基于腦電波技術(shù)的自救裝置的初步設(shè)計

陳 劍，馮 定，陳偉健

（1.豐城市人民醫(yī)院設(shè)備科，江西 宜春 331100；2.水城縣人民醫(yī)院設(shè)備科，貴州 六盤水 553003；3.江門市婦幼保健院，廣東 江門 529000）

隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)與傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，醫(yī)用電子儀器橫跨多個學(xué)科，與傳感器技術(shù)、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信號采集技術(shù)、通信技術(shù)、圖像能處理技術(shù)等多個學(xué)科互相滲透后得到了空前的發(fā)展和應(yīng)用[2-3]。本研究設(shè)計是一種基于腦電波技術(shù)的自救裝置，由佩戴帽、電極、連接線、信號處理器、控制器、定位器、連接柱、佩戴柱、電源、報警器和柔性太陽能板等裝置設(shè)計而成。本研究設(shè)計可以很好地監(jiān)測腦電波的狀況，當(dāng)佩戴本裝置的人員遇到危及生命健康安全的緊急情況時，佩戴帽通過采集腦電圖的信息后自動處理報警，使得佩戴者可以第一時間獲得救治，提升救治率。

1 設(shè)計方案

1.1 方案概述

本研究設(shè)計是一種基于腦電波技術(shù)的自救裝置，包括佩戴帽，佩戴帽的內(nèi)壁固定連接有多個電極；佩戴帽的外壁固定連接有柔性太陽能板；佩戴帽的一側(cè)固定連接有連接線，且連接線的另一端固定連接有連接柱；連接柱的兩端均固定連接有佩戴柱，位于左側(cè)的所述佩戴柱通過螺栓依次固定連接有信號處理器、控制器和定位器；位于右側(cè)的所述佩戴柱通過螺栓固定連接有電源和報警器。

其中，報警器型號類似于GS-M1 報警器，定位器型號類似于ZW68 定位器；柔性太陽能板和電極均通過電線與連接線電連接，連接線、電源、報警器、定位器和處理器均通過電線與控制器電連接。另外，位于左側(cè)的所述佩戴柱的一側(cè)設(shè)置有控制按鈕，控制按鈕通過電線與控制器電連接，連接柱采用橡膠材質(zhì)的圓柱形結(jié)構(gòu)。

1.2 設(shè)計結(jié)構(gòu)

本研究設(shè)計裝置結(jié)構(gòu)如圖1（主視剖視示意圖）和圖2（左視剖視示意圖）所示。

圖1 主視剖視示意圖

圖2 左視剖視示意圖

2 實(shí)施方案

2.1 連接方案

根據(jù)圖1 的主視剖視示意圖和圖2 的左視剖視示意圖，本研究設(shè)計是一種基于腦電波技術(shù)的自救裝置，包括佩戴帽，佩戴帽的內(nèi)壁固定連接有多個電極；佩戴帽的外壁固定連接有柔性太陽能板；佩戴帽的一側(cè)固定連接有連接線，且連接線的另一端固定連接有連接柱，連接柱的兩端均固定連接有佩戴柱；位于左側(cè)的佩戴柱通過螺栓依次固定連接有信號處理器、控制器和定位器；位于右側(cè)的佩戴柱通過螺栓固定連接有電源和報警器。本研究設(shè)計中，報警器采用類似于GS-M1 型號的報警器；定位器采用類似于ZW68 型號的定位器。柔性太陽能板和電極均通過電線與連接線電連接；連接線、電源、報警器、定位器和處理器均通過電線與控制器電連接；位于左側(cè)的佩戴柱的一側(cè)設(shè)置有控制按鈕，控制按鈕通過電線與控制器電連接；連接柱采用橡膠材質(zhì)的圓柱形結(jié)構(gòu)。

2.2 工作原理

在上述研究設(shè)計中，信號處理器和控制器為現(xiàn)有技術(shù)，信號處理器將電極采集到的模擬信號轉(zhuǎn)換為電信號進(jìn)行傳輸，控制器進(jìn)行控制[4-6]。使用時，患者將佩戴帽佩戴在頭上，將佩戴柱通過連接柱懸掛套接到脖子處，然后通過控制按鈕，將裝置開啟。此時，電極實(shí)時接收人體腦部的電信號，并通過電線傳遞給控制器，控制器記錄傳遞出來的電信號。同時，控制器在出廠時，設(shè)置有一定的發(fā)生疾病時的電信號，在佩戴者真正的發(fā)生疾病時，腦電波發(fā)生改變，通過傳遞，傳遞給控制器。

進(jìn)一步，定位器可以對佩戴者進(jìn)行定位，控制器在佩戴者沒有控制的情況下，可以自行控制報警器向外傳遞信號，將發(fā)病的信息和定位器中的定位信息傳遞到急救中心和親屬的手機(jī)中，進(jìn)行報警通知，使得佩戴者可以在第一時間內(nèi)獲得救治。

3 設(shè)計的不足

盡管本研究設(shè)計有市場前景、應(yīng)用價值和可操作性，但本研究設(shè)計只是初步設(shè)計，還存在很多待解決的技術(shù)難題。例如，信號處理器、控制器的選擇和設(shè)計存在一定的難度，并且使用效果有待進(jìn)一步觀察；腦電波的獲取是否存在外界干擾也需要進(jìn)一步觀察實(shí)驗(yàn)和研究改進(jìn)；本研究設(shè)計裝置存在成本高、空間結(jié)構(gòu)還需改進(jìn)、使用不夠簡便、信號的接收和傳輸存在不穩(wěn)定或干擾等因素。

4 結(jié)束語

本研究設(shè)計是一種基于腦電波技術(shù)的自救裝置，是一項(xiàng)值得深入研究的課題，它對患有心臟病、癲癇病、高血壓、低血糖以及危、重患者和行動不便的老年人、殘疾人來說，無疑是一款值得推薦和利用的醫(yī)用電子儀器。

期待各級專家和學(xué)者對其中存在的不足和難題進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，進(jìn)一步綜合考慮多方面的因素，將各個要素結(jié)合起來，使得本研究設(shè)計最終實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新、變革和具有推廣應(yīng)用價值，使本研究設(shè)計的效益最大化，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的良性可持續(xù)發(fā)展[7]。