CN105852886B - 面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，包括多模态脑功能检测装置、移动终端、网络服务器以及监控客户端，多模态脑功能检测装置通过蓝牙信号与移动终端相连，移动终端通过移动互联网与网络服务器相连，监控客户端通过网络与网络服务器相连。本发明基于移动互联网技术，采用多模态脑功能检测装置获取大学生的脑血氧信号和脑电信号，移动终端接收脑血氧信号和脑电信号，以及输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，然后将这些数据上传给网络服务器进行数据处理与分析，生成相应的诊断结果，并反馈给移动终端和监控客户端，实现对大学生精神疾病的早发现、早治疗，有利于对大学生精神疾病的早期预警与干预。

Description

面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统

技术领域

本发明涉及一种精神压力评估及高危人群干预系统，尤其是一种面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，属于认知神经科学领域和生命体征参数检测装置研究领域。

背景技术

大学生作为一个特殊的社会群体，在当今日趋激烈的竞争环境下，大学生的学业、大学的社交人际、就业形势的残酷现实都给大学生带来很多精神上和心理上的压力，通过近几年对大学生精神心理健康调查发现，大学生存在心理障碍和精神疾病的人数呈现逐年上升的趋势，到2015年止，大学生的精神疾病患病率高达26％。因此，精神疾病成为了大学生面临的严重疾病，对病人、家庭、社会产生了极大的危害。

尽管我国高校学生心理教育工作已经步入全面发展时期，已有三分之一的高校成立了大学生心理健康教育机构，有些高校的心理咨询中心已具备相当的规模和水平。但由于我国心理咨询业发展时间短，长期以来人们对心理咨询业存在误解和偏见，导致许多大学生有了心理问题和精神疾病却还不知道；或知道自己有心理问题和疾病，却不愿去看心理医生和接受心理咨询。多数人以为只有强烈的精神疾病表现才算是有真的精神疾病，对一些心理问题和现象不予承认与正视。大多数受访者认为，一旦去找心理医生，如被发现，则很可能被认为有精神疾病。要么是人们离他而去，要么是受到身边人的歧视。因此，大多数有心理问题和疾病的人，宁愿忍受心理疾病的煎熬，也不愿去找心理医生。有的虽希望寻求心理帮助，也多借助于电话或网络，而不愿面对面地去咨询。其次是大学生对自身的心理问题和疾病存在不科学的认识。有的大学生根本没有意识到自己有精神问题。而大多数有心理问题和精神疾病的大学生，则往往将自己的心理问题和精神疾病归类于心情不好，或一时的不快和冲动等等，根本未将这些与精神上不健康联系起来。

目前，常规的精神疾病诊断一般包括以下三个步骤：第一，受过专业培训的职业医师对获取患者相关的疾病信息，这包括：1)通过询问患者本人以及对患者病情了解的知情人，医务人员得到患者完整的病史；2)通过全面、有效的精神状况检查，医务工作者分析和总结出患者的精神症状；3)通过体查、实验室检查和脑影像等检查对患者的躯体情况进行系统的评估；第二，对获得的患者疾病信息进行全面的分析和判断，根据通用的诊断体系得出精神疾病的诊断；第三，观察随访病人，对诊断与处理进行必要的修正。这种诊断方法不但耗时长、诊断麻烦、不方便等，而且存在很多的误区，该诊断方法可能会受到诊断师的某些主观因素的干扰。另外，患者提供的信息不一定准确，而诊断师不可避免的根据错误的信息诊断出错误的疾病。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，该系统利用移动互联网技术，可以完成对大学生精神疾病状态的长期监测与分析，基于大数据的智能预测模型，为大学生的精神疾病早期预警与诊断提供有效方案，能对治疗后的精神疾病患者提供后续健康康复措施，为大学生的精神健康保驾护航。

本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，包括多模态脑功能检测装置、移动终端、网络服务器以及监控客户端，所述多模态脑功能检测装置通过蓝牙信号与移动终端相连，所述移动终端通过移动互联网与网络服务器相连，所述监控客户端通过网络与网络服务器相连；其中：

所述多模态脑功能检测装置，用于实时获取大学生的脑血氧信号和脑电信号，并将脑血氧信号和脑电信号发送到移动终端；

所述移动终端，用于接收大学生的脑血氧信号和脑电信号，以及输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，并将脑血氧信号、脑电信号、家族精神疾病史以及前期诊断信息上传给网络服务器；

