所述分析模块包含有校正模块，用于刷新数据传输延迟所产生的滞停、落后、交错的分析模块中的分析数据。

更进一步地，所述监控模块中包含有设置单元，设置单元通过无线网络传输信号同时服务于拨号模块，设置单元提供设置：监控模块监控轻重点及优先级监控区域，设置单元提供设置：拨号模块拨号对象。

更进一步地，所述监控模块与拨号模块通过高通储存芯片在联网状态下进行数据信号的传输任务，高通储存芯片数据信号接收、打包、发送、送达耗时不大于0.1秒，高通储存芯片具有抗干扰功能。

第二方面，一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统中应急系统部署有以下结构，包括脑机接口帽，其特征在于，所述脑机接口帽的表面对称固定连接有轴块，所述轴块相互远离一侧的表面均通过转轴与固定条相连接，所述固定条的表面对称固定连接有固定块，所述固定块的一侧均固定连接有连接条，所述连接条相互靠近的一端均与下颚托板固定连接，所述下颚托板的表面对称固定连接有第一转向套，所述下颚托板的表面对称固定连接有传动绳，所述固定条的表面固定连接有第二转向套，所述固定条的表面固定连接有限位套，所述脑机接口帽的表面固定连接有传动仓，所述传动仓的内部安装有马达，所述马达的输出端固定连接有收卷盘，所述传动绳远离下颚托板的一端穿过第二转向套、固定块、限位套、传动仓固定连接在收卷盘的表面。

更进一步地，所述下颚托板被目标穿戴时，下颚托板与目标下颚相贴，传动绳连接于下颚托板表面位置位于目标下颚前端表面的两侧。

更进一步地，所述传动仓的表面通过转轴连接有滚轮，所述滚轮的表面胶合有橡胶垫，所述滚轮的表面与传动绳的表面相贴。

第三方面，一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法，所述方法是对如权利要求1-4任一项所述一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统的实施方法，包括以下步骤：

Step1：获取目标病历，通过脑机接口与目标建立连接，开始对目标进行实时监控；

Step2：设计报警触发条件、设计报警等级，设计报警提示语音，将报警提示语音与报警等级匹配；

Step3：获取目标进行实时情绪，生成情绪评估报告；

Step4：根据情绪评估报告判定目标所需触发报警等级并执行报警触发；

Step5：获取目标脑卒监控实时数据，将获取数据记录仓存储，并对储存数据进行周期性更替保留，根据周期历史数据分析目标病灶轻重区域特征并区分；

Step6：根据目标病灶区分实行对点式监控，对监控区域设置数据分析优先级。

更进一步地，所述步骤Step3中设置有步骤Step31：捕捉目标心率、脑皮层神经反射、肌肉状态、呼吸频率、近期作息规律。

更进一步地，所述步骤Step4中设置有步骤Step41：设置主动报警及自动报警触发，目标根据自身情况选择性接触报警。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明区别于现有脑机接口技术，在使用方面能对患者进行一定的状态分析，从而达到脑卒中发病预警，同时在患者病发或治疗期间，即使患者出现突发情况，医护及相关人员能够更加迅速的了解患者情况，对患者进行治疗。

2、本发明同时能够对患者使用脑机接口进行治疗的过程进行记录以便于医护人员分析判断，进而为患者提供更加合理的治疗方案，同时采用评估患者治疗过程中情绪的状态来分析脑卒中出现诱发的可能性。

3、本发明使得患者在使用脑机接口进行辅助治疗的过程中具备了一定的自主性，从而提升了患者在治疗期间的自理能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，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地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。

图1为一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统的结构示意图；

图2为一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法的流程示意图；

图3为本发明中应急系统的立体结构示意图；

图4为本发明中图3中B处的局部放大示意图；

图5为本发明中应急系统的内部结构示意图；

图6为本发明中图5中C处的局部放大示意图；

图7为本发明中传动仓的独立结构示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、安装组件；3、读取模块；4、匹配模块；5、分析模块；6、校正模块；7、记忆模块；8、库；9、触发模块；10、报警模块；11、监控模块；12、设置单元；13、判断模块；14、拨号模块；15、应急系统；A1、脑机接口帽；A2、轴块；A3、固定条；A4、固定块；A5、连接条；A6、下颚托板；A7、第一转向套；A8、传动绳；A9、第二转向套；A10、限位套；A11、传动仓；A12、马达；A13、收卷盘；A14、滚轮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。一种基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统及监控方法，如图1所示，包括：

