CN116849942A - 一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 - Google Patents
一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116849942A CN116849942A CN202310940457.XA CN202310940457A CN116849942A CN 116849942 A CN116849942 A CN 116849942A CN 202310940457 A CN202310940457 A CN 202310940457A CN 116849942 A CN116849942 A CN 116849942A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- user
- brain
- medical care
- care bed
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 34
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims description 33
- 230000007958 sleep Effects 0.000 claims description 22
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 claims description 20
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 17
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000006870 function Effects 0.000 claims description 11
- 230000000763 evoking effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 4
- 230000005059 dormancy Effects 0.000 claims description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 2
- 230000000474 nursing effect Effects 0.000 abstract description 67
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001769 paralizing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000001994 activation Methods 0.000 description 28
- 238000013145 classification model Methods 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- 238000012549 training Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 2
- 208000004210 Pressure Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 208000003464 asthenopia Diseases 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 208000030533 eye disease Diseases 0.000 description 1
- 210000001061 forehead Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 208000005346 nocturnal enuresis Diseases 0.000 description 1
- 210000000869 occipital lobe Anatomy 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 210000004761 scalp Anatomy 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
- A61G7/001—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons with means for turning-over the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/369—Electroencephalography [EEG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
- A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
- A61B5/398—Electrooculography [EOG], e.g. detecting nystagmus; Electroretinography [ERG]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
- A61G7/002—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame
- A61G7/015—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame divided into different adjustable sections, e.g. for Gatch position
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
- A61G7/05—Parts, details or accessories of beds
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
- A61G7/05—Parts, details or accessories of beds
- A61G7/057—Arrangements for preventing bed-sores or for supporting patients with burns, e.g. mattresses specially adapted therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G2200/00—Information related to the kind of patient or his position
- A61G2200/30—Specific positions of the patient
- A61G2200/32—Specific positions of the patient lying
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
- A61G2203/00—General characteristics of devices
- A61G2203/10—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering
- A61G2203/18—General characteristics of devices characterised by specific control means, e.g. for adjustment or steering by patient's head, eyes, facial muscles or voice
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Nursing (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Psychology (AREA)
- Psychiatry (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
Abstract
本发明提供了一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，包括信号采集处理系统、功能控制系统和执行主体；信号采集处理系统用以获取、处理生理信号；功能控制系统用以根据获取、处理后的生理信号，结合预设的控制逻辑对执行主体发出控制指令；利用执行主体执行预设动作。本发明有益效果：一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，可以让使用者独立完成护理床调节，不再需要依靠医护和家属，解决了以下两种护理床的弊端：面对行动障碍使用者的手动护理床；面对全瘫使用者的电动护理床。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其是涉及一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床。
背景技术
护理床一般都是动力床，分为电动或手动护理床，随着科技的发展，市场上也开发了声控和眼控护理床。护理床是根据使用者的卧床生活习性和治疗需要而设计的，具有多项护理功能和操作按钮，如体重监测、起背就餐、定时翻身报警(预防褥疮)、负压吸尿、尿床报警、移动运输、休息、康复(被动运动、站立)、输液给药、相关提示等功能。护理床需要方便医护观察巡视和家属操作使用，以实用简约为主，供使用者在住院或居家治疗康复休养时使用。
但是在现有各类护理床所用的技术中，申请人发现上述存在以下问题：
1.手动护理床需要医护或家属随时在使用者身边，所有生活起居均需他人帮助才可以完成；
2.电动护理床面对部分失能的使用者，可以一定程度减少医护的工作量，提高护理工作效率，但是面对全瘫使用者，仍然无法让其独立控制护理床；
3.声控护理床更多的适用于使用者处于安静的单间的环境，否则不仅会打扰其他使用者还会因为外界干扰影响操作的准确度；
4.眼控护理床虽然解决了环境干扰的问题，但由于需要通过眼球追踪来实现护理床控制，对于有眼疾的使用者存在使用局限性。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，以使行动障碍使用者可以独立控制，帮助他们自主完成简单的护理。该脑控多功能护理床基于脑机接口系统，通过脑电信号传递使用者意图，完成护理床的调节。不仅有利于提高医护的工作效率，提升使用者的使用体验，还给予了使用者足够的尊严。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，包括信号采集处理系统、功能控制系统和执行主体；
信号采集处理系统用以获取、处理生理信号；
功能控制系统用以根据获取、处理后的生理信号，结合预设的控制逻辑对执行主体发出控制指令；
利用执行主体执行预设动作。
进一步的，信号采集处理系统包括采集单元、放大器、显示屏和主控制电路；
采集单元获取的生理信号通过放大器输入至主控制电路；
利用主控制电路对信号进行处理和分析，用以获取使用者意图；
根据处理和分析后的信号，通过显示屏进行视觉刺激的呈现。
进一步的，采集单元包括脑电采集单元、眼电采集单元，其中：
脑电采集单元：至少包括接地导联，参考导联和信号导联；
眼电采集单元：至少包括接地导联、参考导联、信号导联和眼电导联。
