一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统

本发明属于脑机接口医疗科技应用系统领域，具体是涉及一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统。

背景技术：

1、随着科技的日新月异，物联网、人工智能、大数据、云计算等尖端技术深度融合与持续创新，正深刻改变着智能病房乃至整个智能生活空间的面貌。智能病房系统作为这一技术浪潮中的璀璨明珠，利用物联网技术构建起设备间无缝连接的桥梁，实现了智能化、场景化的高度协同，极大地增强了病房环境的安全性、便捷性、舒适感与审美体验。然而，在迈向更高智能化与个性化门槛的过程中，传统依赖遥控器、手机app及语音控制的智能病房系统，尽管在用户体验上已有显著提升，但在追求极致便捷、直观操作与个性化定制方面仍显不足。

2、面对我国社会结构加速老龄化，老年人口比例不断攀升的现状，老年人群体的居住环境适老化、智能化改造需求愈发迫切。为了更加精准地满足这一群体的特殊需求，基于非侵入式脑机接口技术的智能病房系统状态机控制方法应运而生，为智能病房的未来发展开辟了全新路径。这项技术不仅打破了传统控制方式的局限，还通过直接解析用户的脑电信号，实现了前所未有的自然、直观且个性化的控制方式。

3、非侵入式脑机接口技术的引入，意味着老年患者无需借助任何外部设备或复杂的操作步骤，仅凭大脑意念即可轻松控制病房内的各项设备，如调节灯光亮度、控制窗帘开合、调整床体高度等，极大地提升了操作的便捷性与舒适度。同时，该技术还能根据用户的脑电特征进行个性化学习，逐步优化控制逻辑，使系统更加贴合用户的个性化需求与习惯，真正实现“所想即所得”的智能体验。

4、基于python编程的非侵入式脑机接口技术，以其强大的数据处理能力和丰富的库支持，为智能病房控制系统的实现提供了强有力的技术支撑。通过python编写的算法能够高效处理脑电信号，准确识别患者的控制意图，并转化为相应的控制指令，实现对病房内各类设备的精准控制。这种控制方式不仅更加直观、便捷，还能根据患者的个性化需求进行灵活调整，为智能病房控制系统带来了前所未有的智能化水平。

5、综上所述，开发一种基于非侵入式脑机接口的智能病房控制系统，不仅符合当前智能病房技术的发展趋势，也满足了老年人群体及特殊医疗环境下对智能化、个性化服务的需求，具有重要的现实意义和广泛的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，来解决现有智能病房系统操作复杂、稳定性不足及用户体验不佳的问题；以实现用户意图的直接识别与病房设备的精准控制，从而提升用户的安全感、舒适度和生活便利性。这对行动不便的老人、残障人士等群体具有重大意义。

2、为实现上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，所述系统包括用于采集用户头部信号的智能头环，与智能头环通信连接的pc端处理系统，以及与pc端处理系统通信连接的智能病房系统；所述智能头环内设有分别采集用户头部姿态信号、用户脑电信号和用户眼电信号的头部姿态检测模块、头部脑电信号采集模块和用户眼电信号采集模块；pc端处理系统接收到用户头部信号数据后经内设的人机交互模块进行信号解析、特征提取与模式识别，转化为智能病房系统可识别的ros指令；智能病房系统接收到pc端处理系统传来的ros指令后，通过内设的ros节点管理模块和节点执行单元来完成相应设备的指令执行。

4、作为上述方案的进一步改进，所述用户通过设于头部姿态检测模块内的陀螺仪来实时获得用户头部的姿态数据。

5、作为上述方案的进一步改进，所述人机交互模块内设有多模态脑机接口系统，以让用户根据实际应用设计程序对外部设备进行控制。

6、本发明将促进脑机接口技术、物联网技术、人工智能等领域的交叉融合与创新发展，为智能病房行业带来新的增长点。同时，该系统通过模拟人类自然交流方式，实现人与病房设备之间的无缝互动，增强人机交互的自然性与亲和力。

技术特征：

1.一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，其特征在于：所述系统包括用于采集用户头部信号的智能头环，与智能头环通信连接的pc端处理系统，以及与pc端处理系统通信连接的智能病房系统；所述智能头环内设有分别采集用户头部姿态信号、用户脑电信号和用户眼电信号的头部姿态检测模块、头部脑电信号采集模块和用户眼电信号采集模块；pc端处理系统接收到用户头部信号数据后经内设的人机交互模块进行信号解析、特征提取与模式识别，转化为智能病房系统可识别的ros指令；智能病房系统接收到pc端处理系统传来的ros指令后，通过内设的ros节点管理模块和节点执行单元来完成相应设备的指令执行。

2.根据权利要求1所述的一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，其特征在于：所述用户通过设于头部姿态检测模块内的陀螺仪来实时获得用户头部的姿态数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，其特征在于：所述人机交互模块内设有多模态脑机接口系统，以让用户根据实际应用设计程序对外部设备进行控制。

技术总结
本发明涉及一种基于非侵入式脑机接口的智能病房交互系统，其特征在于包括用于采集用户头部信号的智能头环、PC端处理系统和智能病房系统；所述智能头环内设有分别采集用户头部姿态信号、用户脑电信号和用户眼电信号的头部姿态检测模块、头部脑电信号采集模块和用户眼电信号采集模块；PC端处理系统接收到用户头部信号数据后经内设的人机交互模块进行信号解析、特征提取与模式识别，转化为智能病房系统可识别的ROS指令；智能病房系统接收到PC端处理系统传来的ROS指令后，通过内设的ROS节点管理模块和节点执行单元来完成相应设备的指令执行。本发明解决现有智能病房系统操作复杂、稳定性不足及用户体验不佳的问题。

技术研发人员：林文帅,莫志锋,张垂彤,高沛涛,单纯
受保护的技术使用者：广东技术师范大学
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27