控制终端1，用于控制脑机接口发出执行命令；

安装组件2，用于将脑机接口及其零部件固定在目标头部表面；

读取模块3，用于读取目标就诊数据中病灶情况、并发症；

匹配模块4，用于将固定在目标头部的脑机与目标进行匹配对接；

分析模块5，用于分析目标当前病灶状态，形成数据文件向控制终端1汇报；

记忆模块7，用于记忆目标脑卒中治疗过程中分析模块5获取的数据，供控制终端1调取数据；

库8，用于储存记忆模块7中记忆数据队列前端数据，用户设定周期使库8中数据完成新旧数据的交替储存；

触发模块9，用于接收分析模块5中分析数据，同步判定，根据判定结果触发报警模块10；

报警模块10，用于发出警报信号，提示目标及其他保障人员；

监控模块11，用于监控目标病灶实时状态，为触发模块9提供突发的触发信号同步警报模块10执行；

判断模块13，用于判断目标发病或病灶实时突发状态，参考触发状态执行警报模块10；

拨号模块14，用于信号传输联络设置的对接IP；

应急系统15，用于目标在危机状态下提供基础的生命保障。

在本实施例使用时，用户将脑机接口通过安装组件2固定在用户头部，读取模块3读取目标数据获取目标相关并发症及病灶情况，通过匹配模块4与目标进行匹配，分析模块5对目标病灶区域当前状态进行分析，同步的以无线网络传输数据反馈至控制终端1，在此过程最后中，通过校正模块6对分析模块5反馈至控制终端1数据进行校正；

触发模块9控制报警模块10运行，在此之前判断模块13的设置主要是对报警模块10报警等级的判断再执行触发运行，报警模块10运行时拨号模块14同时被触发对设置单元12中设置的拨号IP进行呼叫联络，应急系统15保障患者的生命安全，为患者争取发病后的救治时间。

实施例2

如图1所示，分析模块5包含有校正模块6，用于刷新数据传输延迟所产生的滞停、落后、交错的分析模块5中的分析数据。

通过该模块的设置能够一定程度的爆照分析模块5对数据处理的准确性，保障控制终端1所接收到的数据能够更加及时与精确。

如图1所示，监控模块11中包含有设置单元12，设置单元12通过无线网络传输信号同时服务于拨号模块14，设置单元12提供设置：监控模块11监控轻重点及优先级监控区域，设置单元12提供设置：拨号模块14拨号对象。

如图1所示，监控模块11与拨号模块14通过高通储存芯片在联网状态下进行数据信号的传输任务，高通储存芯片数据信号接收、打包、发送、送达耗时不大于0.1秒，高通储存芯片具有抗干扰功能。

通过该设定使得监控模块11与拨号模块14在运行时更加迅捷，且即使监控模块11与拨号模块14同步使用设置单元12，设置单元12也能够在不降低运算速度的状态下稳定的服务二者。

实施例3

在具体实施层面，本发明提供一种一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统中应急系统15的具体结构，如图3所示，包括脑机接口帽A1，脑机接口帽A1的表面对称固定连接有轴块A2，轴块A2相互远离一侧的表面均通过转轴与固定条A3相连接，固定条A3的表面对称固定连接有固定块A4，固定块A4的一侧均固定连接有连接条A5，连接条A5相互靠近的一端均与下颚托板A6固定连接，下颚托板A6的表面对称固定连接有第一转向套A7，下颚托板A6的表面对称固定连接有传动绳A8，固定条A3的表面固定连接有第二转向套A9，固定条A3的表面固定连接有限位套A10，脑机接口帽A1的表面固定连接有传动仓A11，传动仓A11的内部安装有马达A12，马达A12的输出端固定连接有收卷盘A13，传动绳A8远离下颚托板A6的一端穿过第二转向套A9、固定块A4、限位套A10、传动仓A11固定连接在收卷盘A13的表面。