进一步的，本方案公开了一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法，用于控制一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，包括：
S1、预设激活/休眠逻辑，用以激活/休眠执行主体；
S2、预设控制逻辑，用以控制执行主体；
S3、执行主体根据步骤S2中预设的控制逻辑执行相应动作。
进一步的，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于静息脑电信号的执行主体激活方法：
执行主体处于休眠模式执行下述不少于一种动作：
使用者执行第一姿态，持续a s；
当检测到持续a s的第一姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅰ；
使用者听到提示音Ⅰ后执行第二姿态，持续b s，同时复述提示音Ⅰ；
使用者执行第三姿态，持续c s，当检测到持续c s的第三姿态的脑电信号，同时发出提示音Ⅱ；
使用者听到提示音Ⅱ后执行第三姿态，持续d s，同时复述提示音Ⅱ；
使用者执行第四姿态，持续e s，当检测到持续e s的第四姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅲ，同时激活成功；
基于静息脑电信号的执行主体关闭方法：
执行主体处于激活模式执行下述不少于一种动作：
使用者执行第五姿态，持续f s；
当检测到持续f s的第五姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅳ；
使用者听到提示音Ⅳ后执行第六姿态，当检测到持续g s的第六姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅴ；
使用者听到提示音Ⅴ后执行第七姿态，当检测到持续h s的第七姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅵ，同时进入休眠模式；
其中，
第一姿态、第二姿态、第三姿态、第四姿态、第五姿态、第六姿态、第七姿态之间相同/不同；
提示音Ⅰ、提示音Ⅱ、提示音Ⅲ、提示音Ⅳ、提示音Ⅴ、提示音Ⅵ之间相同/不同；
a、b、c、d、e、f、g、h之间相同/不同。
进一步的，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于眼动信号的执行主体激活方法：
执行主体处于休眠模式，接收到n1次第一眼动信号，同时发出提示音，切换到激活模式；
基于眼动信号的执行主体关闭方法：
执行主体处于激活模式，接收到n2次第二眼动信号，同时发出提示音，切换到休眠模式；
其中，
第一眼动信号、第二眼动信号之间相同/不同
n1、n2之间相同/不同。
进一步的，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于稳态视觉诱发电位的执行主体激活方法：
检测到使用者注视第一位置持续i s，使用者听到提示音后注视第二位置持续js，切换到激活模式；
基于稳态视觉诱发电位的执行主体关闭方法：
检测到使用者注视第三位置持续k s，使用者听到提示音后注视第四位置持续ls，切换到休眠模式；
其中，
第一位置、第二位置、第三位置、第四位置之间相同/不同；
i、j、k、l之间相同/不同。
进一步的，本方案公开了一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，所述处理器用于执行一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
进一步的，本方案公开了一种服务器，包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
进一步的，本方案公开了一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
相对于现有技术，本发明所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，可以让使用者独立完成护理床调节，不再需要依靠医护和家属，解决了以下两种护理床的弊端：面对行动障碍使用者的手动护理床；面对全瘫使用者的电动护理床；
(2)本发明所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，以脑控的操作方式控制护理床，解决了以下两种护理床的弊端：语音控制护理床使用者操作时互相干扰的问题；眼动控制护理床使用者使用时眼睛过度疲劳问题；
(3)本发明所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，以脑控的操作方式控制护理床，为护理床的功能拓展提供了更多可能。例如可以支持在一般情况下使用脑控，特定的环境下配合语音控制，提高使用者的使用体验。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为护理床结构图；
图2为脑电帽电极位置图；
图3为床体调节状态图；
图4为护理床激活示意图(“静息”脑电信号)；
图5为护理床激活示意图(“眨眼”眼动信号)；
图6为护理床激活示意图(稳态视觉诱发电位)；
图7为范式设计示意图；
图8为单个Trial流程图；
图9为脑电信号预处理流程图；
图10为视觉刺激示意图(P300)；
图11为视觉刺激示意图(SSVEP)。
附图标记说明：
