一种脑电波控制假肢系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种脑电波控制的假肢系统，该系统由处理执行部分对脑电波数据获取过滤部分输入的脑电波数据进行处理，并输出数据至镶嵌在假肢内的多个微型舵机，实现对假肢动作的控制。本发明采用可测参数作为数据来源，对数据进行处理后作为假肢舵机的控制动作信号，这种“拟制”信号的使用及其处理方法，使得脑电波控制的假肢系统能够真正得以实现，而且经过1～2周左右的训练周期后，基本能够完成正常人所能完成的动作。使得脑电波控制的假肢系统能够真正得以实现，给予了残疾患者一个崭新人生，不再为肢体残缺而无法正常生活工作而担心，大大缩小了假肢与真实肢体的差距，本发明在假肢中是一项革命性的突破。
【专利说明】一种脑电波控制假肢系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种脑电波直接控制的机械假肢系统。
【背景技术】
[0002]假肢，也称“义肢”，指人造肢体，用来取代肢体的功能障碍(不论暂时性或永久性)，或是用来掩饰肢体伤残。供截肢者使用以代偿缺损肢体部分功能的人造肢体，有上肢假肢和下肢假肢。多用铝板、木材、皮革、塑料等材料制作，其关节采用金属部件，现在假肢界主流是钛合金和碳素纤维材料。传统假肢只能用做装饰，而不能真正给患者一个实用的肢体。
[0003]EEG为脑电图简称，根据现有脑神经生理学EEG产生机制的研究，EEG信号起源于一个高度的非线性系统，不仅在中枢神经系统每个分层发现许多的反馈环路，而且单个神经元自身也表现出高度非线性因素。在神经细胞膜上可以观察到混沌行为，神经放电转化遵循分叉规律，而混沌和分叉行为属于非线性科学的范畴。因此EEG信号是大量神经细胞的非线性耦合，是一个高度非线性多单元连接的复合体，EEG活动具有确定性混沌(deterministic chaos)特性,大脑是复杂、自组织(self-organization)的非线性动力学系统。
[0004]现有较为成熟的脑电波检测装置是来源于neurosky (神念科技)公司，其产品应用如necomim1、Mindflex意念控制游戏设备等。其总部位于美国娃谷,并在香港,伦敦,首尔，台北，东京，及无锡拥有分公司。该装置集成了脑电信号的采集、滤波、放大、A/D转换、数据处理及分析等功能，其高性能生物传感芯片可以检测到人的脑电波并将其转化成机器可以识别的数字信号实现人机交互。其输出包括数字化的原始脑电波数据，输出频率512Hz(每秒512个数据包)，还可输出δ、θ、α、β、Y波的EEG参数和“注意力”、“放松度”两个eSense?参数(eSense?参数为thinkgear设备输出参数)，输出频率为IHz。各参数的
基本概念见下表:
[0005]
【权利要求】
1.一种脑电波控制的假肢系统，其特征在于，该系统包括: A.脑电波数据获取过滤部分:通过两个电极，一个位于前额，另一个位于耳垂，采集脑电波信息至脑电波设备thinkgear,每秒检测一次,并生成、储存δ、θ、α、β波的数值化参数和“注意力”、“放松度”两个eSense?的数值化参数； B.处理执行部分，对由A部分输入的脑电波数据进行处理，并输出数据至镶嵌在假肢内的多个微型舵机，实现对假肢动作的控制，包括如下工作步骤: 第一步:在A部分生成的即时参数值中，任选2个参数的数值与预存的阀值进行比对，未达到阀值的即时参数值储存，达到或超过阀值的即时参数值XpX2被选取做下步处理；第二步:取Xp X2的平均值标记为X ； 第三步:调取即时参数值XpX2前一秒的对应参数值，取其平均值标记为Z，即时参数值为初始数值时Z为O，X与Z的差值标记为D，D除以可调节的时间系数E，得到舵机完成动作时间为D/E秒；X与所述阀值的差值为F，得到舵机转动度数为F度，传输指令至舵机:动作时间D/E秒、转动度数F度，舵机执行动作。
2.如权利要求1所述的一种脑电波控制的假肢系统，其特征在于，所述B部分的工作步骤第三步中还包括如下防颤抖功能步骤: `0.所述差值D大于5，发送新动作指令至舵机执行，D不大于5再进行下述2)的判断； 2).调取即时参数值XpX2前一段时间的对应参数值，取对应时点的两参数值的平均值得到若干平均值组成的`Y数组，标记为Y1~Yn; 3).Y数组的Y1~Yn数值呈上升或下降趋势，而且X的值符合该趋势，则即使此时Z与X对比差值不大于5，也将发送新动作指令至舵机执行；差值不大于5，而且不符合上述情况，则不发送新动作指令，舵机保持当前动作。
【文档编号】A61F2/62GK103690281SQ201410003276
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月4日 优先权日:2014年1月4日
【发明者】张江杰 申请人:张江杰