在本实施例使用时，马达A12由应急系统15进行控制，用户将脑机接口帽A1扣于头部，通过固定条A3扣于用户下颚的方式对脑机接口帽A1进行固定；

随后将连接条A5上的下颚托板A6扣于患者下颚，当患者发病时，应急系统控制马达A12启动，马达A12的输出端带动传动绳A8在收卷盘A13的表面收卷，从而下颚托板A6被传动，通过抵触及摩擦力带动患者下颚与头骨连接处展开，从而形成口部打开，口腔与外界接壤的目的；

通过该设置能够一定程度的避免患者因发病，诱发的症状导致口腔闭合无法呼吸或咬伤舌头的问题，总的来说，该部分结构用于患者周边无人时，自我保障的一种手段。

如图5所示，下颚托板A6被目标穿戴时，下颚托板A6与目标下颚相贴，传动绳A8连接于下颚托板A6表面位置位于目标下颚前端表面的两侧。

通过该设置，使得下颚托板A6被传动使患者口部打开时作用点更佳，更加的符合人体工学，进而通过下颚托板A6打开患者口部的所需作用力更小，下颚托板A6制动更加迅速。

如图7所示，传动仓A11的表面通过转轴连接有滚轮A14，滚轮A14的表面胶合有橡胶垫，滚轮A14的表面与传动绳A8的表面相贴。

通过该设置，使得传动绳A8在传动仓A11进出的过程中，不会与传动仓A11表面用于传动绳A8伸出伸入的开孔处表面产生擦，造成磨损，并且通过滚轮A14间隔，滚轮A14借助较小的摩擦力滚动对传动绳A8产生辅助传导，进而使得传动绳A8的活动更加顺畅。

实施例4

在具体实施层面本发明提供一种一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法，如图2所示，包括以下步骤：

Step3：获取目标进行实时情绪，生成情绪评估报告；

如图2所示，步骤Step3中设置有步骤Step31：捕捉目标心率、脑皮层神经反射、肌肉状态、呼吸频率、近期作息规律。

通过上述项目的设置一定程度的提升了步骤Step3中生成情绪评估报告参考目标的全面性及可靠性。

如图2所示，步骤Step4中设置有步骤Step41：设置主动报警及自动报警触发，目标根据自身情况选择性接触报警。

通过该设置，能够提升目标在使用过程中对系统控制的自主性，使得通过该方法使用的脑机接口能够更加的人性化，进而达到提升使用体验的更佳效果。

实施例5

在具体实施层面，脑机接口的使用配合陀螺仪使用，其中陀螺仪通过有介质连接拨号模块14，为本发明系统中最高警戒状态，针对患者使用该系统时的病发预测预警方面，就患者情绪而言，最为直观的体现即为患者的心率，因此汇总以下数据，供以参考（录入患者常态心率数据，假设为70次/分钟）：

综上而言，本发明区别于现有脑机接口技术，在使用方面能对患者进行一定的状态分析，从而达到脑卒中发病预警，同时在患者病发或治疗期间，及时患者出现突发情况，医护及相关人员能够更加迅速的了解患者情况，对患者进行治疗，同时本发明能够对患者使用脑机接口进行治疗的过程进行记录以便于医护人员分析判断，进而为患者提供更加合理的治疗方案，同时采用评估患者治疗过程中情绪的状态来分析脑卒中出现诱发的可能性。

并且本发明使得患者在使用脑机接口进行辅助治疗的过程中具备了一定的自主性，从而提升了患者在治疗期间的自理能力。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，包括：