1-脑电帽；2-放大器；3-显示屏；4-床板；5-床架；6-床体；7-主控制电路；8-控制器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明是一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，其目的在于使行动障碍使用者可以独立控制，帮助他们自主完成简单的护理。该脑控多功能护理床基于脑机接口系统，通过脑电信号传递使用者意图，完成护理床的调节。不仅有利于提高医护的工作效率，提升使用者的使用体验，还给予了使用者足够的尊严。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，如图1，包括信号采集处理系统，护理床主体和功能控制系统，所述信号采集分析系统包括脑电帽1、放大器2、显示屏3和主控制电路7，所述护理床主体包括床板4、床架5和床体6，所述功能控制系统包括主控制电路7和控制器8。所述脑电帽1与所述放大器2相连，所述放大器2、显示屏3和控制器8与主控制电路7相连，各部分固定方式如下：所述放大器2、主控制电路7直接固定在所述床板4上；显示屏3通过支架固定在所述床板4上；控制器8固定在所述床体6下方。
所述主控制电路7对全局进行控制，其具体功能包括：接收所述放大器2输入的信号，并对信号进行处理和分析，用以切换护理床模式和传递使用者意图；控制所述显示屏3进行视觉刺激的呈现；根据输出结果对所述控制器8进行控制。所述显示屏3中包含扬声器可对使用中的各种提示音进行播报。
本发明专利中所述脑电帽1为头夹子形式在使用时夹于使用者头部，实际也可是帽子形式，脑电帽至少包括3导联其分布位置分别为接地导联，参考导联和信号导联，若采用眼电方式对系统进行激活则至少包括4导联，分别为接地导联、参考导联、信号导联和眼电导联，所述信号导联依据选定的控制方式位置有所不同，例如图2所示的导联位置：选取运动想象控制时，信号导联位于前额叶区域，选取p300控制时，信号导联位于顶叶区域，选取SSVEP进行控制时信号导联位于枕叶区域。几种控制方式之间并不冲突，若想同时采用多种控制方式增加信号导联的数目即可。
所述床体包含10块活动床板和控制相关的机械结构。如图3，通过调节各部分角度，除空闲状态以外可以完成8种激活模式的切换，分别为：整体升降；左侧翻身；右侧翻身；抬腿；落腿Ⅰ；落腿Ⅱ；起背Ⅰ；起背Ⅱ。8个状态调节所需高度和角度均可自定义，其中落腿和起背状态可以进行两档角度记忆。
一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的实现方法，具体如下：
步骤1、可基于三种方式激活护理床(使护理床从休眠模式切换到激活模式)：
1.基于“静息”脑电信号激活及关闭方式，如图4：
护理床处于休眠模式，使用者闭眼静息，保持4s，当检测到持续4s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅰ。听到提示音后使用者需睁开双眼，保持2s，同时发出提示音Ⅰ。使用者再次闭眼静息，保持4s，当检测到持续4s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅱ。听到提示音后使用者需再次睁开双眼，保持2s，同时发出提示音Ⅱ。使用者第三次闭眼静息，保持4s，当检测到持续4s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅲ，激活成功。需要注意的是，在整个激活过程中若使用者在任一环节未能完成对应任务则护理床均不会激活。
护理床处于激活模式，使用者闭眼静息，保持4s，当检测到持续4s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅰ。听到提示音后，使用者需继续闭眼静息，当检测到持续8s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅱ。听到提示音后，使用者仍需保持闭眼静息，当检测到持续12s的“闭眼静息”脑电信号，同时发出提示音Ⅳ，护理床进入休眠模式。需要注意的是，在整个关闭激活模式过程中若使用者在任一环节未能完成对应任务则激活模式均不会关闭。
本发明专利中闭眼静息时间采用至少2s，优选4s，本发明专利中睁眼静息时间采用至少1s，优选2s。
本发明专利中提示音采用蜂鸣声或者文字语音提示，优选文字语音提示，例如“激活成功”。
2.基于“眨眼”眼动信号激活及关闭方式，如图5：
护理床处于休眠模式，接收到3次“眨眼”的眼动信号，同时发出提示音Ⅲ，切换到激活模式。需要注意的是，在整个激活过程中若使用者连续眨眼不足3次或超过3次则护理床均不会激活。
护理床处于激活模式，接收到三次“眨眼”的眼动信号，同时发出提示音Ⅳ，切换到休眠模式。需要注意的是，在整个关闭激活模式过程中若使用者连续眨眼不足3次或超过3次则激活模式均不会关闭。
3.基于稳态视觉诱发电位的激活及关闭方式，如图6：
设置显示屏左下角有一块1cm2的方块，在任何情况下都在以固定频率不停闪烁。
护理床处于休眠模式，使用者注视所述方块，持续3s，同时发出提示音Ⅰ。听到提示音后使用者需继续注视所述方块，保持3s，同时发出提示音Ⅲ，切换到激活模式。需要注意的是，在整个激活过程中若使用者在任一环节未能完成对应任务则护理床均不会激活。
护理床处于激活模式，使用者注视所述方块，持续3s，同时发出提示音Ⅰ。听到提示音后使用者需继续注视所述方块，保持3s，同时发出提示音Ⅳ，切换到休眠模式。需要注意的是，在整个激活过程中若使用者在任一环节未能完成对应任务则激活模式均不会关闭。
本发明专利中小块的面积应至少为0.25cm2，其位置可是屏幕中的任何位置，其形状可为圆形或多边形或曲边不规则图像，优选面积1cm2，优选位置屏幕左下角，优选形状正方形。
本发明专利中注视时长为至少1s，优选注视时长为3s。
步骤2、可基于三种方式控制护理床：
1.基于运动想象-脑机接口(MI-BCI)控制护理床：
本发明提供了一种基于MI对护理床进行控制的方式，前提需要建立分类模型，通过其对自发脑电信号进行辨识，根据分类结果确定使用者意图所对应的护理床调节状态，从而实现对护理床进行控制的目的。模型的建立方式有两种，一种是个性化定制，对同一使用者进行若干试次MI试验(8个MI任务)，以此数据完成对模型的训练；另一种是模型优选，这种方法需要借助数据库获取若干模型，接着通过准备阶段采集的少量使用者脑电信号进行校准，最后从中选出最优性能的模型作为使用者使用阶段的模型。其中，数据库的搭建是通过招募若干被试并对每个被试进行多次MI试验完成。需要注意的是，区别于模型优选方法需要提前搭建数据库，对于个性化定制建立的分类模型，使用者可以直接进入使用阶段。