所述网络服务器，用于接收移动终端上传的数据和对数据进行保存，并进行数据处理与分析，生成相应的诊断结果，将诊断结果反馈给移动终端和监控客户端；

所述监控客户端，用于记录、查询大学生的相关精神疾病状况，根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优的方案反馈给医师进行辅助诊断以及对高危人群的干预。

优选的，所述多模态脑功能检测装置包括NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元、蓝牙通讯单元、按键输入单元以及电源供电单元；

所述NIRS-EEG检测单元用于采集大学生的脑血氧信号和脑电信号；

所述超低功耗控制单元分别与NIRS-EEG检测单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元相连，超低功耗控制单元通过SPI接口与NIRS-EEG检测单元进行数据指令通信，并控制NIRS-EEG检测单元的工作方式，超低功耗控制单元通过UART串口通讯协议与蓝牙通讯单元进行数据传输通信，蓝牙通讯单元将接收到的数据发送到移动终端进行后续处理；

所述按键输入单元与电源供电单元相连，所述电源供电单元用于为NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元供电，并进行供电保护与电源管理。

优选的，所述NIRS-EEG检测单元采用单通道NIRS检测脑血氧信号，以及采用单导联EEG检测脑电信号，该NIRS-EEG检测单元包括NIRS探头、脑电贴片电极、脑血氧集成模拟前端以及脑电集成模拟前端，所述NIRS探头包括发光二极管和接收二极管，所述发光二极管、接收二极管和脑电贴片电极置于大学生的前额，所述接收二极管接收发光二极管所发出近红外光在经过脑部组织作用后的反射光，所述NIRS探头与脑血氧集成模拟前端相连，所述脑电贴片电极与脑电集成模拟前端相连，所述脑血氧集成模拟前端和脑电集成模拟前端集成在一起。

进一步的，所述脑血氧集成模拟前端包括发光二极管驱动电路、时间控制器、滤波器、放大器、三角积分模数转换器以及SPI接口，所述发光二极管驱动电路用于驱动发光二极管，所述时间控制器用于控制发光二极管按照一定时序交替发光，所述接收二极管接收的反射光信号经过滤波器、放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

进一步的，所述脑电集成模拟前端包括右腿驱动电路、滤波器、可编程仪表放大器、三角积分模数转换器以及SPI接口，所述脑电贴片电极采集的脑电信号经过右腿驱动电路、滤波器、可编程仪表放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

优选的，所述超低功耗控制单元包括中央处理器、通用外围设备接口模块、时钟定时中断模块、铁电随机存取存储器模块、JTAG接口和通信接口模块；所述中央处理器通过通用外围设备接口模块或通信接口模块接收来自NIRS-EEG检测单元和蓝牙通讯单元的数据信息，对数据进行整合处理，然后进行判断决策并将数据存储在铁电随机存取存储器模块中，所述中央处理器通过通信接口模块进行指令的收发，进而控制NIRS-EEG检测单元的工作方式，实现不同的检测功能。

进一步的，所述铁电随机存取存储器模块采用集闪存和SRAM最佳特性于一体的存储器技术，支持快速和低功耗写入，可抵抗辐射和电磁场，且不易受到攻击者攻击和保证数据安全性的功能。

进一步的，所述通信接口模块包括I²C总线、CAN总线、UART串口和SPI接口，用于不同功能单元之间的通信接口要求。

优选的，所述蓝牙通讯单元包括天线模块、链路控制模块、链路管理模块以及蓝牙协议模块，所述链路管理模块分别与天线模块和链路控制模块相连，所述蓝牙协议模块分别与天线模块和链路管理模块相连。

优选的，所述电源供电单元包括依次相连的电源充电模块、电源管理模块和LDO电源输出模块，采用多路LDO输出供电，减小了模拟电路的电源噪声，消除了各单元电源之间的相互影响，同时具有电源保护和管理的功能，提高了穿戴式产品的安全性。。

优选的，所述状态提示单元为状态指示灯，根据状态指示灯的闪烁状态，用于脑功能的状态提醒；所述按键输入单元为按键开关，按下按键开关后，输入按键开关信号，控制电源供电单元为NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元提供工作电压。

