本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集，具體是應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、腦機(jī)接口（brain-computer?interface，bci）技術(shù)是一種在人腦與外部設(shè)備之間建立直接通信和控制渠道的技術(shù)，它通過高性能的生物電信號(hào)采集裝備，實(shí)時(shí)記錄腦電波，并利用計(jì)算機(jī)算法對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行解碼，將其轉(zhuǎn)化為可識(shí)別的控制命令或信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操控。腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法可以根據(jù)信號(hào)采集方式的不同，分為非侵入式、半侵入式和侵入式三大類。非侵入式腦機(jī)接口不需要在顱骨開孔，而是把電極貼在頭皮表面或附近采集大腦響應(yīng)信號(hào)，以腦電圖、核磁共振等方式獲取神經(jīng)系統(tǒng)信息。利用非侵入式腦機(jī)接口系統(tǒng)開展多場景應(yīng)用探索，包括睡眠狀態(tài)監(jiān)測、運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練，利用用戶腦波創(chuàng)造音樂和控制電器，利用用戶情緒識(shí)別數(shù)據(jù)進(jìn)行個(gè)性化推薦等。從市場結(jié)構(gòu)來看，全球腦機(jī)接口市場目前以非侵入式腦機(jī)接口為主導(dǎo)。一般來說，腦電圖設(shè)備的采樣頻率是固定的，具有一定的限制性，目前為了滿足使用需求通常會(huì)使用較高的采樣頻率，較高的采樣頻率會(huì)產(chǎn)生更多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，增加數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)的復(fù)雜度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供了應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，解決上述背景技術(shù)中提到的技術(shù)問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，所述方法包括：

4、獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，根據(jù)所述當(dāng)前監(jiān)控圖像和狀態(tài)分析模型初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)，所述當(dāng)前狀態(tài)包括清醒狀態(tài)、睡眠狀態(tài)等；

5、根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，所述歷史作息時(shí)間包括歷史睡覺時(shí)間段和歷史清醒時(shí)間段；根據(jù)患者的患病信息、作息時(shí)間和所述當(dāng)前狀態(tài)確定動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)監(jiān)控區(qū)間內(nèi)患者生物電信號(hào)的采樣頻率；

6、基于所述采樣頻率采集患者大腦的生物電信號(hào)。

7、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，根據(jù)所述當(dāng)前監(jiān)控圖像和狀態(tài)分析模型初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)的步驟包括：

8、采用患者的歷史監(jiān)控圖像數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練得到狀態(tài)分析模型；

9、獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，基于面部檢測算法檢測并提取患者的特征；

10、將提取的特征輸入到狀態(tài)分析模型中，進(jìn)行狀態(tài)判斷，根據(jù)狀態(tài)分析模型的輸出結(jié)果，判斷患者的當(dāng)前狀態(tài)是清醒還是睡眠。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，根據(jù)患者的患病信息、作息時(shí)間和所述當(dāng)前狀態(tài)確定動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率的步驟包括：

12、基于患者的授權(quán)，獲取患者的歷史作息時(shí)間，根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，所述歷史作息時(shí)間包括歷史睡覺時(shí)間段和歷史清醒時(shí)間段；

13、根據(jù)患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)；

14、獲取患者的患病信息，所述患病信息包括患病類型（神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾?。?，根據(jù)所述患者的患病信息判定患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者；

15、根據(jù)患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者和二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)監(jiān)控區(qū)間內(nèi)患者生物電信號(hào)的采樣頻率，所述監(jiān)控區(qū)間是指以當(dāng)前時(shí)間為起點(diǎn)，第二預(yù)設(shè)時(shí)長為長度的時(shí)間區(qū)間。

16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，根據(jù)患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)的步驟包括：

17、當(dāng)初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)為睡眠狀態(tài)時(shí)，判定當(dāng)前時(shí)間是否處于患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的睡覺時(shí)間段之內(nèi)，當(dāng)處于時(shí)，二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)為睡眠狀態(tài)；當(dāng)不處于時(shí)，獲取歷史監(jiān)測區(qū)間內(nèi)患者大腦的生物電信號(hào)（腦電波），基于所述歷史監(jiān)測區(qū)間內(nèi)患者大腦的生物電信號(hào)二次判定患者的當(dāng)前狀態(tài)是否為睡眠狀態(tài)，當(dāng)歷史監(jiān)測區(qū)間內(nèi)患者大腦的生物電信號(hào)也判定患者當(dāng)前狀態(tài)為睡眠狀態(tài)時(shí)，則確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)為睡眠狀態(tài)。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，根據(jù)患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者和二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率的步驟包括：