所采用的MI试验如下：
准备阶段中，首先如图7设计8种MI范式。然后如图8设置脑电采集单次trial流程，并在DC(Direct Current，直流)模式下采集脑电信号。再按照图9所示对脑电信号进行预处理。需要注意的是，用脑电信号训练网络时需要区分个性化定制和模型优选两种模型建立方式：个性化定制时用使用者若干试次MI试验的脑电信号训练模型；模型优选时用所招募被试若干试次MI试验的脑电信号分别训练多个模型。
2.基于事件相关电位(P300)控制护理床：
本发明提供了一种基于事件相关电位(P300)对护理床进行控制的方式，前提需要建立分类模型，通过其对视觉诱发脑电信号进行辨识，根据分类结果定位视觉注视点所对应护理床调节状态，从而实现对护理床进行控制的目的。模型的建立方式有两种，一种是个性化定制，对同一使用者进行若干试次P300试验(8种视觉刺激)，以此数据完成对模型的训练；另一种是模型优选，这种方法需要借助数据库获取若干模型，接着通过准备阶段采集的少量使用者脑电信号进行校准，最后从中选出最优性能的模型作为使用者使用阶段的模型。其中，数据库的搭建是通过招募若干被试并对每个被试进行多次P300试验完成。需要注意的是，区别于模型优选方法需要提前搭建数据库，对于个性化定制建立的分类模型，使用者可以直接进入使用阶段。
所采用的P300试验如下：
准备阶段中，首先如图10设置屏幕，屏幕中会以固定频率按照整行或整列的形式进行闪烁，每循环一次，全部行列均闪烁一次。其次，以包含目标护理床状态所对应块的行或列亮起为靶刺激，以不包含目标护理床状态所对应块的行或列亮起为非靶刺激。然后让屏幕以固定频率按照先行后列的次序顺序闪烁，在DC模式下采集脑电信号。最后按照图9所示对脑电信号进行预处理。需要注意一下两点：第一，用脑电信号训练网络时需要区分个性化定制和模型优选两种模型建立方式：个性化定制时用使用者若干试次P300试验的脑电信号训练网络；模型优选时用所招募被试若干试次P300试验的脑电信号分别训练多个网络。第二，准备阶段和使用阶段时屏幕闪烁有所区别：准备阶段中按照先行后列的次序顺序闪烁；使用阶段中以固定频率随机闪烁(每循环一次，全部行列均闪烁一次)。
3.基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)控制护理床：
本发明提供了一种基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)对护理床进行控制的方式，通过SSVEP定位视觉注视点所对应护理床调节状态，从而实现对护理床进行控制的目的。首先如图11设置屏幕，屏幕中会按照单块的形式以各自固定频率进行随机闪烁。其次，以目标护理床状态所对应块亮起为靶刺激，以非目标护理床状态所对应块亮起为非靶刺激。然后在DC模式下采集脑电信号，再按照图9所示对脑电信号进行预处理。需要注意的是，区别于其他两种方式，基于SSVEP控制护理床时使用者可以直接进入使用阶段，也可以提前基于少量的数据对模型进行训练。
步骤3、将步骤2中所选择方式分析的脑电信号结果经过主控制电路转换为控制信号并输入控制器，控制床体各机械单元调节高低和角度。
步骤4、使用者完成调节后，按照步骤1将护理床切换至休眠模式。
在具体还是过程中，提出以下实施例：
1.MI-BCI
以下对本发明的MI-BCI实施例做进一步详述：
准备阶段：
步骤1.建立分类模型。如果采用个性化定制，则使用者可以直接进入使用阶段；如采用多模型筛选，则使用者需要在分类模型校准以后再使用。
步骤2.辅助使用者在护理床上体验多个调节角度，并设置护理床记忆“整体升降”高度、“左侧翻身”、“右侧翻身”、“抬腿”各一种角度和“落腿”、“起背”各两种角度。
步骤3.为使用者佩戴脑电帽，设置DC模式下采集脑电信号。
使用阶段：
步骤1.当使用者需要改变姿势的时候，激活护理床。需要注意的是，选择基于“眨眼”眼动信号激活的方式，需要额外增加VEO眼电电极。
步骤2.使用者专注想象需要改变的姿势。
步骤3.待护理床调节角度到位后，使用者可以继续下一个姿势的调节，步骤同步骤2。
步骤4.当使用者不再需要改变姿势的时候，切换护理床到休眠模式。
2.P300
以下对本发明的P300实施例做进一步详述：
准备阶段：
步骤1.建立分类模型。如果采用个性化定制，则使用者可以直接进入使用阶段；如采用多模型筛选，则使用者需要在分类模型校准以后再使用。
步骤2.辅助使用者在护理床上体验多个调节角度，并设置护理床记忆“整体升降”一种高度；“左侧翻身”、“右侧翻身”、“抬腿”各一种角度；“落腿”、“起背”各两种角度。
步骤3.为使用者佩戴脑电帽，设置DC模式下采集脑电信号。
使用阶段：
步骤1.当使用者需要改变姿势的时候，激活护理床。需要注意的是，选择基于“眨眼”眼动信号激活的方式，需要额外增加VEO眼电电极。
步骤2.使用者注视目标护理床状态所对应块。
步骤3.待护理床调节角度到位后，使用者可以继续下一个姿势的调节，步骤同步骤2。
步骤4.当使用者不再需要改变姿势的时候，切换护理床到休眠模式。
3.SSVEP
以下对本发明的SSVEP实施例做进一步详述：
准备阶段：
步骤1.辅助使用者在护理床上体验多个调节角度，并设置护理床记忆“整体升降”一种高度；“左侧翻身”、“右侧翻身”、“抬腿”各一种角度；“落腿”、“起背”各两种角度。
步骤2.为使用者佩戴脑电帽，设置DC模式下采集脑电信号。
使用阶段：
步骤1.当使用者需要改变姿势的时候，激活护理床。需要注意的是，选择基于“眨眼”眼动信号激活的方式，需要额外增加VEO眼电电极。
步骤2.使用者注视目标护理床状态所对应块。
步骤3.待护理床调节角度到位后，使用者可以继续下一个姿势的调节，步骤同步骤2。
步骤4.当使用者不再需要改变姿势的时候，切换护理床到休眠模式。
