[发明专利]基于脑电的疲劳干预系统及装置

说明书

本发明公开了基于脑电的疲劳干预系统及装置，其中干预系统包括脑电采集模块，至少包括第一电极，用于通过第一电极采集目标的脑电数据；经颅电刺激模块，至少包括第二电极，用于依据刺激指令通过第二电极对目标实施弱电流的电刺激信号，所述电刺激信号包括直流电刺激信号或交流电刺激信号或随机噪声信号；处理模块，用于获取所述脑电采集模块反馈的脑电数据，并依据脑电数据匹配所述刺激指令。本发明提供了一种刺激温和，不易受到干扰，干预效果明显并且可以对疲劳进行有效的恢复的系统和装置。

技术领域

本发明是关于基于脑电的疲劳干预设备，特别是关于一种基于脑电的疲劳干预系统及装置。

背景技术

现代技术社会依赖工业的24小时经营或轮班工作，比如运输、看护、制造业、军队、航空、医院和许多公共服务业。人们进行轮班主要会破坏睡眠和生理周期节律。生理周期的破坏和睡眠剥夺同样能导致清醒警觉度的降低、表现为受损和疲劳。其次，某些工作压力较大的职业(如核电厂操作工人)也会引起心理上的疲劳。人在生理疲劳或者心理疲劳的状态下，认知能力会下降，对安全生产或者安全工作(如疲劳驾驶)具有很大的负面影响。因此，有必要对疲劳进行检测，并实施具体的干预方案，以防止疲劳状态下工作造成安全事故。

现有技术中《一种针对脑力疲劳的语音疲劳度检测方法》，该专利提供的是根据语音的方式来进行疲劳度的判断检测。《一种疲劳度检测方法及设备》，该专利提供的是基于脑电信号和心电信号来检测疲劳度。《一种眼电与脑电综合判定的疲劳驾驶脑电检测方法》，该专利提供了是基于脑电信号和眼电信号来判断检测疲劳度。《基于图像处理的疲劳驾驶预警系统》，该专利提供的基于面部图像识别的方式进行疲劳度的检测判断，并且在显示模块显示。《一种基于位移电极的脑电波疲劳瞌睡预警和醒脑装置及其控制方法》，该专利也是通过采集人脑的脑电波进行检测判断疲劳度，并且通过音响的方式播放醒脑音乐以及耳垂震动按摩的方式对疲劳进行干预。

以上现有技术提供了不同的技术手段或者不同技术的组合(多模态)来检测疲劳度，大部分专利主要通过采集脑电信号并辅助采集人体的其他信号(如肌电，眼电和心电等)，采用各自的算法实现疲劳度的检测，并把检测到的疲劳度结果在上位机或者显示模块(如显示屏)进行显示，并没有对疲劳进行干预。

目前主要的疲劳干预方法有：休息，药物(莫达非尼)，听觉提醒，视觉提醒等。

而现有技术中通过后台显示疲劳度的方式是一种视觉提醒干预疲劳的模式，但是该模式只能通过人工的方式进行干预，这种方式有缺点，就是需要有人不停的监控后台，且需要第三者主动去干预疲劳者。在疲劳驾驶以及核电站等特殊工作场景下，人工方式的干预可能会造成疲劳者的惊吓，造成误操作，从而引发事故。

而另一个现有技术《一种基于位移电极的脑电波疲劳瞌睡预警和醒脑装置及其控制方法》中，使用醒脑音乐和耳垂震动的方式来刺激干预疲劳者，首先，有相关文献研究表明，声音刺激来干预疲劳是有效的，但是效果持续时间比较短(持续时间小于10秒)。也就是说，对于疲劳者，突然播放醒脑音乐，会在短时让疲劳者精神一振，打起精神，但是这并不能改变疲劳的本质(也就是说，不能对疲劳进行恢复)。其次，声音刺激对轻度疲劳是有效的，但是，对于重度疲劳，声音刺激的效果是微弱的。有些重度疲劳者可以在嘈杂的环境中保持瞌睡状态。再其次，突然的声音刺激也会造成疲劳者惊吓的可能。最后，这个专利在耳垂震动的实现方式上，需要使用一个夹子夹在耳朵上，这样的体验不太好，在还没有疲劳阶段，长时间使用一个夹子夹在耳朵上，会使人感觉到疼痛，且挂在脖子上的音响，功耗比较大，不利于嵌入式设备的长时间运行。

从而可以知道，当前大部分现有技术都是基于对疲劳度的检测，并没有提出对疲劳度的干预方案。少部分技术实现采用了声音刺激或者视觉监控的方式作为疲劳的干预方案。

研究知道，有效的疲劳度干预方案可以减缓疲劳，修复疲劳造成的生理和心理上的创伤。目前的疲劳度干预方案有：休息，药物(莫达非尼等)，声音提醒，视觉提醒等。