[发明专利]基于脑-机接口的昏迷自动报警系统及报警方法

摘要

本发明公开了基于脑‑机接口的昏迷自动报警系统及报警方法，包括依次串联的信号采集模块、信号处理模块、信号传输模块、智能终端；信号采集模块采集使用者的脑电信号，对脑电信号进行放大滤波转换处理，将处理后的信号传输给信号处理模块，信号处理模块对处理后的信号进行快速傅里叶变换、特征提取和特征识别，将识别出来的信号特征与设定阈值进行比较，若超出阈值，则信号传输模块向智能终端发出报警信号，如果在设定时间段内使用者没有取消报警信号，则智能终端会向急救站发出报警信号。不需传感器等其他信号获取装置，通过人的生命体征获取信号，实现第一时间感知使用者昏迷，第一时间报警，适用于车祸报警、独居老人监护及病患监护等场景。

主权项

1.基于脑‑机接口的昏迷自动报警系统，其特征是，包括依次串联的信号采集模块、信号处理模块、信号传输模块、智能终端；所述信号采集模块，包括有依次串联的采集原始脑电信号的电极帽、信号放大器、滤波电路、A/D转换模块；所述A/D转换模块与信号处理模块相连；采用四贴片EEG电极帽来记录头皮脑电信号；电极帽的四个电极贴片按照“10/20国际脑电记录系统”紧贴使用者头皮，采集来自使用者颞叶和顶叶脑区脑电信号中的自发脑电；在脑电波信号出现时，对脑电信号进行采集；脑电信号以30Hz的频率采样，脑电采集过程中，所有电极的阻抗值皆为5KΩ以下；将脑电信号送入信号放大器进行放大，放大后的信号送入滤波电路进行滤波处理，采用0.5HZ‑4HZ的带通滤波器，对放大后的信号进行滤波，排除δ波之外的其他脑电波及噪声干扰，滤波处理后的信号送入A/D转换模块进行模数转换，最后得到模数转换后的脑电信号，模数转换后的脑电信号送入信号处理模块；所述信号处理模块，包括依次连接的快速傅里叶变换模块和特征提取与特征识别模块，所述快速傅里叶变换模块与信号采集模块连接，所述特征提取与特征识别模块与信号传输模块连接；信号处理模块对处理后的信号进行快速傅里叶变换、特征提取和特征识别，所述快速傅里叶变换模块，将接收到信号由时域转换为频域；所述特征提取与特征识别模块用于对频域信号进行特征提取与识别，得到使用者大脑发出的信号特征，将设定时间段内的信号的峰值与设定的昏迷阈值进行比较，若超出阈值则为昏迷状态，信号传输模块向智能终端发出报警信号，如果在设定时间段内智能终端没有接收到取消报警信号的指令，则智能终端会向急救站发出报警信号；若未超出阈值则处于非昏迷状态；最后生成逻辑控制信号，逻辑控制信号输出到信号传输模块中；所述信号传输模块，包括依次连接的接收单元和输出单元，输出单元通过蓝牙与智能终端相连接；接收单元接收到来自信号处理模块的逻辑控制信号后，传输给输出单元，输出单元通过蓝牙将逻辑控制信号输出到智能终端；所述智能终端，包括蓝牙，蓝牙接收到信号传输模块的逻辑控制信号后，将逻辑控制信号传输给拨号模块，拨号模块与反馈模块和GPS定位模块连接，若拨号模块接在设定时间内收到反馈模块的取消拨号指令，则取消拨号，若拨号模块未接收到反馈模块的取消拨号指令，则向急救中心发出拨号，拨号模块通过语音播报预先录制好的报警信息和GPS定位模块的定位信息；电极帽采集使用者的脑电信号；对电极帽采集到的脑电信号进行预处理，所述预处理包括放大、滤波和模数转换处理；采用二级放大电路，对脑电信号进行放大；采用带通滤波器，对放大后的信号进行滤波，排除噪声干扰；进行模数转换，将滤波处理后的信号转换成数字信号；对预处理后的脑电信号进行傅里叶变换、特征提取和特征识别；对预处理后的脑电信号进行快速傅里叶变换，将经过预处理的信号从时域信号转换为频域信号，得到脑电信号的频率分布，对信号幅度进行分析，若幅度在持续设定时间段内超过设定阈值，则向信号传输模块输出逻辑控制信号；智能终端接收逻辑控制信号，在设定时间段内接收到使用者的反馈指令后，采取不报警措施，若在设定时间段内未接收到使用者的反馈指令，则采取报警措施。