基于脑电波技术的自救装置的初步设计

2020-06-21陈伟健

科技与创新 2020年11期

陈剑，冯定，陈伟健

（1.丰城市人民医院设备科，江西宜春 331100；2.水城县人民医院设备科，贵州六盘水 553003；3.江门市妇幼保健院，广东江门 529000）

随着医学技术与传感器技术的不断发展，医用电子仪器横跨多个学科，与传感器技术、电子技术、计算机技术、信号采集技术、通信技术、图像能处理技术等多个学科互相渗透后得到了空前的发展和应用[2-3]。本研究设计是一种基于脑电波技术的自救装置，由佩戴帽、电极、连接线、信号处理器、控制器、定位器、连接柱、佩戴柱、电源、报警器和柔性太阳能板等装置设计而成。本研究设计可以很好地监测脑电波的状况，当佩戴本装置的人员遇到危及生命健康安全的紧急情况时，佩戴帽通过采集脑电图的信息后自动处理报警，使得佩戴者可以第一时间获得救治，提升救治率。

1 设计方案

1.1 方案概述

本研究设计是一种基于脑电波技术的自救装置，包括佩戴帽，佩戴帽的内壁固定连接有多个电极；佩戴帽的外壁固定连接有柔性太阳能板；佩戴帽的一侧固定连接有连接线，且连接线的另一端固定连接有连接柱；连接柱的两端均固定连接有佩戴柱，位于左侧的所述佩戴柱通过螺栓依次固定连接有信号处理器、控制器和定位器；位于右侧的所述佩戴柱通过螺栓固定连接有电源和报警器。

其中，报警器型号类似于GS-M1 报警器，定位器型号类似于ZW68 定位器；柔性太阳能板和电极均通过电线与连接线电连接，连接线、电源、报警器、定位器和处理器均通过电线与控制器电连接。另外，位于左侧的所述佩戴柱的一侧设置有控制按钮，控制按钮通过电线与控制器电连接，连接柱采用橡胶材质的圆柱形结构。

1.2 设计结构

本研究设计装置结构如图1（主视剖视示意图）和图2（左视剖视示意图）所示。

图1 主视剖视示意图

图2 左视剖视示意图

2 实施方案

2.1 连接方案

根据图1 的主视剖视示意图和图2 的左视剖视示意图，本研究设计是一种基于脑电波技术的自救装置，包括佩戴帽，佩戴帽的内壁固定连接有多个电极；佩戴帽的外壁固定连接有柔性太阳能板；佩戴帽的一侧固定连接有连接线，且连接线的另一端固定连接有连接柱，连接柱的两端均固定连接有佩戴柱；位于左侧的佩戴柱通过螺栓依次固定连接有信号处理器、控制器和定位器；位于右侧的佩戴柱通过螺栓固定连接有电源和报警器。本研究设计中，报警器采用类似于GS-M1 型号的报警器；定位器采用类似于ZW68 型号的定位器。柔性太阳能板和电极均通过电线与连接线电连接；连接线、电源、报警器、定位器和处理器均通过电线与控制器电连接；位于左侧的佩戴柱的一侧设置有控制按钮，控制按钮通过电线与控制器电连接；连接柱采用橡胶材质的圆柱形结构。

2.2 工作原理

在上述研究设计中，信号处理器和控制器为现有技术，信号处理器将电极采集到的模拟信号转换为电信号进行传输，控制器进行控制[4-6]。使用时，患者将佩戴帽佩戴在头上，将佩戴柱通过连接柱悬挂套接到脖子处，然后通过控制按钮，将装置开启。此时，电极实时接收人体脑部的电信号，并通过电线传递给控制器，控制器记录传递出来的电信号。同时，控制器在出厂时，设置有一定的发生疾病时的电信号，在佩戴者真正的发生疾病时，脑电波发生改变，通过传递，传递给控制器。

进一步，定位器可以对佩戴者进行定位，控制器在佩戴者没有控制的情况下，可以自行控制报警器向外传递信号，将发病的信息和定位器中的定位信息传递到急救中心和亲属的手机中，进行报警通知，使得佩戴者可以在第一时间内获得救治。

3 设计的不足

尽管本研究设计有市场前景、应用价值和可操作性，但本研究设计只是初步设计，还存在很多待解决的技术难题。例如，信号处理器、控制器的选择和设计存在一定的难度，并且使用效果有待进一步观察；脑电波的获取是否存在外界干扰也需要进一步观察实验和研究改进；本研究设计装置存在成本高、空间结构还需改进、使用不够简便、信号的接收和传输存在不稳定或干扰等因素。