进一步的，所述脑血氧集成模拟前端选用TI公司的集成模拟前端AFE4400，用于脑血氧数据的采样和模数转换处理，通过SPI接口与超低功耗控制单元之间进行数据传输；所述脑电集成模拟前端选用TI公司的集成模拟前端ADS1291，用于脑电数据的采样和模数转换处理，通过SPI接口与超低功耗控制单元之间进行数据传输；所述超低功耗控制单元选用TI公司的超低功耗微处理器MSP430FR5969，灵活的配置微处理器的待机中断唤醒模式，极大地减小了设备运行时的功耗，延长了设备的待机时间；所述蓝牙通讯单元采用TI公司的CC2541芯片，该芯片采用蓝牙4.1标准，支持多款设备连接到一个蓝牙设备上，具备自行激活与睡眠控制功能，支持IPV6专用同代联机上网功能，提升了设备连接的灵活性，降低了LTE网络间的干扰，兼容蓝牙4.1版本以下的蓝牙设备，既能保证高速传输，又能解决功耗过大的问题；各个主要单元均采用TI公司的芯片进行电路设计，各芯片之间的参数统一，减小了分立器件引入的不必要干扰，提高了整体检测装置的准确性。

进一步的，所述监控客户端根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优的方案，具体包括：

1)利用支持向量机算法对数据进行合理分类；

2)利用Spark-DAG模型对数据进行处理；

3)利用BP神经网络模型对数据进行预测：采用Sigmoid型可微函数，在线性与非线性之间寻找出较好的平衡以实现中长期的预测。

进一步的，所述移动终端通过量表筛查获取前期诊断信息，筛查的量表包括两个方面：

1)应激及相关问题评估：包括生活事件量表、社会支持评定量表、应对方式问卷自陈式个体对行为评定量表；

2)通过心理学评定量表判断是否患病及其严重程度：包括SCL-90症状量表、抑郁自评量表、焦虑自评量表、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表、倍克-拉范森躁狂量表。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统基于移动互联网技术，采用多模态脑功能检测装置获取大学生的脑血氧信号和脑电信号，移动终端接收脑血氧信号和脑电信号，以及输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，然后将这些数据上传给网络服务器，网络服务器进行数据处理与分析，生成相应的诊断结果，并反馈给移动终端和监控客户端，实现对大学生精神疾病的早发现、早治疗，有利于对大学生精神疾病的早期预警与干预。

2、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置采用穿戴式检测技术，结合近红外光谱技术(NIRS)和脑电(EEG)检测技术来采集用户大脑的脑血氧信号和脑电信号，能够很大程度地丰富和提高脑功能认知活动信息检测时的精度和准确性，便携舒适、轻便小巧，方便了用户随时随地进行脑功能信息检测，为用户带来更好的医疗体验。

3、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，通过移动终端可以输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，能够对大学生的病历背景有了更充分的了解，便于对患者疾病信息进行全面的分析和判断，在进行精神疾病诊断上更准确可信。

4、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，移动终端内置大量的筛查量表，大学生可以自行进行量表筛查获取前期诊断信息，在保护大学生个人隐私的同时，免去了看医生的麻烦，并可以在任何时刻任何地点进行量表筛查，极大的提高了次系统的便利性；另外，移动终端接收来自网络服务器反馈的结果，能实时的把结果反馈给用户，对有精神疾病倾向的大学生提高早期预警，并对处于精神疾病中的大学生进行干预。

5、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，通过监控客户端，与网络服务器进行连接，对大学生的精神疾病状态进行监控，对其进行过的前期诊断信息进行备份；同时，存储网络服务器反馈的诊断结果，结合网络服务器反馈的诊断结果和预先存储的数据，再次进行数据分析，生成最优的方案供医师进行辅助诊断以及对高危人群的干预；另外，医师可以根据自己的临床经验对诊断结果进行修改与校正，以便于下次更好的预测。

6、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中的多模态脑功能检测装置，其超低功耗控制单元采用超低功耗技术设计，选用TI公司的超低功耗微处理器MSP430FR5969，灵活的配置微处理器的待机中断唤醒模式，极大地减小了设备运行时的功耗，延长了设备的待机时间。

7、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置的超低功耗控制单元采用新的非易失性存储器技术，嵌入铁电随机存取存储器模块，具有快速数据读写、低功耗、高寿命、可抵抗电磁场和辐射的功能。

