基于健康服务机器人的老年痴呆症监护系统的制作方法_2

文档序号:10061441阅读:来源:国知局
痴呆症患者与子女的模拟情感交流,具体为:
[0021]a、平板电脑根据老年痴呆症患者与子女的日常电话通话,收集子女的语音信息;
[0022]b、平板电脑将子女的语音信息上传到云服务器进行存储和处理,建立子女语音信息数据库;
[0023]c、平板电脑根据子女语音信息数据库,利用语音识别技术模拟出老年痴呆症患者子女的说话音色,与老年痴呆症患者进行语音互动。
[0024]优选的,所述平板电脑完成老年痴呆症患者或健康人的睡眠质量评估,具体为:
[0025]采用能量特征和最小二乘支持向量机相结合的方法完成自动睡眠分期,然后根据睡眠质量评估软件接收到的自动睡眠分期对睡眠障碍进行评估,同时还利用多媒体化的睡眠质量评估量表对睡眠质量进行评估。
[0026]优选的,所述平板电脑完成老年痴呆症患者或健康人的认知功能训练,具体为:
[0027]建立老年痴呆症患者或健康人的个人认知功能训练档案以及制定训练计划,开展单元模式管理,训练内容有:记忆训练和智能训练,以图形认知、数字算术认知的形式进行训练,每一个疗程分为两个阶段,即训练和强化训练。
[0028]优选的,所述云服务器对接收到的脑电信息进行如下处理:
[0029]采用ICA方法除去不规则眼动造成的伪迹;
[0030]对经过ICA方法处理后的脑电信息进行挖掘:运用相关维数方法进行非线性脑电信号分析,刻画神经系统复杂性;运用Lempel-Ziv复杂度算法在大脑处于不同功能状态时不同脑区的复杂度;运用脑电相干性分析方法进行脑电的同步性分析。
[0031]优选的,所述云服务器对接收到的子女语音信息进行如下处理:
[0032]a.采用线性预测倒谱系数、美尔频标倒谱系数以及它们的动态特征联合组成的混合特征参数方法提取语音特征;
[0033]b.采用基于特征和高斯混合模型的多特征混合改进算法建模,并通过多特征组合方式,将时域特征和频域特征相结合、短时平稳性和局部变化规律相结合。
[0034]优选的,所述云服务器对接收到的脑电信息、子女语音信息、临床信息、认知-心理测评信息、睡眠质量评估信息、认知功能训练信息进行基于大数据信息的深度学习和数据挖掘,如下:
[0035]a、采用数据分治与并行处理策略对大数据信息进行基本处理;
[0036]b、采用张量分解进行大数据信息的特征选择:利用Tucker分解方法进行数据分解,以及利用FS0M算法进行特征提取;
[0037]c、采用半监督的学习算法对大数据信息进行分类;
[0038]d、采用FCM聚类算法对大数据信息进行聚类,并运用MapReduce模型进行数据的大规模并行处理;
[0039]e、采用Apr1ri算法对大数据信息进行关联分析
[0040]优选的,所述平板电脑还具有音乐反馈疗法功能,该音乐反馈疗法功能用于辅助治疗老年痴呆症患者,具体为:
[0041]根据患者的不同病情和不同的心理个性特点,首先自动选择不同的治疗音乐,其次建立适应每个患者不同特点的个人反馈程序,根据不同病情选用脑电、呼吸、皮温的不同生物反馈指标,通过动态观察患者训练过程中生理参数的变化以判断疗效。
[0042]本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0043]1、本实用新型的老年痴呆症监护系统,通过智能终端和健康服务机器人上的平板电脑可以接收老年痴呆症患者或健康人的脑电信息,通过智能终端可以输入成老年痴呆症患者或健康人临床信息,通过平板电脑可以收集老年痴呆症患者的子女语音信息,以及完成老年痴呆症患者或健康人的认知-心理测评、睡眠质量评估和认知功能训练,随后云服务器接收智能终端和平板电脑上传的信息,利用基于大数据信息的深度学习和数据挖掘技术,能够实现老年痴呆症的自动辅助诊断,避免现有诊断方法中过于依赖医生个人水平和经验造成的诊断结果片面和不一致,提高了诊断的准确性,结合认知功能训练实现辅助治疗的目的,缓解病情,改善老年痴呆症患者的生活质量。此外,基于健康服务机器人的老年痴呆症监护系统,具有良好的人机交互、便于移动、使用方便、使用时间长的优点。
[0044]2、本实用新型的老年痴呆症监护系统,通过使老年痴呆症患者或健康人穿戴脑电检测装置,可以实现老年痴呆症患者或健康人的脑电信号实时检测,对于老年痴呆症患者,可以实时监测老年痴呆症的病情现状,并预测其发展趋势;对于健康人,可以有效地预防老年痴呆症,尽早发现老年痴呆症从而尽早采取积极的干预手段减缓老年痴呆症带来的身体伤害和精神负担。
[0045]3、本实用新型的老年痴呆症监护系统,在健康服务机器人上的平板电脑通过模拟子女语音完成语音交流,可以有效缓解老年痴呆症患者的孤独感;通过对老年痴呆症患者或健康人的睡眠质量评估,可以帮助其随时了解自己的睡眠健康状况,监测人体状态的变化,及时采取适当的治疗方案,降低患者发生高危疾病的风险,达到改善人类睡眠质量和人类健康的目的。
[0046]4、本实用新型的老年痴呆症监护系统,在健康服务机器人上的平板电脑可以根据老年痴呆症患者的心理个性特点进行音乐反馈疗法,并结合认知功能训练对患者进行辅助治疗,有利于老年痴呆症患者身心健康,缓解病情,改善老年痴呆症患者的生活质量,这种改善表现为睡眠改善,记忆力改善,情绪稳定,表达能力增强,并具有无创无副作用的特点。
[0047]5、本实用新型的老年痴呆症监护系统,在云服务器可以自动生成护理指导建议,连同远程医疗辅助诊断结果,反馈给智能终端,并由智能终端同步到健康服务机器人上的平板电脑,给照顾者提供科学合理的护理指导建议,从而更好地控制老年痴呆症患者的病情,同时也有针对照顾者的心理调节建议,以避免照顾者产生抑郁情结。
【附图说明】
[0048]图1为本实用新型的老年痴呆症监护系统的总体结构图。
[0049]图2为本实用新型的健康服务机器人的组成结构框图。
[0050]图3为本实用新型的运动控制单元的功能原理图。
[0051]图4为本实用新型的脑电检测装置的组成结构框图。
[0052]图5为本实用新型的脑电检测装置中蓝牙模块的组成结构框图。
[0053]图6为本实用新型的老年痴呆症监护系统的云服务器工作流程图。
【具体实施方式】
[0054]实施例1:
[0055]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
[0056]如图1所示,本实施例的老年痴呆症监护系统应用于某个家庭中,包括健康服务机器人、智能终端以及云服务器;其中:
[0057]如图2所示,所述健康服务机器人包括机器人本体、主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元、医疗检测单元以及电源供电单元;所述主控制单元、运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元和环境感知传感器单元设置在机器人本体上;所述主控制单元通过总线通信协议和串口通信协议分别与运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元相连;其中,运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元为顶层的功能单元。
[0058]所述机器人本体的底层操作系统(软件处理平台)采用开源机器人操作系统(Robot Operating System, ROS),其包括硬件抽象描述、底层驱动程序管理、共用功能的执行、程序间的消息传递、程序发行包管理、分布式的进程框架以及支持代码库的系统联合;开源机器人操作系统搭载在Linux内核的ubuntu(乌班图)系统下,通过串口与主控制单元进行通信,进而控制运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的工作方式。
[0059]所述主控制单元包括中央处理器(CPU)、通用外围设备接口模块、存储器模块、通信接口模块;所述中央处理器通过通用外围设备接口模块或通信接口模块接收来自运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的数据信息,对数据进行整合处理,所述数据整合处理包括滤波算法、神经网络算法、模糊控制算法,然后进行判断决策并将数据存储在存储器模块中,所述中央处理器通过通信接口模块进行指令的收发,进而控制运动控制单元、双目视觉捕捉单元、人机交互单元、环境感知传感器单元和医疗检测单元的工作方式;所述通信接口模块包括I2C (Inter-1ntegratedCircuit)、CAN (Controller Area Network,控制器局域网络)总线和 UART (UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器)和 SPI (Serial PeripheralInterface,串行外设接口)串口通信模块,以满足不同功能单元之间的通信接口要求;所述中央处理器能够与操作系统进行通信,完成运动控制、导航与定位、人机交互、数据通信的功能要求。
[0060]如图3所示,所述运动控制单元包括电机驱动模块、光耦隔离模块、电机组和测速编码器;所述电机驱动模块用于接收主控制单元发送的PWM(Pulse Width Modulat1n,脉冲宽度调制)控制信号,驱动电机组转动,且所述电机驱动模块与主控制单元之间通过光耦隔离模块隔离,保护主控制单元不受电机电压波动
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