基于腦電波技術的自救裝置的初步設計

陳 劍，馮 定，陳偉健

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

隨著醫學技術與傳感器技術的不斷發展，醫用電子儀器橫跨多個學科，與傳感器技術、電子技術、計算機技術、信號采集技術、通信技術、圖像能處理技術等多個學科互相滲透后得到了空前的發展和應用[2-3]。本研究設計是一種基于腦電波技術的自救裝置，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計而成。本研究設計可以很好地監測腦電波的狀況，當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 設計方案

1.1 方案概述

本研究設計是一種基于腦電波技術的自救裝置，包括佩戴帽，佩戴帽的內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，位于左側的所述佩戴柱的一側設置有控制按鈕，控制按鈕通過電線與控制器電連接，連接柱采用橡膠材質的圓柱形結構。

1.2 設計結構

本研究設計裝置結構如圖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 實施方案

2.1 連接方案

根據圖1 的主視剖視示意圖和圖2 的左視剖視示意圖，本研究設計是一種基于腦電波技術的自救裝置，包括佩戴帽，佩戴帽的內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；位于右側的佩戴柱通過螺栓固定連接有電源和報警器。本研究設計中，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；位于左側的佩戴柱的一側設置有控制按鈕，控制按鈕通過電線與控制器電連接；連接柱采用橡膠材質的圓柱形結構。

2.2 工作原理

在上述研究設計中，信號處理器和控制器為現有技術，信號處理器將電極采集到的模擬信號轉換為電信號進行傳輸，控制器進行控制[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，設置有一定的發生疾病時的電信號，在佩戴者真正的發生疾病時，腦電波發生改變，通過傳遞，傳遞給控制器。

進一步，定位器可以對佩戴者進行定位，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中，進行報警通知，使得佩戴者可以在第一時間內獲得救治。

3 設計的不足

盡管本研究設計有市場前景、應用價值和可操作性，但本研究設計只是初步設計，還存在很多待解決的技術難題。例如，信號處理器、控制器的選擇和設計存在一定的難度，并且使用效果有待進一步觀察；腦電波的獲取是否存在外界干擾也需要進一步觀察實驗和研究改進；本研究設計裝置存在成本高、空間結構還需改進、使用不夠簡便、信號的接收和傳輸存在不穩定或干擾等因素。

4 結束語

本研究設計是一種基于腦電波技術的自救裝置，是一項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用電子儀器。

期待各級專家和學者對其中存在的不足和難題進行優化和改進，進一步綜合考慮多方面的因素，將各個要素結合起來，使得本研究設計最終實現創新、變革和具有推廣應用價值，使本研究設計的效益最大化，從而實現產品的良性可持續發展[7]。