控制终端（1），用于控制脑机接口发出执行命令；

安装组件（2），用于将脑机接口及其零部件固定在目标头部表面；

读取模块（3），用于读取目标就诊数据中病灶情况、并发症；

匹配模块（4），用于将固定在目标头部的脑机与目标进行匹配对接；

分析模块（5），用于分析目标当前病灶状态，形成数据文件向控制终端（1）汇报；

记忆模块（7），用于记忆目标脑卒中治疗过程中分析模块（5）获取的数据，供控制终端（1）调取数据；

库（8），用于储存记忆模块（7）中记忆数据队列前端数据，用户设定周期使库（8）中数据完成新旧数据的交替储存；

触发模块（9），用于接收分析模块（5）中分析数据，同步判定，根据判定结果触发报警模块（10）；

报警模块（10），用于发出警报信号，提示目标及其他保障人员；

监控模块（11），用于监控目标病灶实时状态，为触发模块（9）提供突发的触发信号同步警报模块（10）执行；

判断模块（13），用于判断目标发病或病灶实时突发状态，参考触发状态执行警报模块（10）；

拨号模块（14），用于信号传输联络设置的对接IP；

应急系统（15），用于目标在危机状态下提供基础的生命保障。

2.根据权利要求1所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述分析模块（5）包含有校正模块（6），用于刷新数据传输延迟所产生的滞停、落后、交错的分析模块（5）中的分析数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述监控模块（11）中包含有设置单元（12），设置单元（12）通过无线网络传输信号同时服务于拨号模块（14），设置单元（12）提供设置：监控模块（11）监控轻重点及优先级监控区域，设置单元（12）提供设置：拨号模块（14）拨号对象。

4.根据权利要求1所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述监控模块（11）与拨号模块（14）通过高通储存芯片在联网状态下进行数据信号的传输任务，高通储存芯片数据信号接收、打包、发送、送达耗时不大于0.1秒，高通储存芯片具有抗干扰功能。

5.根据权利要求1所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述应急系统（15）部署有以下结构，包括脑机接口帽（A1），所述脑机接口帽（A1）的表面对称固定连接有轴块（A2），所述轴块（A2）相互远离一侧的表面均通过转轴与固定条（A3）相连接，所述固定条（A3）的表面对称固定连接有固定块（A4），所述固定块（A4）的一侧均固定连接有连接条（A5），所述连接条（A5）相互靠近的一端均与下颚托板（A6）固定连接，所述下颚托板（A6）的表面对称固定连接有第一转向套（A7），所述下颚托板（A6）的表面对称固定连接有传动绳（A8），所述固定条（A3）的表面固定连接有第二转向套（A9），所述固定条（A3）的表面固定连接有限位套（A10），所述脑机接口帽（A1）的表面固定连接有传动仓（A11），所述传动仓（A11）的内部安装有马达（A12），所述马达（A12）的输出端固定连接有收卷盘（A13），所述传动绳（A8）远离下颚托板（A6）的一端穿过第二转向套（A9）、固定块（A4）、限位套（A10）、传动仓（A11）固定连接在收卷盘（A13）的表面。

6.根据权利要求5所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述下颚托板（A6）被目标穿戴时，下颚托板（A6）与目标下颚相贴，传动绳（A8）连接于下颚托板（A6）表面位置位于目标下颚前端表面的两侧。

7.根据权利要求5所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统，其特征在于，所述传动仓（A11）的表面通过转轴连接有滚轮（A14），所述滚轮（A14）的表面胶合有橡胶垫，所述滚轮（A14）的表面与传动绳（A8）的表面相贴。

8.一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法，所述方法是对如权利要求1-7任一项所述一种基于脑卒中治疗的脑机接口系统的实施方法，包括以下步骤：

Step3：获取目标进行实时情绪，生成情绪评估报告；

9.根据权利要求8所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法，其特征在于，所述步骤Step3中设置有步骤Step31：捕捉目标心率、脑皮层神经反射、肌肉状态、呼吸频率、近期作息规律。

10.根据权利要求8所述的一种基于脑卒中治疗的脑机接口监控方法，其特征在于，所述步骤Step4中设置有步骤Step41：设置主动报警及自动报警触发，目标根据自身情况选择性接触报警。