鉴于以上内容，可以看到，实现了本发明的若干目标并获得了有利结果。
本脑控多功能医疗护理床使用非侵入式脑机接口技术，利用头皮无创地获取脑电信号，这一过程完全不影响使用者在使用时的视觉或听觉感知，且便于操作，这种新的多功能医疗护理床扩展传统护理床的操作模式，为其功能延伸提供更多选择。
在本发明中，脑电帽的样式可以有多种形式。例如脑电帽可以将电极贴在皮肤上、可以选择头戴式或头夹式等，本实施例中优先选择了头夹式，但这不是必要的，可以认为，不同种类脑电帽的选择是在本发明的范围之内。
在本发明中，通道数可以通过平衡使用便利性和脑电信号辨识准确度来确定，可以使用双通道、四通道甚至单通道，本实施例中优先选择了双通道。
在本发明中，护理床可动部位及角度可以采用个性化定制的方法，即可以合并一些床体部位或者增加一些细分的可控床体部位。本实施例中以背部抬起、腿部抬落和全身侧翻为基础，根据使用者需求引申出八种护理床激活模式，其旨在包含性的，且意味着除所列出的部分之外还可以有其他调节部位。
关于护理床激活方式和具体的脑机接口技术，本发明提供了三种模式(休眠模式；激活模式)间切换方式和三种脑机接口技术。由于可在不脱离本发明范围的情况下在上述产品和方法中做出各种改变，因此包含在上述说明书并在附图中示出的所有内容都应当被解释为说明性而非限制性的。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的方法和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。上述单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，其特征在于，包括信号采集处理系统、功能控制系统和执行主体；
信号采集处理系统用以获取、处理生理信号；
功能控制系统用以根据获取、处理后的生理信号，结合预设的控制逻辑对执行主体发出控制指令；
利用执行主体执行预设动作。
2.根据权利要求1所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，其特征在于：信号采集处理系统包括采集单元、放大器、显示屏和主控制电路；
采集单元获取的生理信号通过放大器输入至主控制电路；
利用主控制电路对信号进行处理和分析，用以获取使用者意图；
根据处理和分析后的信号，通过显示屏进行视觉刺激的呈现。
3.根据权利要求2所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，其特征在于，采集单元包括脑电采集单元、眼电采集单元，其中：
脑电采集单元：至少包括接地导联，参考导联和信号导联；
眼电采集单元：至少包括接地导联、参考导联、信号导联和眼电导联。
4.一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法，用于控制权利要求1-3任一所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床，其特征在于，包括：
S1、预设激活/休眠逻辑，用以激活/休眠执行主体；
S2、预设控制逻辑，用以控制执行主体；
S3、执行主体根据步骤S2中预设的控制逻辑执行相应动作。
5.根据权利要求4所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法，其特征在于，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于静息脑电信号的执行主体激活方法：
执行主体处于休眠模式执行下述不少于一种动作：
使用者执行第一姿态，持续a s；
当检测到持续a s的第一姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅰ；
使用者听到提示音Ⅰ后执行第二姿态，持续b s，同时复述提示音Ⅰ；
使用者执行第三姿态，持续c s，当检测到持续c s的第三姿态的脑电信号，同时发出提示音Ⅱ；
使用者听到提示音Ⅱ后执行第三姿态，持续d s，同时复述提示音Ⅱ；
使用者执行第四姿态，持续e s，当检测到持续e s的第四姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅲ，同时激活成功；
基于静息脑电信号的执行主体关闭方法：
执行主体处于激活模式执行下述不少于一种动作：
使用者执行第五姿态，持续f s；
当检测到持续f s的第五姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅳ；
使用者听到提示音Ⅳ后执行第六姿态，当检测到持续g s的第六姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅴ；
使用者听到提示音Ⅴ后执行第七姿态，当检测到持续h s的第七姿态的脑电信号后，发出提示音Ⅵ，同时进入休眠模式；
其中，
第一姿态、第二姿态、第三姿态、第四姿态、第五姿态、第六姿态、第七姿态之间相同/不同；
提示音Ⅰ、提示音Ⅱ、提示音Ⅲ、提示音Ⅳ、提示音Ⅴ、提示音Ⅵ之间相同/不同；
a、b、c、d、e、f、g、h之间相同/不同。
6.根据权利要求4所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法，其特征在于，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于眼动信号的执行主体激活方法：
执行主体处于休眠模式，接收到n1次第一眼动信号，同时发出提示音，切换到激活模式；
基于眼动信号的执行主体关闭方法：
执行主体处于激活模式，接收到n2次第二眼动信号，同时发出提示音，切换到休眠模式；
其中，
第一眼动信号、第二眼动信号之间相同/不同
n1、n2之间相同/不同。
7.根据权利要求4所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法，其特征在于，在步骤S1中，激活逻辑包括：