19、采樣頻率=a*狀態(tài)頻率，當(dāng)患者是神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者時(shí)采樣權(quán)重a的取值為第一預(yù)設(shè)權(quán)重，當(dāng)患者不是神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者時(shí)a的取值為第二預(yù)設(shè)權(quán)重，其中，第一預(yù)設(shè)權(quán)重大于第二預(yù)設(shè)權(quán)重；當(dāng)二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)為清醒狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)頻率為預(yù)設(shè)的x1，當(dāng)二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)為睡眠狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)頻率為預(yù)設(shè)的x2，x1＞x2。

20、本發(fā)明的另一目的在于提供一種應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

21、狀態(tài)分析模塊，用于獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，根據(jù)所述當(dāng)前監(jiān)控圖像和狀態(tài)分析模型初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)，所述當(dāng)前狀態(tài)包括清醒狀態(tài)、睡眠狀態(tài)等；

22、采樣頻率判定模塊，用于根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，所述歷史作息時(shí)間包括歷史睡覺時(shí)間段和歷史清醒時(shí)間段；根據(jù)患者的患病信息、作息時(shí)間和所述當(dāng)前狀態(tài)確定動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率；

23、采樣執(zhí)行模塊，用于基于所述采樣頻率采集患者大腦的生物電信號(hào)。

24、作為本發(fā)明進(jìn)一步的技術(shù)方案，所述采樣頻率判定模塊包括：

25、作息時(shí)間預(yù)測單元，用于基于患者的授權(quán)，獲取患者的歷史作息時(shí)間，根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，所述歷史作息時(shí)間包括歷史睡覺時(shí)間段和歷史清醒時(shí)間段；

26、狀態(tài)二次確認(rèn)單元，用于根據(jù)患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)；

27、患者類型判定單元，用于獲取患者的患病信息，所述患病信息包括患病類型（神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾?。鶕?jù)所述患者的患病信息判定患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者；

28、采樣頻率確定單元，用于根據(jù)患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者和二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)監(jiān)控區(qū)間內(nèi)患者生物電信號(hào)的采樣頻率，所述監(jiān)控區(qū)間是指以當(dāng)前時(shí)間為起點(diǎn)，第二預(yù)設(shè)時(shí)長為長度的時(shí)間區(qū)間。

29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，在本發(fā)明中基于監(jiān)控圖像實(shí)時(shí)監(jiān)控患者的當(dāng)前狀態(tài)，初步判定患者的當(dāng)前狀態(tài)是清醒還是睡眠，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步根據(jù)患者的作息信息和歷史監(jiān)測區(qū)間內(nèi)的生物電信號(hào)二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)，保證監(jiān)測狀態(tài)的準(zhǔn)確，為調(diào)節(jié)采樣頻率打下基礎(chǔ)，結(jié)合二次確認(rèn)后患者的當(dāng)前狀態(tài)和患病信息動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率，在滿足使用需求的基礎(chǔ)上，避免一直采用較高的采樣頻率，降低了數(shù)據(jù)處理的難度。

技術(shù)特征：

1.應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，所述獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，根據(jù)所述當(dāng)前監(jiān)控圖像和狀態(tài)分析模型初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)的步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，根據(jù)患者的患病信息、作息時(shí)間和所述當(dāng)前狀態(tài)確定動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率的步驟包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，根據(jù)患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間二次確認(rèn)患者的當(dāng)前狀態(tài)的步驟包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，根據(jù)患者是否為神經(jīng)系統(tǒng)疾病患者和二次確認(rèn)后的當(dāng)前狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)患者生物電信號(hào)的采樣頻率的步驟包括：

6.應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣頻率判定模塊包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及應(yīng)用于腦機(jī)接口的數(shù)據(jù)采集方法及系統(tǒng)，所述方法包括：獲取患者的當(dāng)前監(jiān)控圖像，根據(jù)所述當(dāng)前監(jiān)控圖像和狀態(tài)分析模型初步確定患者的當(dāng)前狀態(tài)，所述當(dāng)前狀態(tài)包括清醒狀態(tài)、睡眠狀態(tài)；根據(jù)患者的歷史作息時(shí)間預(yù)測患者當(dāng)前單位時(shí)間內(nèi)的作息時(shí)間，所述歷史作息時(shí)間包括歷史睡覺時(shí)間段和歷史清醒時(shí)間段；根據(jù)患者的患病信息、作息時(shí)間和所述當(dāng)前狀態(tài)確定動(dòng)態(tài)調(diào)整對(duì)監(jiān)控區(qū)間內(nèi)患者生物電信號(hào)的采樣頻率；基于所述采樣頻率采集患者大腦的生物電信號(hào)。在滿足使用需求的基礎(chǔ)上，動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣頻率，避免一直采用較高的采樣頻率，降低了數(shù)據(jù)處理的難度。

技術(shù)研發(fā)人員：袁萊,張永勝,孫寧燁,尹子昊,王鵬飛,戴科楠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：徐州醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15