本實用新型涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

戒毒者一般通過藥物(美沙酮等)治療或自然戒斷進(jìn)行戒毒。藥物治療方式，脫毒周期長，難解戒毒者心里依賴，易出現(xiàn)復(fù)吸現(xiàn)象。自然戒斷方式，戒毒者需承受較大痛苦，導(dǎo)致反抗性大，易發(fā)生自殘、自殺等行為，難除心癮，復(fù)吸率高。每年因吸毒死亡的人數(shù)中絕大多數(shù)是因為復(fù)吸導(dǎo)致死亡。目前如何降低復(fù)吸，提高戒毒工作的效率，已成為全社會關(guān)注的焦點。因此對戒毒者的心癮發(fā)作情況的監(jiān)測非常重要。

現(xiàn)有的監(jiān)測方法有心理測評量表，其根據(jù)戒毒者的口述、筆述、言語反應(yīng)或個體外部行為表現(xiàn)及戒毒者對自身情況的判斷來推斷或解釋戒毒者內(nèi)癮態(tài)度。該檢測方法面臨著不易得到戒毒者配合，或戒毒者沒有如實反映情況的問題，還有戒毒者自己都沒有意識到的內(nèi)癮態(tài)度，此時戒毒者也就不能將真實的內(nèi)癮態(tài)度描述出來。因此該方法得到的結(jié)論不能體現(xiàn)戒毒者的真正想法，具有不很大的確定性和局限性，而且不能反映戒毒者的實時心癮狀態(tài)。

針對上述戒毒者心癮發(fā)作監(jiān)測方式的不確定性、局限性和非實時性問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端及系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的心理狀態(tài)，并且判斷戒毒者是否出現(xiàn)心癮發(fā)作的情況，能夠?qū)崟r監(jiān)測且判斷準(zhǔn)確率高。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本實用新型實施例提供了一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端，包括：支架、處理器、發(fā)送裝置和多個電極，處理器和多個電極固定安裝于支架上；處理器分別與電極和發(fā)送裝置連接；支架將多個電極安放到戒毒者頭部的不同位置；多個電極用于實時獲取戒毒者的腦電信號；處理器用于接收腦電信號，根據(jù)腦電信號輸出戒毒者是否處于心癮發(fā)作的狀態(tài)信息；發(fā)送裝置用于接收到狀態(tài)信息后，將狀態(tài)信息發(fā)送至外界的監(jiān)測終端。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述多個電極包括5個采集電極和2個參考電極，該5個采集電極分別安放于戒毒者頭部的中央點、左中央、右中央、額中點和頂點；該2個參考電極分別安放在戒毒者的左耳垂和右耳垂。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，多個電極為非侵入式吸附干電極。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第三種可能的實施方式，其中，處理器包括比較器，用于比較腦電信號與心癮發(fā)作狀態(tài)下腦電信號，得出戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第四種可能的實施方式，其中，處理器包括：濾波器用于對腦電信號進(jìn)行濾波；放大器用于對經(jīng)過濾波的腦電信號進(jìn)行放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬腦電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字腦電信號。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第五種可能的實施方式，其中，還包括電源。

結(jié)合第一方面，本實用新型實施例提供了第一方面的第六種可能的實施方式，其中，發(fā)送裝置包括：藍(lán)牙模塊或WiFi模塊。

第二方面，本實用新型實施例還提供了一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的系統(tǒng)，包括監(jiān)測終端和上述第二方面提供的可移動頭戴終端，該監(jiān)測終端接收可移動頭戴終端發(fā)送的信息。

結(jié)合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第一種可能的實施方式，其中，該監(jiān)測終端包括顯示裝置，顯示裝置用于顯示可移動頭戴終端發(fā)送的信息。

結(jié)合第二方面，本實用新型實施例提供了第二方面的第二種可能的實施方式，其中，該監(jiān)測終端為移動終端。

本實用新型實施例提供的實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端及系統(tǒng)，通過實時采集戒毒者的腦電信號，通過對該腦電信號進(jìn)行分析判斷，得到戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)的結(jié)果，并將該結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端，上述監(jiān)測的方式實現(xiàn)了對戒毒者的實時監(jiān)測，且判斷準(zhǔn)確有效，對及時發(fā)現(xiàn)戒毒者的心癮發(fā)作狀態(tài)并提供醫(yī)療幫助具有重要意義。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1示出了本實用新型實施例1提供的可移動頭戴終端的立體示意圖；

圖2示出了本實用新型實施例1提供的電極位置示意圖；

圖3示出了本實用新型實施例1提供的可移動頭戴設(shè)備的仰視圖；

圖4示出了本實用新型實施例2提供的實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦偷膶嵤├?，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