8、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置的NIRS-EEG检测单元采用TI公司的集成模拟前端进行数据采集，工作方式灵活多变，采样精度高，误差小，功耗低，采用集成技术大大的缩减了设备板级空间，提高了穿戴式产品的轻便性与舒适性。

9、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置的电源供电单元采用多路LDO输出供电，减小了模拟电路的电源噪声，消除了各单元电源之间的相互影响，具有电源保护和管理的功能，提高了穿戴式产品的安全性。

10、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置的蓝牙通讯单元采用蓝牙4.1标准，支持多款设备连接到一个蓝牙设备上，具备自行激活与睡眠控制功能，支持IPV6专用同代联机上网功能，提升了设备连接的灵活性，降低了LTE网络间的干扰，兼容蓝牙4.1版本以下的蓝牙设备，既能保证高速传输，又能解决功耗过大的问题。

11、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置的蓝牙通讯单元可以将脑功能检测装置采集的数据发送到移动终端应用进行后续处理，丰富了后续功能应用的开发，便于用户随时随地了解自身的脑功能认知情况。

12、本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统中，多模态脑功能检测装置，其各个主要单元均采用TI公司的芯片进行电路设计，各芯片之间的参数统一，减小了分立器件引入的不必要干扰，提高了整体检测装置的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统的总体结构框图。

图2为本发明实施例的多模态脑功能检测装置的结构框图。

图3为本发明实施例的多模态脑功能检测装置的安装位置图。

图4为本发明实施例的NIRS-EEG检测单元中脑血氧集成模拟前端的工作流程图。

图5为本发明实施例的NIRS-EEG检测单元中脑电集成模拟前端的工作流程图。

图6为本发明实施例的蓝牙通讯单元的结构框图。

图7为本发明实施例的超低功耗控制单元的工作流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1所示，本实施例的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，包括多模态脑功能检测装置、移动终端、网络服务器以及监控客户端，所述多模态脑功能检测装置通过蓝牙信号与移动终端相连，所述移动终端通过移动互联网与网络服务器相连，所述监控客户端通过网络与网络服务器相连；其中：

所述多模态脑功能检测装置穿戴于大学生的前额，用于实时获取大学生的脑血氧信号和脑电信号，并将脑血氧信号和脑电信号发送到移动终端；

所述移动终端，用于接收大学生的脑血氧信号和脑电信号，以及输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，并将脑血氧信号、脑电信号、家族精神疾病史以及前期诊断信息上传给网络服务器；通过输入家族精神疾病史和前期诊断信息，以便于后期进行早期预警与干预结果的优化，大学生根据自己的实际情况，在移动终端的界面上正确填写家族精神疾病史，移动终端内置了大量筛查的量表，大学生可以直接输入前期诊断信息(如前期在医院所诊断的信息)，也可以通过量表筛查获得前期诊断信息，筛查的量表主要包括两个方面：

1)应激及相关问题评估：包括生活事件量表、社会支持评定量表、应对方式问卷自陈式个体对行为评定量表；

2)通过心理学评定量表判断是否患病及其严重程度：包括SCL-90症状量表、抑郁自评量表、焦虑自评量表、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表、倍克-拉范森躁狂量表。

所述网络服务器，用于接收移动终端上传的数据和对数据进行保存，并进行数据处理与分析，生成相应的诊断结果，将诊断结果反馈给移动终端和监控客户端，将诊断结果备份在监控客户端，以便后期利用。

所述监控客户端，可以建立数据库，用于记录、查询大学生的相关精神疾病状况，根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优的方案反馈给医师进行辅助诊断以及对高危人群的干预，医师可以根据自己的临床经验在监控客户端对诊断结果进行修改与校正，给大学生提供更人性化的治疗方案，从而能达到对这类患者进行长期的干预与预警作用。

监控客户端根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优方案，具体包括：

1)利用支持向量机算法(SVM)对数据进行合理分类；

2)利用Spark-DAG模型对数据进行处理；

3)利用BP神经网络模型对数据进行预测：采用Sigmoid(S状弯曲)型可微函数，在线性与非线性之间寻找出较好的平衡以实现中长期的预测。

如图2所示，本实施例的多模态脑功能检测装置包括NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元、蓝牙通讯单元、按键输入单元以及电源供电单元；所述超低功耗控制单元分别与NIRS-EEG检测单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元相连。

