[发明专利]脑机接口短消息发送控制装置及发送控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信控制装置，尤其是一种利用脑机接口发送短消息的控制装置。

背景技术

脑机接口BCI（brain-computer interface）是一种新的人机接口方式，它是不依赖大脑正常输出通路（外周神经和肌肉）的通讯系统，可以为人们提供全新的通讯和控制方式，尤其是可以帮助思维正常但严重瘫痪的病人实现与外界进行信息交流和设备控制。

当神经系统接受视觉刺激（如图形或闪光刺激）时会产生特定的电活动。受试者注视想要选择的刺激图形，将测得的脑电信号与事先记录的模板相比较，就可以判断出受试者所注视的目标，从而产生与受试者选择内容相关的控制信号。利用瞬态视觉诱发电位可以实现脑机接口控制信号的提取。 中国专利“基于瞬态视觉诱发电位提取脑机接口控制信号的方法” （200310121033.3）介绍了提取脑机接口控制信号的信号处理方法，但不涉及瞬态视觉诱发电位脑机接口的应用及控制装置。目前，基于脑机接口的应用研究日益受到重视，中国专利“脑机接口家电遥控装置”（200510014575.X）介绍了利用脑机接口实现家用电器开关与功能切换的遥控。中国专利“智能型瘫痪病人辅助康复系统”（200610014884.1）介绍了利用脑机接口实现对功能性电刺激的控制。

现有技术脑机接口实现对外界设备的控制，但不能通过脑机接口实现短消息发送的控制。

对于严重瘫痪的病人尤其是同时存在有语言障碍残疾人来说，难以用通话模式进行信息传送。本发明通过脑机接口控制短信息发送，这将为他们提供一种交流方式，有助于提高其生活质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术脑机接口不能对存在语言障碍的残疾人提供信息交流的缺陷，提供一种脑机接口短消息发送控制装置，利用脑机接口选择发送消息的对象及发送消息内容并发送短消息，从而使不方便使用手机的残疾人能够实现与他人通讯。

为解决上述技术问题，本发明的脑机接口短消息发送控制装置，包括脑电信号采集单元，脑机接口视觉刺激器，信号处理及控制单元和无线通信模块。

脑电信号采集单元包括脑电头皮电极、前置放大器、高通滤波器、低通滤波器及放大电路、A/D转换器、光隔离电路。置于大脑枕部的脑电头皮电极采集包含视觉诱发电位的脑电信号，通过滤波电路、放大电路处理，送到A/D转换器转换为数字信号，数字信号通过数字光隔离电路送到信号处理及控制单元进行处理。

脑机接口视觉刺激器可采用计算机显示器，通过编程在显示器上设置脑机接口人机界面，脑机接口人机界面上产生多个闪烁的方块作为图形视觉刺激模块，每个视觉刺激模块表示脑机接口不同的选择项目，使用者在一定时间内保持注视某一个视觉刺激模块实现选择发送对象与发送内容并控制。视觉刺激模块可以是矩形图形（方块或长方块），刺激模块背景颜色变化引发视觉刺激，背景模块可以是单一颜色（如黑色白色），也可以是2*2黑白相间的棋盘格。在刺激模块上标注相应文字来选择需要发送的信息，比如选择发送短消息的对象或发送内容。在本发明中脑机接口人机界面设计了短消息发送对象选择界面、短消息内容选择界面及确认取消界面，用于使用者选择短消息的发送对象及内容。

瞬态视觉诱发电位与刺激之间具有严格的锁时关系（在刺激后固定的时间段内出现视觉诱发电位），具有一一对应的关系。不同的视觉刺激模块，采用闪烁或模块颜色交替变化等刺激方式刺激模块，虽然模块上标注符号不同，但刺激模式相同，不同的刺激模块所产生的视觉诱发电位信号波形基本相同。为了能对多个刺激信号进行分辨，区分不同刺激模块所引起的刺激，对视觉刺激模块的时序进行区分，各个刺激模块采用不同的闪烁时刻。

本发明采用同频次复合刺激方式，在单位时间内各个刺激模块闪烁的次数相同，即在一时间段内，存在多个视觉刺激，在一个刺激周期内，所有的刺激模块在不同的闪烁时刻都分别闪烁一次。刺激模块每秒闪烁次数小于5次。在各个模块闪烁时，分别产生不同的刺激标志（不同模块闪烁时产生不同的数字信号），刺激标志数字信号与脑电信号同步记录，信号处理及控制单元根据同步记录的标记区分不同刺激产生的时刻，通过分析脑电信号判断各个刺激模块是否产生视觉诱发电位，识别使用者所注视的刺激模块，即可判断使用者实现的脑机接口选择项目。