基于稳态视觉诱发电位的执行主体激活方法：
检测到使用者注视第一位置持续i s，使用者听到提示音后注视第二位置持续j s，切换到激活模式；
基于稳态视觉诱发电位的执行主体关闭方法：
检测到使用者注视第三位置持续k s，使用者听到提示音后注视第四位置持续l s，切换到休眠模式；
其中，
第一位置、第二位置、第三位置、第四位置之间相同/不同；
i、j、k、l之间相同/不同。
8.一种电子设备，包括处理器以及与处理器通信连接，且用于存储所述处理器可执行指令的存储器，其特征在于：所述处理器用于执行上述权利要求4-7任一所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
9.一种服务器，其特征在于：包括至少一个处理器，以及与所述处理器通信连接的存储器，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求4-7任一所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
10.一种计算机可读取存储介质，存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4-7任一项所述的一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床的控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310940457.XA CN116849942A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310940457.XA CN116849942A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116849942A true CN116849942A (zh) | 2023-10-10 |
Family
ID=88235899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310940457.XA Pending CN116849942A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116849942A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117357351A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 华南脑控(广东)智能科技有限公司 | 一种电动病床和家电的多模态智能控制方法及装置 |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106214391A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-14 | 山东建筑大学 | 基于脑机接口的智能护理床及其控制方法 |
| CN108319928A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-07-24 | 天津大学 | 一种基于多目标微粒群算法优化的深度学习模型及应用 |
| CN108363493A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-03 | 山东建筑大学 | 基于脑机接口的用户特征模型建立方法、系统及存储介质 |
| CN109284004A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-29 | 中国矿业大学 | 一种基于脑机接口的智能护理系统 |
| CN110163180A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 长春思帕德科技有限公司 | 运动想象脑电数据分类方法及系统 |
| CN112764532A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 北京信息科技大学 | 基于脑电眼电结合的键鼠控制系统及控制方法 |
| CN115227504A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-10-25 | 浙江师范大学 | 一种基于脑电眼电信号的自动升降病床系统 |
| CN115444717A (zh) * | 2022-11-10 | 2022-12-09 | 山东海天智能工程有限公司 | 基于脑机接口的肢体功能康复训练方法及系统 |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310940457.XA patent/CN116849942A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106214391A (zh) * | 2016-07-21 | 2016-12-14 | 山东建筑大学 | 基于脑机接口的智能护理床及其控制方法 |
| CN108319928A (zh) * | 2018-02-28 | 2018-07-24 | 天津大学 | 一种基于多目标微粒群算法优化的深度学习模型及应用 |
| CN108363493A (zh) * | 2018-03-20 | 2018-08-03 | 山东建筑大学 | 基于脑机接口的用户特征模型建立方法、系统及存储介质 |
| CN109284004A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-01-29 | 中国矿业大学 | 一种基于脑机接口的智能护理系统 |