考慮到現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測戒毒者心理狀態(tài)的方法不能實現(xiàn)實時監(jiān)測，且準(zhǔn)確率低的問題，本實用新型實施例提供了一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端及系統(tǒng)，該技術(shù)可以采用相應(yīng)的軟件和硬件實現(xiàn)。下面通過實施例進(jìn)行描述。

實施例1

本實用新型實施例1提供了一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端，如圖1所示，可移動頭戴終端100包括支架110、中心區(qū)120和多個電極130，其中中心區(qū)120內(nèi)集成有處理器和發(fā)送裝置。處理器和多個電極130固定安裝于支架110上；處理器分別與電極130和發(fā)送裝置連接。

可移動頭戴設(shè)備穿戴在戒毒者的頭上，戒毒者在穿戴情況下可以自由移動，該可移動頭戴設(shè)備安裝有獨立的電源，可以長時間穿戴。支架110將多個電極安放到戒毒者頭部的不同位置，多個電極用于實時獲取戒毒者的腦電信號。電極的數(shù)量可以是3至72個，本實施例中以使用5個電極為例進(jìn)行說明。具體包括5個采集電極和2個參考電極，5個采集電極和2個參考電極，不同位置包括：安放采集電極的中央點(Cz)、左中央(C3)、右中央(C4)、額中點(Fz)和頂點(Pz)；及安放參考電極的左耳垂(A1)和右耳垂(A2)。如圖2所示10/20系統(tǒng)電極位置示意圖，標(biāo)示出了各電極的位置。再參考如圖3所示的可移動頭戴設(shè)備的仰視圖，示出了本實施例使用的各個電極的位置。左耳垂(A1)和右耳垂(A2)處的電極可以使用電極夾，分別夾在左右耳垂上。

上述電極為非侵入式圓形吸附干電極(圓形，直徑小于3厘米)，采用微針技術(shù)、超高輸入阻抗放大器以及光電傳感技術(shù)。相對于傳統(tǒng)腦電采集電極，非侵入式干電極擺脫了對導(dǎo)電介質(zhì)的依賴性，使用方便、便攜、靈敏度高、不易受環(huán)境制約，從而保證采集腦電信號的準(zhǔn)確性。

處理器用于接收腦電信號，根據(jù)腦電信號輸出戒毒者是否處于心癮發(fā)作的狀態(tài)信息。

具體地，接收到腦電信號后可以通過小波變換法對腦電信號進(jìn)行分析，提取對應(yīng)于μ節(jié)律的能量值，μ節(jié)律的頻率為8-12Hz,幅度為30-80μV；可移動頭戴設(shè)備將能量值作為反映戒毒者心癮狀態(tài)的特征向量。

首先可移動頭戴設(shè)備構(gòu)建小波包，對腦電信號進(jìn)行小波包分解，得出各層的頻帶范圍；可移動頭戴設(shè)備確定頻帶范圍在μ節(jié)律頻率范圍附近的層數(shù)；可移動頭戴設(shè)備提取層數(shù)對應(yīng)的小波系數(shù)的能量值。

本實施例選用db5小波對腦電信號進(jìn)行3層分解，得出各個層數(shù)分量的頻帶范圍，利用小波系數(shù)的能量反映出腦電信號的時頻域特征。將各層頻帶范圍與μ節(jié)律頻率范圍相比較，從而得出哪層的頻帶范圍在μ節(jié)律附近，可提取對應(yīng)與此層頻帶的小波系數(shù)的能量值作為特征向量。

具體如下：

(1)對腦電信號進(jìn)行有限層分解：

L為分解層數(shù)，A_L為低通逼近分量，D_j為不同尺度下的細(xì)節(jié)分量；

(2)例如使用db5小波對上式進(jìn)行3層分解：

x[n]＝A₃+D₃+D₂+D₁，

各分量對應(yīng)的子頻帶如表1所示：

表1：

由表1可知，D3(8-16Hz)在腦電信號的μ節(jié)律(8-12Hz)頻帶范圍附近，因此可以提取對應(yīng)于該頻帶的小波系數(shù)的能量均值作為特征向量，能量均值如下：

l為分解層數(shù)，k為第l層上第k個子帶，n為節(jié)點所含的小波系數(shù)的個數(shù)，d_n(l,k)為第l層上第k個子帶的小波系數(shù)，E(l,k)為第l層上第k個子帶的小波系數(shù)的平均能量。

處理器中包括一個比較器，用于比較腦電信號與心癮發(fā)作狀態(tài)下腦電信號，得出戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)。