如图3所示，本实施例的多模态脑功能检测装置采用穿戴式检测技术，通过集成模拟前端的运用，大大缩减了设备的板级空间，有助于穿戴式检测技术的实现，结合近红外光谱技术(NIRS)和脑电图(EEG)检测技术，穿戴于大学生的前额，同时进行脑血氧和脑电信号的检测，所述NIRS-EEG检测单元用于采集大学生的脑血氧信号和脑电信号，其采用单通道NIRS检测脑血氧信号，以及采用单导联EEG检测脑电信号；该NIRS-EEG检测单元包括NIRS探头、脑电贴片电极、脑血氧集成模拟前端以及脑电集成模拟前端，所述NIRS探头包括发光二极管和接收二极管，所述发光二极管、接收二极管和脑电贴片电极置于大学生的前额，所述接收二极管接收发光二极管所发出近红外光在经过脑部组织作用后的反射光，所述NIRS探头与脑血氧集成模拟前端相连，所述脑电贴片电极与脑电集成模拟前端相连，所述脑血氧集成模拟前端和脑电集成模拟前端集成在一起。

所述脑血氧集成模拟前端选用TI(Texas Instruments，德州仪器)公司的AFE4400芯片，用于脑血氧数据的采样和模数转换处理，通过SPI接口与超低功耗控制单元之间进行数据传输，其包括发光二极管驱动电路、时间控制器、滤波器、放大器、三角积分(Δ-Σ)模数转换器(ADC)以及SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，所述发光二极管驱动电路用于驱动发光二极管，所述时间控制器用于控制发光二极管按照一定时序交替发光，所述接收二极管接收的反射光信号经过滤波器、放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

如图4所示，本实施例的脑血氧集成模拟前端的工作流程如下：

脑血氧集成模拟前端通过时间控制器设定的时钟频率控制发光二极管驱动电路，点亮额头前方的发光二极管，使发光二极管分时发出特定波长的近红外光照射脑部前额组织，接收二极管接收经过脑部组织作用后的光强信号，经过放大、滤波和三角积分(Δ-Σ)模数转换后，生成脑血氧的检测数据，通过脑血氧集成模拟前端的SPI接口将采集到的脑血氧信号数据传输给超低功耗控制单元。

所述脑电集成模拟前端选用TI公司的集成模拟前端ADS1291，用于脑电数据的采样和模数转换处理，通过SPI接口与超低功耗控制单元之间进行数据传输，其包括右腿驱动电路(RDL)、滤波器、可编程仪表放大器(PGA)、三角积分(Δ-Σ)模数转换器(ADC)以及SPI接口，所述脑电贴片电极采集的脑电信号经过右腿驱动电路、滤波器、可编程仪表放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

如图5所示，本实施例的脑电集成模拟前端的工作流程如下：

脑电贴片电极采集的脑电数据经过脑电集成模拟前端的右腿驱动电路，然后进行滤波、放大处理过后，通过三角积分(Δ-Σ)模数转换，生成脑电信号数据，通过脑电集成模拟前端的SPI接口将采集到的脑电信号数据传输给超低功耗控制单元。

所述超低功耗控制单元选用TI公司的超低功耗微处理器MSP430FR5969，灵活的配置微处理器的待机中断唤醒模式，极大地减小了设备运行时的功耗，延长了设备的待机时间，该超低功耗控制单元包括中央处理器、通用外围设备接口模块、时钟定时中断模块、铁电随机存取存储器模块(Ferromagnetic Random Access Memory，FRAM)、JTAG接口和通信接口模块；所述中央处理器通过通用外围设备接口模块或通信接口模块接收来自NIRS-EEG检测单元和蓝牙通讯单元的数据信息，对数据进行整合处理，然后进行判断决策并将数据存储在铁电随机存取存储器模块中，所述中央处理器通过通信接口模块进行指令的收发，进而控制NIRS-EEG检测单元的工作方式，实现不同的检测功能；其中，超低功耗控制单元通过SPI接口与NIRS-EEG检测单元进行数据指令通信，通过UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用非同步收发传输器)串口通讯协议与蓝牙通讯单元进行数据传输通信。

