便携式的脑电信号监测方法及系统与流程

本发明涉及脑电信号监测领域，且特别涉及一种便携式的脑电信号监测方法及系统。

背景技术：

神经系统疾病的症状体可表现为意识障碍、感知觉障碍、运动障碍等。有些神经系统疾病，如脑血管疾病、癫痫、脑炎、脑膜炎等，在临床上较为常见。神经系统疾病中慢性病占多数，往往迁延不愈，给患者的工作、生活带来很大的影响，致残率非常高。其中，中枢神经系统疾病的主要临床表现为大脑神经元突发性异常放电，导致大脑出现短暂的功能障碍。现有的神经系统疾病主要的诊断只有在医院才能进行。患者只有在医院住院后，通过使用大型的脑电图机采集长时程的脑电信号以及使用摄像头录制采集过程的视频方式来获取患者的脑电数据，脑电采集过程中患者需在头部佩戴电极，然后医生通过读患者的脑电图来实现对患者所发作神经系统疾病的甄别，以进一步作为治疗判据。

由于现有脑电信号的监测依赖于大型脑电采集设备系统(例如脑电图仪+摄像监控)，灵活性差，患者或者其家属只有清楚意识到患者神经系统病症发作(或者复发)，办理相关的住院手续之后，才能得到有效的监测。然而，由于神经系统疾病发作的特殊性，患者在病症发作前后，会产生意识障碍，当病发但未产生其他影响时，一般对自身病发无深刻印象，这会导致患者错过最佳的治疗时机；异或更有甚者，在独自出行时，遇到致命危险，后果不堪设想。进一步的，即使患者就医，在诊断过程中，患者的运动环境也会收到极大的限制，无法进行日常活动，只能整日躺在病床上。

此外，现有的脑电设备无法实时反馈设备自身工作状态。如病人在采集脑电的过程中由于不小心导致电极脱落，传统的设备并不会有所反馈提示，此时就可能造成检测结果偏差较大，也就丧失了脑电检测的意义，对患者的病情诊断造成延误。

技术实现要素：

本发明为了克服现有脑电信号监测需要依赖大型的医疗设备，无法实时监测，使用灵活性差的问题，提供一种可随身携带并实时监测的便携式的脑电信号监测方法及系统。

为了实现上述目的，本发明提供一种便携式的脑电信号监测方法，该方法包括：

响应于输入的监测指令，获取佩戴者的脑电信号；

侦测系统当前的网络连接状态；

当系统处于连网状态时，将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器；当系统处于无网状态时，将获得的脑电信号保存至本地服务器。

根据本发明的一实施例，便携式的脑电信号监测方法还包括：

解析获取的脑电信号；

当获取的脑电信号有效且系统处于连网状态时将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。

根据本发明的一实施例，解析获得的脑电信号且获得的脑电信号有效后，侦测系统当前的网络连接状态，当系统处于连网状态时，将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。

根据本发明的一实施例，当系统处于无网状态时，获取系统的历史网络连接数据并侦测当前网络环境，若侦测到当前网络环境中存在历史网络时，连接至历史网络。

根据本发明的一实施例，连网状态为连接至wifi无线网络或连接至热点网络。

另一方面，本发明还提供一种便携式的脑电信号监测系统，该便携式的脑电信号监测系统包括信号采集模块、网络侦测模块以及数据传输模块。信号采集模块响应于输入的监测指令，获取佩戴者的脑电信号。网络侦测模块侦测系统当前的网络连接状态。数据传输模块当系统处于连网状态时，将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器；当系统处于无网状态时，将获得的脑电信号保存至本地服务器。

根据本发明的一实施例，便携式的脑电信号监测系统还包括脑电信号解析模块。脑电信号解析模块解析获取的脑电信号，当获取的脑电信号有效且系统处于连网状态时数据传输模块将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。

根据本发明的一实施例，当脑电信号解析模块解析并获得有效的脑电信号后触发网络侦测模块，当系统处于连网状态时，将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。

根据本发明的一实施例，便携式的脑电信号监测系统还包括控制模块和人机交互模块，信号采集模块、网络侦测模块、数据传输模块以及人机交互模块分别连接至控制模块，控制模块侦测人机交互模块输入的监测指令并输出至信号采集模块。

根据本发明的一实施例，人机交互模块上具有显示屏和输入按键，便携式的脑电信号监测系统通过wifi连接至智能手机。

综上所述，本发明提供提供的脑电信号监测方法及系统中系统内部的数据传输模块根据系统当前的网络状态来自动将电极获得的脑电信号进行本地保存或上传至云端服务器，无需额外的监控设备来实现脑电信号的传输，该设置大大减小了整个系统的体积，患者可随身佩戴该监测系统，在日常生活下即可实时监测表征人体神经系统疾病的脑电信号，能帮助患者实时了解自身的疾病情况。此外，在有网络的环境下监测获得的数据还可实时上传至云端服务器，医生可通过云端服务随时查看该患者的脑电信号，不仅方便了医生及时了解患者的信息，同时也为远程的医疗诊断提供了条件。在无网络环境下，则将信号保存至本地，患者可在有网络的环境下上传至云端服务器或者是在就医时将该数据展示给医生看。