該比較器可以是支持向量機(jī)(即SVM，Support Vector Machine)分類器。

將特征向量輸入到SVM分類器中，該SVM分類器已經(jīng)過心癮發(fā)作時μ節(jié)律對應(yīng)的小波系數(shù)的能量值及心癮未發(fā)作時μ節(jié)律對應(yīng)的小波系數(shù)的能量值訓(xùn)練；由SVM分類器對特征向量進(jìn)行分類，當(dāng)特征向量被分類到心癮發(fā)作對應(yīng)的類別時確定戒毒者處于心癮發(fā)作狀態(tài)。

該SVM分類器在進(jìn)行判斷步驟之前已進(jìn)行過訓(xùn)練和分類測試，用小波系數(shù)的能量值訓(xùn)練集模板作為參照模板，認(rèn)為在受試者的μ節(jié)律的附近頻帶的小波系數(shù)的能量值與此訓(xùn)練模板相近的情況屬于戒毒者心癮發(fā)作的情況。

處理器還包括：濾波器，用于對腦電信號進(jìn)行濾波；放大器，用于對經(jīng)過濾波的腦電信號進(jìn)行放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將模擬腦電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字腦電信號。

發(fā)送裝置用于接收到上述狀態(tài)信息后，將該狀態(tài)信息發(fā)送至外界的監(jiān)測終端。該發(fā)送裝置包括：藍(lán)牙模塊或WiFi模塊。在發(fā)送結(jié)果之前將其格式轉(zhuǎn)換為監(jiān)測終端可識別的信號格式。在接收到處理好的結(jié)果信號后，在該監(jiān)測終端上按需求顯示結(jié)果。

上述實施例1中的可移動頭戴終端，穿戴在戒毒者頭部，可以實時采集戒毒者的腦電信號，再對該腦電信號進(jìn)行分析判斷，得到戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)的結(jié)果，并將該結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端，上述終端實現(xiàn)了對戒毒者的實時監(jiān)測，且判斷戒毒者是否心癮發(fā)作準(zhǔn)確率高，可以有效監(jiān)測戒毒者的心理狀態(tài)，準(zhǔn)確掌握戒毒者的戒斷情況，為戒毒者的恢復(fù)提供有效信息，對幫助戒毒者戒斷具有重要意義。

人類大腦自發(fā)腦電信號按頻率范圍可劃分為以下幾種：δ節(jié)律、θ節(jié)律、α節(jié)律、β節(jié)律、γ節(jié)律和μ節(jié)律。

(1)δ節(jié)律：頻率為0.5～4Hz，幅度為20～200μV。健康成年人清醒時，一般記錄不到δ節(jié)律，δ節(jié)律在人睡眠時出現(xiàn)，但在深度麻醉、缺氧、意識模糊、大腦病變時也可能會出現(xiàn)。頭部額區(qū)和枕區(qū)的δ節(jié)律尤為明顯。

(2)θ節(jié)律：頻率為4～8Hz，幅度為100～150μV。當(dāng)人失望、受到挫折或者發(fā)困時出現(xiàn)，θ節(jié)律反映了大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到了壓抑。

(3)α節(jié)律：頻率為8～12Hz，幅度為20～100μV。人清醒狀態(tài)下閉眼α節(jié)律出現(xiàn)，且波幅變化規(guī)律為由小到大，然后又減小，形成了α節(jié)律的梭形。當(dāng)睜眼、精神焦慮、集中注意力思考問題或受其它刺激(不熟悉的外界事物出現(xiàn))時，α節(jié)律消失而出現(xiàn)β節(jié)律，稱為α節(jié)律阻斷現(xiàn)象。當(dāng)重新閉眼時，α節(jié)律又會再次出現(xiàn)。α節(jié)律是正常成人的腦電信號各節(jié)律中最容易觀察到的節(jié)律。頭皮表面的任何位置都可以記錄到，但是頭皮頂部和大腦枕區(qū)α節(jié)律尤為明顯。

(4)β節(jié)律：頻率為12～25Hz，幅度為5～20μV。在頭皮額部和顳部表現(xiàn)最明顯，當(dāng)受試者睜眼視物、受到突然的刺激、進(jìn)行思維活動，或努力解決問題時，在頭皮的其他位置也會出現(xiàn)β節(jié)律。β節(jié)律的出現(xiàn)和大腦皮層神經(jīng)活動的興奮程度有關(guān)。

(5)γ節(jié)律：頻率大于26Hz，γ節(jié)律是一種高頻波，主要由注意或感覺刺激引起，反映了大腦神經(jīng)細(xì)胞的興奮性。在人頭皮額區(qū)、頂區(qū)中部等部位最為顯著。