所述超低功耗控制单元中的铁电随机存取存储器模块采用集闪存和SRAM最佳特性于一体的存储器技术，支持快速和低功耗写入，可抵抗辐射和电磁场，且不易受到攻击者攻击和保证数据安全性的功能。

所述超低功耗控制单元中的所述通信接口模块包括I²C(Inter-IntegratedCircuit，内部集成电路)总线、CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、UART串口和SPI接口，用于不同功能单元之间的通信接口要求。

所述蓝牙通讯单元采用TI公司的CC2541芯片，该芯片采用蓝牙4.1标准，支持多款设备连接到一个蓝牙设备上，具备自行激活与睡眠控制功能，支持IPV6专用同代联机上网功能，提升了设备连接的灵活性，降低了LTE网络间的干扰，兼容蓝牙4.1版本以下的蓝牙设备，既能保证高速传输，又能解决功耗过大的问题。

如图6所示，所述蓝牙通讯单元用于将接收到的数据发送到移动终端进行后续处理，其包括天线模块、链路控制模块、链路管理模块以及蓝牙协议模块，所述链路管理模块分别与天线模块和链路控制模块相连，所述蓝牙协议模块分别与天线模块和链路管理模块相连，链路管理模块通过蓝牙协议模块可以进行数据加密，加密过后的数据通过天线模块进行发送与接收。

如图7所示，本实施例超低功耗控制单元的工作流程如下：

超低功耗控制单元通过初始化函数首先发送蓝牙连接请求，连接成功过后，对NIRS-EEG检测单元的集成模拟前端(脑血氧集成模拟前端和脑电集成模拟前端)进行寄存器配置，使集成模拟前端工作在低功耗脑血氧与脑电信号检测方式，配置完成过后，通过中断进行脑功能检测装置的佩戴检测，佩戴上脑功能检测装置后开启NIRS-EEG检测功能，进入外围设备终端等待函数，脑血氧与脑电信号数据生成后触发外围中断信号跳变，进入数据发送程序，超低功耗控制单元将接收到的数据发送给蓝牙通讯单元发送到移动终端应用的蓝牙接收端，至此，完成一个周期的数据收发。

所述状态提示单元为状态指示灯，根据状态指示灯的闪烁状态，用于脑功能的状态提醒；所述按键输入单元为按键开关，其与电源供电单元相连，按下按键开关后，输入按键开关信号，控制电源供电单元为NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元提供工作电压；所述电源供电单元包括依次相连的电源充电模块、电源管理模块和LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)电源输出模块，采用多路LDO输出供电，减小了模拟电路的电源噪声，消除了各单元电源之间的相互影响，同时具有电源保护和管理的功能，提高了穿戴式产品的安全性。

上述实施例中的移动终端可以是智能手机、平板电脑、PDA手持终端等。

综上所述，本发明的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统利用移动互联网技术，可以完成对大学生精神疾病状态的长期监测与分析，基于大数据的智能预测模型，为大学生的精神疾病早期预警与诊断提供有效方案，能对治疗后的精神疾病患者提供后续健康康复措施，为大学生的精神健康保驾护航。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (9)

1.面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：包括多模态脑功能检测装置、移动终端、网络服务器以及监控客户端，所述多模态脑功能检测装置通过蓝牙信号与移动终端相连，所述移动终端通过移动互联网与网络服务器相连，所述监控客户端通过网络与网络服务器相连；其中：

所述多模态脑功能检测装置，用于实时获取大学生的脑血氧信号和脑电信号，并将脑血氧信号和脑电信号发送到移动终端；

所述移动终端，用于接收大学生的脑血氧信号和脑电信号，以及输入大学生的家族精神疾病史和前期诊断信息，并将脑血氧信号、脑电信号、家族精神疾病史以及前期诊断信息上传给网络服务器；

所述网络服务器，用于接收移动终端上传的数据和对数据进行保存，并进行数据处理与分析，生成相应的诊断结果，将诊断结果反馈给移动终端和监控客户端；

所述监控客户端，用于记录、查询大学生的相关精神疾病状况，根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优的方案反馈给医师进行辅助诊断以及对高危人群的干预；其中，根据网络服务器反馈的诊断结果，进行深度挖掘与预测，生成最优的方案，具体包括：