此外，通过对脑电信号进行解析并判断脑电信号是否有效来实时反馈患者佩戴监测系统是否到位，大大提高监测的准确性，患者可在无医护人员的情形下自行完成脑电信号的精确监测，准确反映神经系统的疾病情况。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的便携式的脑电信号监测方法的流程图。

图2所示为本发明一实施例提供的便携式的脑电信号监测系统的原理框图。

具体实施方式

脑电信号是反映神经系统疾病症状的重要信息，现有的脑电信号采集主要依赖于医院内的大型的脑电图机采集设备，该类设备主要包含脑电图仪和摄像监控两大部分，其中脑电图仪采集脑电信号，摄像监控则获取监测到的脑电信号并将其上传至医生所在的电脑。整个设备体积庞大，使用灵活性差，用户只能在发病状态下才能在医院进行脑电信号采集，在日常生活中却无法实现脑电信号的实时监测。有鉴于此，本实施例提供一种在日常生活中即可实现患者的脑电信号实时监测的便携式的脑电信号监测方法及系统。

本实施例提供的便携式的脑电信号监测方法包括：响应于输入的监测指令，获取佩戴者的脑电信号(步骤s10)。侦测系统当前的网络连接状态(步骤s40)。当系统处于连网状态时(步骤s50)，将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器(步骤s60)。当系统处于无网状态时，将获得的脑电信号保存至本地服务器(步骤s70)。以下将结合图1详细介绍本实施例提供的便携式的脑电信号监测方法的工作过程。

在使用中，患者在家人的帮助下在佩戴好监测设备，尤其是用于采集脑电信号的电极。在佩戴完成后，患者输入开始监测的指令。响应于该监测指令，系统执行步骤s10，包含电极的信号采集模块开始通过电极采集佩戴者的脑电信号。在获得脑电信号后，系统执行步骤s40和s50，侦测系统当前的网络连接状态并判断系统的连网状态。于本实施例中，以android系统中wifi网络监听为例进行说明。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，连网状态的监听也可为热点网络的监听，网络的连接状态也可采用其它方式进行监听。

在android系统中，可通过监听wifimanager中的wifimanager.wifi_state_changed_action这个广播来判断系统针对wifi的状态操作。当监听到wifimanager.wifi_state_enabled时表明系统打开了wifi，在接收到该广播后，系统通过监听wifimanager.network_state_changed_action这个广播来判断打开的wifi是否有效，当监听到networkinfo.state.connected时表明wifi已经连接上了，系统当前处于连网的状态。此时，系统将获得的脑电信号通过wifi网络上传至云端服务器(步骤s60)。当系统监听到wifimanager.wifi_state_changed_action这个广播为wifimanager.wifi_state_disabled时，表明系统关闭了wifi，或者系统打开了wifi(wifimanager.wifi_state_enabled)但连接的无线网络为无效时(networkinfo.state.disconnected)，系统则将监测到的脑电信号保存至本地服务器(步骤s70)。

本实施例提供的便携式的脑电信号监测方法中脑电信号通过包含多个电极的脑信号采集模块采集，系统内部的数据传输模块根据系统当前的网络状态来自动将脑电信号进行本地保存或上传至云端服务器。在有网络状态下，将获得的数据上传至云端服务器，实现网络数据的同步，医生可在远程第一时间查看该数据，方便患者及时就医，或者是进行远程医疗诊断。在无网络环境下时，将数据进行本地存储，待有网络环境下再上传至云端服务器或在就医时提供给医生参考。相比传统的只能在医院进行监测的大型的脑电采集机器，不仅脑电信号无需采用监控设备来获取，整个监测系统具有很小的体积，用户可随身携带，实现脑电信号的实时监控。同时，其数据的传输方式也使得患者在离开医院的环境下也可实现脑电信号的监测，不受位置的限制。

由于脑电信号的采集通常会包含多个电极，电极和人体皮肤的有效接触是脑电信号监测准确性的前提。在采集的过程中，患者的个人活动极有可能会使电极发生脱离从而使得监测信号变得无效。现有的很多脑电信号监测设备中，系统无法识别因电极脱落而引起的无效监测，故通常会出现监测完成后经医生判断才发现信号无效，患者需要重新进行监测，使用非常的不方便。针对这一问题，于本实施例中，便携式的脑电信号监测方法还包括：解析获取的脑电信号(步骤s20)，当获取的脑电信号有效(步骤s30)且系统处于连网状态时将获得的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。具体而言，可在信号解析模块中设置表征有效脑电信号的多个模板特征，在解析获得的脑电信号时，提取与有效脑电信号对应的多个特征并进行比对，从而判断当前获得电脑信号是否有效。譬如，将脑电信号中δ波、θ波、α波以及β波作为模板特征。然而，本发明对此不作任何限定。

于本实施例中，当步骤s30判断到有效的脑电信号后再进行当前网络状态的侦测(执行步骤s40)。即当监测到无效的脑电信号时，系统先通过人机交互模块警示用户，检查佩戴状态(步骤s80)，直到监测到有效信号后才进行信号的保存和传输，该设置可大大减小网络侦测模块的运行资源。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，系统可在解析脑电信号之前进行网络状态的侦测，或者在解析脑电信号的同时侦测网络状态。

于本实施例中，患者在佩戴设备后会手动打开网络连接，从而改变网络的连接状态，系统根据该变化来执行步骤s40的侦测。本发明对此不作任何限定于其它实施例中，当系统处于无网状态时，便携式的脑电信号监测方法还可包括：获取系统的历史网络连接数据并侦测当前网络环境，若侦测到当前网络环境中存在历史网络时，连接至历史网络，即系统可根据历史连网状态来自动连接历史网络。

与上述便携式的脑电信号监测方法相对应的，如图2所示，本实施例还提供一种便携式的脑电信号监测系统，该系统包括信号采集模块100、网络侦测模块300以及数据传输模块400。信号采集模块100响应于输入的监测指令，获取佩戴者的脑电信号。网络侦测模块300侦测系统当前的网络连接状态。当系统处于连网状态时，数据传输模块400将获得的脑电信号传输至云端服务器900的同时存储至本地服务器800；当系统处于无网状态时，数据传输模块400将获得的脑电信号保存至本地服务器800。

于本实施例中，便携式的脑电信号监测系统还包括解析获取的脑电信号的信号解析模块200。信号解析模块200对获取的脑电信号进行解析，提取特征并将提取的特征与设定的模板特征进行比对，从而判断当前获得的脑电信号是否有效。当获得脑电信号无效时则发出警示通知患者。当获得的脑电信号为有效的信号时，则通过控制模块500触发网络侦测模块300。然而，本发明对网络侦测模块300的触发方式不作任何限定。于其它实施例中，当信号采集模块100监测到脑电信号后，即可触发网络侦测模块300。

于本实施例中，便携式的脑电信号监测系统还包括控制模块500和人机交互模块600，信号采集模块100、网络侦测模块300以及人机交互模块600分别连接至控制模块500。于本实施例中，数据传输模块400为wifi传输模块，信号解析模块200为dsp处理模块，控制模块500为mcu，人机交互模块600上具有用于输入指令的按键和显示系统监测信息的显示屏。由于脑电信号的监测是一个长时程的监测过程，故本实施例中，wifi传输模块、mcu、dsp处理模块以及人机交互模块均具有极地的运行功耗，进一步的，系统还配备大容量电池来支持上述模块的工作。

由于手机是人们生活必不可少的部件，为提高设备的便携性，于本实施例中，还设置监测系统通过wifi连接至智能手机700，用户可通过智能手机输入监测指令，同时系统的监测信息也可通过wifi网络显示在患者的智能手机上，患者可第一时间接受到监测信息。为进一步减小便携式的脑电波监测系统的体积，于本实施例中，设置信号采集模块100通过wifi连接至控制模块500。然而，本发明对此不作任何限定。

本实施例提供的便携式的脑电波监测系统的具体工作原理为：当患者佩戴好监测设备后将系统连接至智能手机上，患者通过智能手机700或人机交互模块600输入监测指令，控制模块500侦测输入的监测指令并输出至信号采集模块100，信号采集模块100开始采集佩戴者的脑电信号并将获得的脑电信号输出至控制模块500，控制模块500将获得的脑电信号输出至信号解析模块200。当信号解析模块200解析并获得有效的脑电信号后触发网络侦测模块300。当网络侦测模块300判断系统处于连网状态时，数据传输模块400将信号解析模块200解析后的脑电信号传输至云端服务器的同时存储至本地服务器。当网络侦测模块300判断系统处于无网状态时，数据传输模块400将信号解析模块200解析后的脑电信号存储至本地服务器。

综上所述，本发明提供提供的脑电信号监测方法及系统中系统内部的数据传输模块根据系统当前的网络状态来自动将电极获得的脑电信号进行本地保存或上传至云端服务器，无需额外的监控设备来实现脑电信号的传输，该设置大大减小了整个系统的体积，患者可随身佩戴该监测系统，在日常生活下即可实时监测表征人体神经系统疾病的脑电信号，能帮助患者实时了解自身的疾病情况。此外，在有网络的环境下监测获得的数据还可实时上传至云端服务器，医生可通过云端服务随时查看该患者的脑电信号，不仅方便了医生及时了解患者的信息，同时也为远程的医疗诊断提供了条件。在无网络环境下，则将信号保存至本地，患者可在有网络的环境下上传至云端服务器或者是在就医时将该数据展示给医生看。

此外，通过对脑电信号进行解析并判断脑电信号是否有效来实时反馈患者佩戴监测系统是否到位，大大提高监测的准确性，患者可在无医护人员的情形下自行完成脑电信号的精确监测，准确反映神经系统的疾病情况。

虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。