(6)μ節(jié)律：頻率為8～12Hz,幅度為30～80μV，μ節(jié)律不受睜眼閉眼的影響，其變化規(guī)律和人體的肢體運動密切相關(guān)。μ節(jié)律的典型頭皮分布在大腦中央?yún)^(qū)，有時在中央頂區(qū)，因此本實施例選擇將采集電極安放在中央點(Cz)、左中央(C3)、右中央(C4)、額中點(Fz)和頂點(Pz)，此外參考電極固定安放左耳垂(A1)和右耳垂(A2)。

由于腦電信號及其微弱，通常情況只有約50uV左右；并且由于其很高的事變敏感性，采集過程中極易受到外界的干擾和污染，從而引入噪聲(偽跡)。偽跡產(chǎn)生的原因如下：

(1)眼電：由于被試眼動而產(chǎn)生的偽跡是最常見的。采集過程中，實驗者眼球活動和眨眼時，在前額部等的導(dǎo)聯(lián)將會產(chǎn)生與眼球活動節(jié)律一致的雙側(cè)堆成慢波電位偽跡。

(2)心電和肌電偽跡：一般心電中的QPRS波會在記錄下的腦電信號中出現(xiàn)干擾波形；咀嚼肌緊張和吞咽動作等容易在顳部導(dǎo)聯(lián)中產(chǎn)生快而不規(guī)則的肌電位偽跡。

(3)工頻干擾：來自于電力系統(tǒng)的干擾，由50Hz及其諧波構(gòu)成。為了消除其對生物醫(yī)學(xué)信號頻帶范圍之間的干擾，一般都會進(jìn)行50Hz濾波而去除工頻干擾。

(4)運動偽跡：一種會導(dǎo)致信號基線產(chǎn)生變化的干擾，是由于人體輕微運動而導(dǎo)致測量電極和人體接觸電極變化。

因此為了提取出所需的μ節(jié)律，在模數(shù)轉(zhuǎn)換器將腦電模擬信號轉(zhuǎn)換為腦電數(shù)字信號之前還需要對腦電信號進(jìn)行濾波和放大。具體如下：

首先濾波器對腦電信號進(jìn)行濾波，去除腦電信號的噪聲，增加有效信號的強(qiáng)度，提高腦電信號的信噪比。濾波器包括高通濾波電路、陷波電路和低通濾波電路。陷波電路可以有效避免50HZ的工頻干擾，低通濾波去除眼電干擾。

其次放大器對經(jīng)濾波的腦電信號進(jìn)行放大并通過電平調(diào)整電路調(diào)整經(jīng)放大的腦電信號的電壓。放大器包括前置放大電路和后置放大電路，可以將腦電信號放大15000到20000倍。能夠較好的抑制包括工頻、靜電和電磁耦合等的干擾。

處理器包括：濾波器用于對腦電信號進(jìn)行濾波；放大器用于對經(jīng)過濾波的腦電信號進(jìn)行放大；模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬腦電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字腦電信號。

實施例2

本實用新型實施例提供一種實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的系統(tǒng)，包括上述實施例提供的可移動頭戴終端100。如圖4所示，包括：監(jiān)測終端410和可移動頭戴終端100，監(jiān)測終端410接收可移動頭戴終端100發(fā)送的信息。

監(jiān)測終端410包括顯示裝置，顯示裝置用于顯示可移動頭戴終端發(fā)送的信息，并且安裝有用于監(jiān)測的顯示軟件，在監(jiān)測開始前打開該顯示軟件。監(jiān)測結(jié)束后，取下可移動頭戴終端100并關(guān)閉其電源。監(jiān)測終端410可以是PC或者移動終端，例如智能手機(jī)、平板電腦、電子書閱讀器、膝上型便攜計算機(jī)等。

上述實施例2中的系統(tǒng)，可以實時采集戒毒者的腦電信號，再對該腦電信號進(jìn)行分析判斷，得到戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)的結(jié)果，然后將該結(jié)果發(fā)送給監(jiān)測終端，從而實現(xiàn)了對戒毒者的實時監(jiān)測，其判斷戒毒者是否心癮發(fā)作準(zhǔn)確率高，可以有效監(jiān)測戒毒者的心理狀態(tài)，準(zhǔn)確掌握戒毒者的戒斷情況，為戒毒者的恢復(fù)提供有效信息，對幫助戒毒者戒斷具有重要意義。

綜上，本實用新型實施例提供的實時監(jiān)測戒毒者心癮狀態(tài)的可移動頭戴終端及系統(tǒng)，可以實時采集戒毒者的腦電信號，再對該腦電信號進(jìn)行分析判斷，得到戒毒者是否處于心癮發(fā)作狀態(tài)的結(jié)果，有利于準(zhǔn)確掌握戒毒者的心癮狀態(tài)，準(zhǔn)確掌握戒毒者的戒斷情況，為戒毒者的恢復(fù)提供有效信息。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。