| CN110163180A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-23 | 长春思帕德科技有限公司 | 运动想象脑电数据分类方法及系统 |
| CN112764532A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-07 | 北京信息科技大学 | 基于脑电眼电结合的键鼠控制系统及控制方法 |
| CN115227504A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-10-25 | 浙江师范大学 | 一种基于脑电眼电信号的自动升降病床系统 |
| CN115444717A (zh) * | 2022-11-10 | 2022-12-09 | 山东海天智能工程有限公司 | 基于脑机接口的肢体功能康复训练方法及系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117357351A (zh) * | 2023-12-05 | 2024-01-09 | 华南脑控(广东)智能科技有限公司 | 一种电动病床和家电的多模态智能控制方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Pfurtscheller et al. | Self-paced operation of an SSVEP-Based orthosis with and without an imagery-based “brain switch:” a feasibility study towards a hybrid BCI | |
| Vaughan et al. | The wadsworth BCI research and development program: at home with BCI | |
| KR101229244B1 (ko) | 안정상태 시각유발전위 기반의 기능적 전기자극 재활훈련 시스템 | |
| Kübler et al. | Brain–computer communication: Unlocking the locked in. | |
| CN106214391B (zh) | 基于脑机接口的智能护理床及其控制方法 | |
| CN116849942A (zh) | 一种脑控智能升降翻身的多功能医疗护理床 | |
| Gordleeva et al. | Exoskeleton control system based on motor-imaginary brain–computer interface | |
| US9314626B2 (en) | Visual prosthesis apparatus | |
| Nafea et al. | Brainwave-controlled system for smart home applications | |
| Chen et al. | Age-related changes in vibro-tactile EEG response and its implications in BCI applications: A comparison between older and younger populations | |
| CN112220275A (zh) | 通过智能睡眠app进行个性定制床垫的系统 | |
| JP2009531077A (ja) | エフェクターのリアル・タイム制御のための装置と方法 | |
| EP4062889A1 (en) | Intelligent control apparatus and control method therefor, and intelligent wearable device | |
| KR102271389B1 (ko) | 뇌파를 이용한 사용자 맞춤형 학습제공 시스템 및 방법 | |
| Birch et al. | Current trends in brain-computer interface research at the Neil Squire Foundation | |
| Chiu et al. | A wireless steady state visually evoked potential-based BCI eating assistive system | |
| KR102142535B1 (ko) | 거울신경세포의 활성화를 극대화하는 기능성 전기 자극과 뇌-컴퓨터 인터페이스(bci) 기술을 결합한 게임 방식의 재활 시스템 및 그 제어방법 | |
| CN114259651A (zh) | 一种针对帕金森疾病的主动式实时闭环电刺激系统 | |
| Levitskaya et al. | Brain-computer interface: the future in the present | |
| JP2016066287A (ja) | 意思伝達支援方法及び意思伝達支援システム | |
| KR102256669B1 (ko) | 주변 환경을 고려한 사용자 중심의 맞춤형 조명 제어 시스템 및 방법 | |
| CN110021434A (zh) | 健康管理方法及其健康管理系统 | |
| WO2021229033A1 (en) | A method and a system for performing an action based on a user's brain activity | |
| CN116528764A (zh) | 通过神经反馈监测进行个性化注意力偏差修正处置的方法和系统 | |
| Brandman et al. | Brain computer interfaces |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |