基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统-j9九游会真人

文档序号:35684664发布日期:2023-10-09 02:36阅读:23来源:国知局


1.本发明属于脑电信号分析和处理技术领域,具体是基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统。


背景技术:

2.儿童认知功能发育评估系统是一种通过测量儿童的认知能力,包括注意力、记忆力、思维能力等多个方面来评估儿童认知功能的发育情况。评估过程通常会采用一系列标准化测试和问卷调查,结合专业人员的临床判断和观察。这个系统可以提供儿童认知能力的整体评估结果,并帮助确定是否存在认知障碍或其他问题。根据评估结果,可以制定个性化的支持和干预计划,以促进儿童认知功能的健康发展。
3.脑电信号是指记录在头皮表面的小波电位,它反映了大脑神经元的电活动。人脑中的每个神经元都有微弱的电信号,在神经元之间的连接形成网络后,这些信号就会相互作用和传递,最终形成了复杂的脑电活动。脑电信号可以通过脑电图仪器记录下来并进行分析和解释,从而得出对大脑活动的一些认识。脑电信号被广泛应用于神经科学、临床医学、认知心理学等领域的研究和诊断中。
4.目前已经有一些基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统,其原理是通过测量儿童的脑电信号来研究和评估不同认知过程的发展情况。例如,pepsi(p300 event-related potential selection interface)系统可以测量儿童对于特定刺激(如视觉或听觉刺激)的反应时间和反应准确性,并且分析这些反应与大脑的p300事件相关电位之间的关系,从而评估儿童的注意力、反应时间和信息处理能力等。
5.另外,也有一些其他基于脑电信号的工具被用于评估儿童认知功能发育,比如spes(spectral power of eeg signals)和erps(event-related potentials)等系统,它们能够测量儿童的脑电频谱和诱发电位,以反映儿童的记忆能力、语言理解和执行功能等方面的发展情况。需要注意的是,这些系统还在研究和发展中,其评估结果需要在临床实践中得到验证和进一步的优化。
6.例如中国专利,公布号为:cn113288171a,该发明公开了一种基于脑电特征的adhd儿童认知功能监测系统,包括:认知功能测试任务呈现设备,用于诱发认知相关的神经电活动;脑电采集设备,用于获取脑电数据;数据存储和分析服务器,用于对脑电数据进行本地存储、预处理和原始数据分析;云平台,用于基于大数据进行认知功能综合评定;移动访问设备,用于获取认知功能监测信息和数据报告。采用本发明,用户通过认知功能测试任务呈现设备参与到认知实验中,采集的脑电信号传输到数据存储和分析服务器上进行脑电特征分析,通过云平台进行大数据分析并输出认知功能评估报告,提升了认知功能监测的客观性和准确性,有助于认知功能障碍的及早发现和介入,促进医疗服务的质量和效率,降低服务成本。
7.但是在实际使用时,尤其是对儿童采集脑电信号时会出现以下问题:1、脑电信号采集时,儿童往往比成人更活跃好动,但只有在被测的头部位置稳定的情况下,才能正确采
集到有效的脑电信号;2、一次脑电记录会持续20-60分钟,如果儿童不能放松或不够安静,很难得到足够长的有用数据;3、如果儿童没缠捆带并戴上电极,他们可能会在活动时意外拉扯仪器纱线。所以本发明提出基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统,以解决上述问题。


技术实现要素:

8.本发明提出了基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统,通过固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片和头皮之间的接触良好并保持稳定,从而避免了信号干扰和误差;同时还可以减少孩子们在运动或不自主动作中对设备的影响;还可以减轻儿童在操作过程中的焦虑和紧张感,促进其合作和专注度,提高数据采集的可靠性和准确性,有助于更准确地评估儿童认知、情绪和神经系统发展等方面的状态。
9.为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统,包括脑电信号采集模块、数据存储和分析模块、数据传输模块和认知功能发育评估呈现模块。
10.包括脑电信号采集组件和捆绑组件,脑电信号采集组件包括若干电极片和与电极片数量匹配的外壳,外壳外形为吸盘结构,电极片嵌设在外壳圆心处,捆绑组件包括捆绑带,外壳远离电极片一侧均固定连接在捆绑带一侧,捆绑带一端固定连接有卡扣,卡扣内侧壁固定连接有凸起,凸起上固定连接有齿轮,捆绑带另一端固定连接有齿条,齿条一侧与齿轮啮合,齿条另一侧与卡扣内侧壁滑动配合。
11.数据存储和分析模块包括控制器,控制器与电极片信号连接,数据传输模块包括gsm模块,gsm模块与控制器信号连接,认知功能发育评估呈现模块包括移动终端,移动终端与gsm模块信号连接。
12.采用上述方案后实现了以下有益效果:评估系统主要是通过采集儿童头部脑电信号,并将其存储、传输和分析,来评估儿童的认知功能发育水平。
13.具体地说,对于脑电信号采集组件而言,它包括了若干电极片和与电极片数量匹配的外壳。该外壳形状为吸盘结构,可以有效地贴附在儿童头皮上,以保证采集到尽可能真实可靠的脑电信号。同时,该外壳具有固定连接在捆绑带一侧的特点,可以紧密地绑在儿童头部,确保采集准确度。
14.数据存储和分析模块中的控制器则是核心组件,它接收并处理采集到的脑电信号,并进行预处理、存储和特征提取等操作,从而评估儿童的认知功能发育水平。数据传输模块中的gsm模块可以将处理好的信号数据传送给外部设备,例如使用认知功能发育评估呈现模块的移动终端。
15.因此,通过使用本系统,我们可以测量和分析儿童脑电信号,得出关于儿童记忆、注意力、语言、智力和感知等认知功能发育水平的信息,并为医生、教育工作者或儿童家长提供可靠的评估结果。这将有助于更好地关注儿童的认知发展,及早发现和解决认知障碍问题,促进他们整个生命早期阶段的健康成长和发展。
16.综上,固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片和头皮之间的接触良好并保持稳定,从而避免了信号干扰和误差;同时还可以减少孩子们在运动或不自主动作中对设备的影响;还可以减轻儿童在操作过程中的焦虑和紧张感,促进其合作和专注度,提高数据
质量和信度。总之,能够显著提高数据采集的可靠性和准确性,有助于更准确地评估儿童认知、情绪和神经系统发展等方面的状态。
17.进一步,外壳内部为空心结构,外壳远离电极片一侧设有进气孔,相邻外壳之间的进气孔连通有连接管,其中一个外壳连通有高压气源,高压气源连接处安装有进气阀,高压气源固定连接在捆绑带外侧,外壳外边缘处固定连接有压力传感器,进气阀和压力传感器均与控制器信号连接。
18.有益效果:主要是为了实现对电极片的挤压力进行控制,以确保其稳定、可靠地紧贴在物体表面。
19.首先,在外壳与儿童头部表面接触并吸附之后,压力传感器检测到的压力较小,这时候控制器就启动进气阀,通过充气增加外壳内部的气压,使得外壳对电极片产生足够的挤压力。这样可以确保电极片能够稳定地贴合在物体表面,避免在测量过程中出现移动或脱落等情况,从而提高测量结果的准确性和可重复性。
20.另一方面,当外壳对电极片的挤压力达到一定程度时,压力传感器检测到的压力较大,控制器就会关闭进气阀,减小外壳对电极片的挤压力,避免过度挤压导致损伤。这也将有助于更好地维持电极片与物体表面之间的紧密接触,同时保护电极片不会被损坏或磨损。
21.总的来说,通过使用压力传感器和气泵对外壳进行控制,可以实现对电极片的挤压力进行精准调节和控制,从而提高监测过程的稳定性、准确性和可靠性。
22.进一步,数据存储和分析模块还包括信号放大器,电极片和控制器均与信号放大器信号连接。
23.有益效果:电极片作为一种传感器,是将金属电极贴在头皮上用于记录脑电信号的装置,它能够通过捕捉神经元活动所产生的微弱电流来反映大脑内部的活动情况,并将其转换成电信号输出。然后,这些电信号需要被放大才能达到足够的幅度以进行下一步处理,因此信号放大器作为重要的组成部分起到了信号增强和滤波去噪的作用,信号放大器和控制器的设计提高了监测效果,从而使得神经生理学监测成为可行、精确和可重复的工具,更好地帮助医学和科研工作者对人体的各种生理活动进行研究和诊断。
24.进一步,捆绑带中部固定连接有若干辅助带,辅助带远离捆绑带中部一端分别与捆绑带两端固定连接。
25.有益效果:佩戴时,辅助带位于儿童头部,可以使得头部能够更加稳定地固定,避免了监测过程中儿童不小心把脑电采集模块弄松或是头部移动等情况发生。
26.通过增加头部的稳定性和固定性来确保获得准确的检测结果,可以有效地解决头部轻微晃动、摇晃或者因体位改变等因素引起的信号变化,从而提高监测数据的质量和可靠性。此外,也有助于保护儿童的安全,在进行常规的神经生理学监测时减少了意外伤害的风险。
27.进一步,评估系统的评估步骤如下:
28.步骤一:将脑电采集模块佩戴在需评估儿童头部。
29.步骤二:检测并调整电极片与皮肤的贴合程度。
30.步骤三:电极片对需评估儿童的脑电信号进行采集。
31.步骤四:通过数据存储和分析模块将检测的脑电信号转化为数据信息传输至认知
功能发育评估呈现模块。
32.步骤五:认知功能发育评估呈现模块对收到的数据进行评估。
33.有益效果:首先,在步骤一中,将脑电采集模块佩戴在需评估儿童的头部;接着在步骤二中,通过检测并调整电极片与皮肤的贴合程度,确保有效的信号采集质量;然后,在步骤三中,电极片可以对需评估儿童的脑电信号进行检测和记录,这些信号是对儿童大脑发生的生理活动产生的反应指标;在步骤四中,数据存储和分析模块会将检测获得的脑电信号转化为数字化的数据信息,并且传输至认知功能发育评估呈现模块进行处理和评估;最终,在步骤五中,认知功能发育评估呈现模块将使用计算机或机器学习算法等技术分析收到的数据,生成相关结果、输出。比如,评估儿童的注意力、记忆和语言发展水平以及其他认知能力发展情况。
34.上述评估系统的有益效果在于,从生理上基于脑电信号监测定量评估儿童不同年龄段的认知发展水平;并且无需儿童配合完成任何听力配合或是动作决策任务。通过更加客观可靠的评估结果,可以帮助家庭、教育机构、医疗、及相关领域实现及时发现和辅导学前期、特别是新生儿至6岁这个关键时期的儿童认知功能发展情况问题。
35.进一步,步骤二中的检测并调整电极片与皮肤的贴合程度方法为:
36.当电极片可以正常产生检测数据时,电极片不需要进行调整。
37.当电极片不能正常产生检测数据时,先检测外壳吸盘部分是否对需评估儿童头部的皮肤吸附稳定。
38.确认外壳吸附稳定后,通过压力传感器检测外壳的吸附力,当压力传感器检测压力较小时,通过控制器启动气泵对外壳内部进行充气,使之对电极片进行挤压。
39.当压力传感器检测压力较大时,通过控制器控制气泵停止对外壳内部进行充气,减小外壳对电极片的挤压力。
40.有益效果:上述方法旨在确保评估儿童的脑电信号获取质量,主要涉及到电极片与皮肤的贴合程度检测和调整,上述方法的有益效果在于提高脑电数据采集质量和稳定性,保证可靠的数据输出结果,进而促进医疗诊断和科学研究。同时,在实践中,根据实际情况,可以适当调整充气和停止充气操作的间隔和充气量等细节问题,以达到最佳的皮肤贴合程度调整效果。
41.进一步,步骤三中电极片对需评估儿童的脑电信号进行检测,检测的数据包括:delta波、alpha波、theta波、beta波和gamma波能量。
42.有益效果:电极片是将金属电极贴在头皮上用于记录脑电信号的装置,它能够通过捕捉神经元活动所产生的微弱电流来反映大脑内部的活动情况。脑电信号中包括了多种频率的电波,这些不同频率范围的脑电波能够反映大脑各个区域的活动状态和不同认知过程的表现。常见的脑电波包括delta波、theta波、alpha波、beta波和gamma波。
43.其中,delta波的频率在0.5-4赫兹之间,主要反映大脑深层次的睡眠状态;theta波的频率在4-8赫兹之间,主要出现在人类的日常活动和清醒状态中,反映大脑对应任务的注意力和压力水平;alpha波的频率在8-12赫兹之间,主要反映大脑放松状态下的活动;beta波的频率在12-30赫兹之间,主要反映大脑处于工作状态时的活动;而gamma波的频率高于30赫兹,主要反映大脑的高级信息处理能力和感知过程。
44.对于需评估儿童的脑电信号检测,分析以上不同频率范围内脑电波的能量大小可
以反映不同认知过程和大脑不同区域的活动状态。例如在注意力缺陷多动症(adhd)等相关疾病评估中,通过检测theta、alpha和beta波的能量值来判断儿童对任务的执行能力和注意控制能力,从而辅助诊断和治疗。此外,在学习困难、自闭症谱系障碍等领域中,基于脑电信号的评估也被广泛应用,取得了一定的研究成果。
45.进一步,步骤五中认知功能发育评估呈现模块对收到的数据进行分析评估,包括:聚类系数、特征路径长度和介数与度分布。
46.有益效果:认知功能发育评估呈现模块可以对收到的脑电信号数据进行分析和评估,通过运用图论中的一些基本指标来刻画大脑各区域之间的网络特性和边界组织,以了解大脑不同区域的连接性和正常或异常发展情况。其中,聚类系数、特征路径长度和介数与度分布是其经常使用的分析指标。
47.聚类系数是基于节点邻居集合间的交集关系来度量网络的“聚类程度”,描述了相邻的节点在同一个社团(即在同一个连通子图)中呈现出显著的集体性质。例如,对于某个节点的邻居(即由该节点直接相连的所有其他节点),如果这些邻居之间也都相互相连,则该节点的聚类系数较高。以此类推,聚类系数越高,说明团结和相互依存程度越高。在认知发育评估中,聚类系数常被用于衡量大脑中的可塑性及其在任务执行过程中的变化情况。
48.特征路径长度则是一种描述网络全局特征的度量方式,它是衡量网络信息传输效率的重要因素。特征路径长度越短,表示网络中节点间的信息传输更加快捷高效,相对应地,意味着大脑不同区域之间的协同与信息交流更为顺畅。在认知发育评估中,特征路径长度常被用来衡量大脑信息处理的效率或在某项任务中个体的认知表现。
49.介数是一种衡量网络中节点重要性的指标,它可以用来度量在网络中两个节点之间最短路径上经过该节点的频率;度分布是另一种衡量网络中节点重要性的指标,它描述了网络中各节点度数的分布情况,而节点的度数定义为与其直接相连的节点的数量。较高的度分布则表明网络中存在少量的高度连通节点,称为“枢纽节点”,这些节点在网络中的传播和影响力十分显著。
50.综上所述,聚类系数、特征路径长度和介数与度分布是复杂网络中常用的指标,通过它们我们可以深入了解网络结构特点及节点之间相互作用的行为规律,探索复杂系统的运行机制与演化规律,同时也为优化网络设计与提升网络性能等工程问题提供科学依据和参考。
51.进一步:电极片包括电极和防护层,电极嵌设在防护层中心部,且防护层中心部固定连接有导电性凝胶层,连接管出气端固定于防护层外侧,防护层外缘固定连接有粘连层,且粘连层由粘连剂和药剂混合而成。
52.有益效果:电极是电流的引导器,可以将生物电信号从生物体(如皮肤表面)传递到测量或治疗设备;防护层是电极的保护层,用于隔离电极和周围环境,防止污染和损坏;导电性凝胶层与电极紧密连接,并用于增加电极与皮肤之间的接触面积,从而改善电信号传递效率;粘连层包含粘连剂和药剂混合,它用于将电极片牢固地粘附在皮肤上,以确保良好的贴合性能。
53.并且,在连接管有气体通过时,连接管的形状会发生略微的形变,此时能够轻微的挤压到防护层,在此时连接管内的气体也使得外壳更贴近皮肤,两者共同作用使得粘连剂和药剂更易与皮肤接触。导电性凝胶层可以增加电极与皮肤之间的接触面积,减少电阻,从
而提高生物电信号的传递效率;粘连层的存在可以确保电极片牢固地粘附在皮肤上,防止其在使用过程中移位或脱落,对于长时间监测或治疗过程中的稳定性和可靠性至关重要。
附图说明
54.图1为本发明基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统实施例中脑电信号采集模块的侧视图。
55.图2为本发明基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统实施例中捆绑组件的剖视图。
56.图3为本发明基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统实施例中脑电信号采集组件的侧视图。
57.图4为本发明基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统实施例中电极片的剖视图。
具体实施方式
58.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
59.在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“竖向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本发明的描述中,除非另有规定和限定,需要说明的是,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
61.下面通过具体实施方式进一步详细说明:
62.说明书附图中的附图标记包括:捆绑带1、卡扣101、齿轮102、齿条103、外壳2、电极片3、防护层301、电极302、导电性凝胶层303、粘连层304、压力传感器4、辅助带5。
63.实施例1,基本如附图1-3所示:基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统,包括脑电信号采集模块、数据存储和分析模块、数据传输模块和认知功能发育评估呈现模块。
64.脑电采集模块包括脑电信号采集组件和捆绑组件,脑电信号采集组件包括若干电极片3和与电极片3数量匹配的外壳2,本实施例中电极片3型号采用:covidien 186-0106,外壳2外形为吸盘结构,电极片3嵌设在外壳2圆心处,捆绑组件包括捆绑带1,外壳2远离电极片3一侧均固定连接在捆绑带1一侧,捆绑带1一端固定连接有卡扣101,卡扣101内侧壁固定连接有凸起,凸起上固定连接有齿轮102,捆绑带1另一端固定连接有齿条103,齿条103一侧与齿轮102啮合,齿条103另一侧与卡扣101内侧壁滑动配合。
65.数据存储和分析模块包括控制器,本实施例中控制器型号选用:可编程控制器nx7-48adr,控制器与电极片3信号连接,数据传输模块包括gsm模块,本实施例中gsm模块型
号选用:sim800c,gsm模块与控制器信号连接,认知功能发育评估呈现模块包括移动终端,移动终端与gsm模块信号连接。
66.具体实施过程如下:使用前,将捆绑带1固定在需评估儿童头部,使电极片3贴合需评估儿童头部皮肤,并将通过外壳2吸附进一步加强对电极片3的固定,将捆绑带1一端的齿条103插入卡扣101中,通过齿轮102对齿条103固定,从而可以调节捆绑带1的松紧程度,可以更好的固定,从而使得脑电采集模块可以适应不同头型和不同头围的儿童,增加装置的适用性。
67.使用时,通过电极片3对需评估儿童的脑电信号进行采集,并将脑电信号传输至数据存储和分析模块的控制器,控制器对采集数据进行预处理,包括存储和特征提取等,然后通过gsm模块将处理好的信号数据传送至认知功能发育评估呈现模块的移动终端,通过移动终端对数据进行分析对比,得出关于需评估儿童记忆、注意力、语言、智力和感知等认知功能发育水平的评估信息,有助于更好地关注儿童的认知发展,及早发现和解决认知障碍问题,促进他们整个生命早期阶段的健康成长和发展。
68.综上,固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片3和头皮之间的接触良好并保持稳定,从而避免了信号干扰和误差;同时还可以减少孩子们在运动或不自主动作中对设备的影响;还可以减轻儿童在操作过程中的焦虑和紧张感,促进其合作和专注度,提高数据质量和信度。总之,能够显著提高数据采集的可靠性和准确性,有助于更准确地评估儿童认知、情绪和神经系统发展等方面的状态。
69.实施例2,与上述实施例不同之处在于:外壳2内部为空心结构,外壳2远离电极片3一侧设有进气孔,相邻外壳2之间的进气孔连通有连接管,其中一个外壳2连通有高压气源,本实施例中高压气源选用:装有高压气体的气囊,高压气源连接处安装有进气阀,高压气源固定连接在捆绑带1外侧,外壳2外边缘处固定连接有压力传感器4,本实施例中压力传感器4型号选用:sf45-65压敏传感器,进气阀和压力传感器4均与控制器信号连接。
70.具体实施过程如下:使用时,当电极片3可以正常产生检测数据,电极片3不需要进行调整;当电极片3不能正常产生检测数据时,先检测外壳2吸盘部分是否对需评估儿童头部的皮肤吸附稳定。
71.在外壳2与需评估儿童头部表面接触并吸附之后,压力传感器4检测到的压力较小,这时候控制器就启动进气阀,通过充气增加外壳2内部的气压,使得外壳2对电极片3产生足够的挤压力。这样可以确保电极片3能够稳定地贴合在物体表面,避免在测量过程中出现移动或脱落等情况,从而提高测量结果的准确性和可重复性。当外壳2对电极片3的挤压力达到一定程度时,压力传感器4检测到的压力较大,控制器就会关闭进气阀,减小外壳2对电极片3的挤压力,避免过度挤压导致损伤。这也将有助于更好地维持电极片3与物体表面之间的紧密接触,同时保护电极片3不会被损坏或磨损。
72.总的来说,通过使用压力传感器4和气泵对外壳2进行控制,可以实现对电极片3的挤压力进行精准调节和控制,从而提高监测过程的稳定性、准确性和可靠性。
73.实施例3,与上述实施例不同之处在于:数据存储和分析模块还包括信号放大器,本实施例中信号放大器型号选用:ad620芯片,电极片3和控制器均与信号放大器信号连接。
74.具体实施过程如下:电极片3采集脑电信号时,信号放大器将微弱的脑电信号放大到能够被测量和分析的范围内。在采集脑电信号的过程中,由于脑电产生的信号非常微弱,
通常只有几微伏或更少,因此需要使用信号放大器来增大脑电信号的幅度,以便将其转换为可测量和分析的数字信号。信号放大器通常会对采集到的原始信号进行一些预处理加工,这包括滤波(滤除噪声信号和其他干扰成分)和放大增益控制等。通过信号放大器的作用,我们可以有效地提高脑电信号的检测和分析精度,从而更好地了解和评估脑部活动情况。
75.实施例4,与上述实施例不同之处在于:捆绑带1中部固定连接有若干辅助带5,辅助带5远离捆绑带1中部一端分别与捆绑带1两端固定连接。
76.具体实施过程如下:将捆绑带1固定在需评估儿童头部时,辅助带5位于需评估儿童的头顶,辅助带5可以帮助固定捆绑带1的位置,使整个系统容易稳定地贴附在需评估儿童的头上,这样可以避免因为姿势变化或呼吸等因素引起的移动和影响信号采集的情况;使用辅助带5后可以减轻捆绑带1对需评估儿童头部的压迫,从而提高佩戴的舒适度,较小的接触面积也会减少捆绑带1对头皮的刺激;辅助带5可以使电极更准确地放置在需评估儿童的头部目标区域上,正确放置的电极能收集到更多的有效脑电信号,进而增强评估的准确度。
77.实施例5,与上述实施例不同之处在于:评估系统的评估步骤如下:
78.步骤一:将脑电采集模块佩戴在需评估儿童头部。
79.步骤二:检测并调整电极片3与皮肤的贴合程度。
80.步骤三:电极片3对需评估儿童的脑电信号进行采集。
81.步骤四:通过数据存储和分析模块将检测的脑电信号转化为数据信息传输至认知功能发育评估呈现模块。
82.步骤五:认知功能发育评估呈现模块对收到的数据进行评估。
83.步骤二中的检测并调整电极片3与皮肤的贴合程度方法为:
84.当电极片3可以正常产生检测数据时,电极片3不需要进行调整。
85.当电极片3不能正常产生检测数据时,先检测外壳2吸盘部分是否对需评估儿童头部的皮肤吸附稳定。
86.确认外壳2吸附稳定后,通过压力传感器4检测外壳2的吸附力,当压力传感器4检测压力较小时,通过控制器启动气泵对外壳2内部进行充气,使之对电极片3进行挤压。
87.当压力传感器4检测压力较大时,通过控制器控制气泵停止对外壳2内部进行充气,减小外壳2对电极片3的挤压力。
88.步骤三中电极片3对需评估儿童的脑电信号进行检测,检测的数据包括:delta波、alpha波、theta波、beta波和gamma波能量。
89.步骤五中认知功能发育评估呈现模块对收到的数据进行分析评估,包括:聚类系数、特征路径长度和介数与度分布。
90.具体实施过程如下:评估系统的评估步骤如下:
91.步骤一:将脑电采集模块佩戴在需评估儿童头部。
92.步骤二:检测并调整电极片3与皮肤的贴合程度:当电极片3可以正常产生检测数据时,电极片3不需要进行调整。
93.当电极片3不能正常产生检测数据时,先检测外壳2吸盘部分是否对需评估儿童头部的皮肤吸附稳定。
94.确认外壳2吸附稳定后,通过压力传感器4检测外壳2的吸附力,当压力传感器4检测压力较小时,通过控制器启动气泵对外壳2内部进行充气,使之对电极片3进行挤压。
95.当压力传感器4检测压力较大时,通过控制器控制气泵停止对外壳2内部进行充气,减小外壳2对电极片3的挤压力。
96.步骤三:电极片3对需评估儿童的脑电信号中的delta波、alpha波、theta波、beta波和gamma波能量进行采集。
97.步骤四:通过数据存储和分析模块将检测的脑电信号转化为数据信息传输至认知功能发育评估呈现模块。
98.步骤五:认知功能发育评估呈现模块对收到的数据进行评估,认知功能发育评估呈现模块根据接收到的数据信息通过各个脑电节律的方法可以但不限于频带滤波、小波分解、傅里叶变换和希尔伯特变换等。脑电频域特征还包括不同节律能量的比值。脑电网络特征分析主要包括脑网络的构建和网络参数和特性的分析。脑网络构建的方法包括但不限于相干系数、相位同步指数、部分定向相干和导联互信息等。脑网络的参数主要包括聚类系数、特征路径长度、介数与度分布等。此外,通过计算认知活动涉及脑区间的连接密切指数,来衡量相关脑区是否能够协同工作,认知活动是否处于正常水平。具体计算按如下方法:以两区域间现实存在的连接数目除以所有理论可能出现的连接数目。在本实施例中,通过计算前额高级认知脑区,前额奖赏加工脑区以及顶区注意力脑区两两之间的连接密切指数,以衡量奖赏加工相关的认知水平。
99.实施例6,与上述实施例不同之处在于,如图4所示:电极片3包括电极302和防护层301,本实施例中电极302例如由ag/agcl(银氯化银)等构成。电极302嵌设在防护层301中心部,且防护层301中心部固定连接有导电性凝胶层303,本实施例中电性凝胶层可以使用能够提高皮肤与电极302之间的电导率的、电解质凝胶等的材料,连接管出气端固定于防护层301外侧,防护层301外缘固定连接有粘连层304,且粘连层304由粘连剂和药剂混合而成,本实施例中药剂使用对循环系统有效用的比索洛尔等药剂;本实施例中粘结剂使用一般的医用胶带中所使用的、难以使皮肤产生炎症或发痒的粘结剂。
100.具体实施过程如下:当高压气源对外壳2内部进行充气挤压时,也会对电极片3进行挤压,连接管的形状会发生略微的形变,此时能够轻微的挤压到防护层301,在此时连接管内的气体也使得外壳2更贴近皮肤,两者共同作用使得粘连剂和药剂更易与皮肤接触。导电性凝胶层303和粘连层304会更加贴近皮肤。由于导电性凝胶层303更加贴近皮肤,与皮肤之间的接触面积增加,电极片3能更好地接触到皮肤表面,从而提高电信号传递的效率。这对于电生理测量(如心电图、脑电图、肌电图等)来说至关重要,因为高质量的信号传递可以获得准确的生物电信息。
101.粘连层304更加贴近皮肤可以增强电极片3在皮肤表面的粘附力,使其更牢固地固定在皮肤上。这样,无论患者是在静息状态还是运动状态下,电极片3都能保持良好的贴合性能,减少了电极302的移动或脱落的可能性。
102.贴近皮肤的导电性凝胶层303可以减少电信号在电极302与皮肤之间的接触阻抗,从而减少了干扰和噪音的可能性,有助于获得更清晰、更准确的生物电信号,提高测量的可靠性;当导电性凝胶层303和粘连层304更贴近皮肤时,电极片3与皮肤之间的接触更加柔软和舒适,有助于减轻患者在使用电极片3时的不适感,提高患者对监测或治疗过程的接受
度。
103.以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本技术要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
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