1)利用支持向量机算法对数据进行合理分类；

2)利用Spark-DAG模型对数据进行处理；

3)利用BP神经网络模型对数据进行预测：采用Sigmoid型可微函数，在线性与非线性之间寻找出较好的平衡以实现中长期的预测。

2.根据权利要求1所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述多模态脑功能检测装置包括NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元、蓝牙通讯单元、按键输入单元以及电源供电单元；

所述NIRS-EEG检测单元用于采集大学生的脑血氧信号和脑电信号；

所述超低功耗控制单元分别与NIRS-EEG检测单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元相连，超低功耗控制单元通过SPI接口与NIRS-EEG检测单元进行数据指令通信，并控制NIRS-EEG检测单元的工作方式，超低功耗控制单元通过UART串口通讯协议与蓝牙通讯单元进行数据传输通信，蓝牙通讯单元将接收到的数据发送到移动终端进行后续处理；

所述按键输入单元与电源供电单元相连，所述电源供电单元用于为NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元供电，并进行供电保护与电源管理。

3.根据权利要求2所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述NIRS-EEG检测单元采用单通道NIRS检测脑血氧信号，以及采用单导联EEG检测脑电信号，该NIRS-EEG检测单元包括NIRS探头、脑电贴片电极、脑血氧集成模拟前端以及脑电集成模拟前端，所述NIRS探头包括发光二极管和接收二极管，所述发光二极管、接收二极管和脑电贴片电极置于大学生的前额，所述接收二极管接收发光二极管所发出近红外光在经过脑部组织作用后的反射光，所述NIRS探头与脑血氧集成模拟前端相连，所述脑电贴片电极与脑电集成模拟前端相连，所述脑血氧集成模拟前端和脑电集成模拟前端集成在一起。

4.根据权利要求3所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述脑血氧集成模拟前端包括发光二极管驱动电路、时间控制器、滤波器、放大器、三角积分模数转换器以及SPI接口，所述发光二极管驱动电路用于驱动发光二极管，所述时间控制器用于控制发光二极管按照一定时序交替发光，所述接收二极管接收的反射光信号经过滤波器、放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

5.根据权利要求3所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述脑电集成模拟前端包括右腿驱动电路、滤波器、可编程仪表放大器、三角积分模数转换器以及SPI接口，所述脑电贴片电极采集的脑电信号经过右腿驱动电路、滤波器、可编程仪表放大器、三角积分模数转换器后，由SPI接口传输给超低功耗控制单元。

6.根据权利要求2所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述超低功耗控制单元包括中央处理器、通用外围设备接口模块、时钟定时中断模块、铁电随机存取存储器模块、JTAG接口、通信接口模块；所述中央处理器通过通用外围设备接口模块或通信接口模块接收来自NIRS-EEG检测单元和蓝牙通讯单元的数据信息，对数据进行整合处理，然后进行判断决策并将数据存储在铁电随机存取存储器模块中，所述中央处理器通过通信接口模块进行指令的收发，进而控制NIRS-EEG检测单元的工作方式。

7.根据权利要求2所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述蓝牙通讯单元包括天线模块、链路控制模块、链路管理模块以及蓝牙协议模块，所述链路管理模块分别与天线模块和链路控制模块相连，所述蓝牙协议模块分别与天线模块和链路管理模块相连；

所述电源供电单元包括依次相连的电源充电模块、电源管理模块和LDO电源输出模块。

8.根据权利要求3所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述脑血氧集成模拟前端选用TI公司的集成模拟前端AFE4400；所述脑电集成模拟前端选用TI公司的集成模拟前端ADS1291；所述超低功耗控制单元选用TI公司的超低功耗微处理器MSP430FR5969；所述蓝牙通讯单元采用TI公司的CC2541芯片，该芯片采用蓝牙4.1标准。

9.根据权利要求1-8任一项所述的面向大学生的精神压力评估及高危人群干预系统，其特征在于：所述移动终端通过量表筛查获取前期诊断信息，筛查的量表包括两个方面：

1)应激及相关问题评估：包括生活事件量表、社会支持评定量表、应对方式问卷自陈式个体对行为评定量表；

2)通过心理学评定量表判断是否患病及其严重程度：包括SCL-90症状量表、抑郁自评量表、焦虑自评量表、汉密尔顿抑郁量表、汉密尔顿焦虑量表、倍克-拉范森躁狂量表。