基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统技术方案

本发明专利技术公开了脑电信号分析和处理技术领域的基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，包括脑电信号采集模块、数据存储和分析模块、数据传输模块和认知功能发育评估呈现模块；包括脑电信号采集组件和捆绑组件，脑电信号采集组件包括电极片和外壳，电极片嵌设在外壳圆心处，捆绑组件包括捆绑带，外壳与捆绑带连接，捆绑带设有卡扣，卡扣内设有齿轮，捆绑带另一端设有齿条；数据存储和分析模块包括控制器，数据传输模块包括GSM模块，认知功能发育评估呈现模块包括移动终端，移动终端与GSM模块信号连接。本发明专利技术通过固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片和头皮之间的接触良好并保持稳定，提高数据采集的可靠性和准确性。提高数据采集的可靠性和准确性。提高数据采集的可靠性和准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统


[0001]本专利技术属于脑电信号分析和处理
，具体是基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统。

技术介绍

[0002]儿童认知功能发育评估系统是一种通过测量儿童的认知能力，包括注意力、记忆力、思维能力等多个方面来评估儿童认知功能的发育情况。评估过程通常会采用一系列标准化测试和问卷调查，结合专业人员的临床判断和观察。这个系统可以提供儿童认知能力的整体评估结果，并帮助确定是否存在认知障碍或其他问题。根据评估结果，可以制定个性化的支持和干预计划，以促进儿童认知功能的健康发展。
[0003]脑电信号是指记录在头皮表面的小波电位，它反映了大脑神经元的电活动。人脑中的每个神经元都有微弱的电信号，在神经元之间的连接形成网络后，这些信号就会相互作用和传递，最终形成了复杂的脑电活动。脑电信号可以通过脑电图仪器记录下来并进行分析和解释，从而得出对大脑活动的一些认识。脑电信号被广泛应用于神经科学、临床医学、认知心理学等领域的研究和诊断中。
[0004]目前已经有一些基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其原理是通过测量儿童的脑电信号来研究和评估不同认知过程的发展情况。例如，PEPSI(P300 Event
‑
Related Potential Selection Interface)系统可以测量儿童对于特定刺激(如视觉或听觉刺激)的反应时间和反应准确性，并且分析这些反应与大脑的P300事件相关电位之间的关系，从而评估儿童的注意力、反应时间和信息处理能力等。<br/>[0005]另外，也有一些其他基于脑电信号的工具被用于评估儿童认知功能发育，比如SPES(Spectral Power of EEG Signals)和ERPs(Event
‑
related potentials)等系统，它们能够测量儿童的脑电频谱和诱发电位，以反映儿童的记忆能力、语言理解和执行功能等方面的发展情况。需要注意的是，这些系统还在研究和发展中，其评估结果需要在临床实践中得到验证和进一步的优化。
[0006]例如中国专利，公布号为：CN113288171A，该专利技术公开了一种基于脑电特征的ADHD儿童认知功能监测系统，包括：认知功能测试任务呈现设备，用于诱发认知相关的神经电活动；脑电采集设备，用于获取脑电数据；数据存储和分析服务器，用于对脑电数据进行本地存储、预处理和原始数据分析；云平台，用于基于大数据进行认知功能综合评定；移动访问设备，用于获取认知功能监测信息和数据报告。采用本专利技术，用户通过认知功能测试任务呈现设备参与到认知实验中，采集的脑电信号传输到数据存储和分析服务器上进行脑电特征分析，通过云平台进行大数据分析并输出认知功能评估报告，提升了认知功能监测的客观性和准确性，有助于认知功能障碍的及早发现和介入，促进医疗服务的质量和效率，降低服务成本。
[0007]但是在实际使用时，尤其是对儿童采集脑电信号时会出现以下问题：1、脑电信号采集时，儿童往往比成人更活跃好动，但只有在被测的头部位置稳定的情况下,才能正确采
集到有效的脑电信号；2、一次脑电记录会持续20
‑
60分钟，如果儿童不能放松或不够安静，很难得到足够长的有用数据；3、如果儿童没缠捆带并戴上电极，他们可能会在活动时意外拉扯仪器纱线。所以本专利技术提出基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，以解决上述问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术提出了基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，通过固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片和头皮之间的接触良好并保持稳定，从而避免了信号干扰和误差；同时还可以减少孩子们在运动或不自主动作中对设备的影响；还可以减轻儿童在操作过程中的焦虑和紧张感，促进其合作和专注度，提高数据采集的可靠性和准确性，有助于更准确地评估儿童认知、情绪和神经系统发展等方面的状态。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，包括脑电信号采集模块、数据存储和分析模块、数据传输模块和认知功能发育评估呈现模块。
[0010]包括脑电信号采集组件和捆绑组件，脑电信号采集组件包括若干电极片和与电极片数量匹配的外壳，外壳外形为吸盘结构，电极片嵌设在外壳圆心处，捆绑组件包括捆绑带，外壳远离电极片一侧均固定连接在捆绑带一侧，捆绑带一端固定连接有卡扣，卡扣内侧壁固定连接有凸起，凸起上固定连接有齿轮，捆绑带另一端固定连接有齿条，齿条一侧与齿轮啮合，齿条另一侧与卡扣内侧壁滑动配合。
[0011]数据存储和分析模块包括控制器，控制器与电极片信号连接，数据传输模块包括GSM模块，GSM模块与控制器信号连接，认知功能发育评估呈现模块包括移动终端，移动终端与GSM模块信号连接。
[0012]采用上述方案后实现了以下有益效果：评估系统主要是通过采集儿童头部脑电信号，并将其存储、传输和分析，来评估儿童的认知功能发育水平。
[0013]具体地说，对于脑电信号采集组件而言，它包括了若干电极片和与电极片数量匹配的外壳。该外壳形状为吸盘结构，可以有效地贴附在儿童头皮上，以保证采集到尽可能真实可靠的脑电信号。同时，该外壳具有固定连接在捆绑带一侧的特点，可以紧密地绑在儿童头部，确保采集准确度。
[0014]数据存储和分析模块中的控制器则是核心组件，它接收并处理采集到的脑电信号，并进行预处理、存储和特征提取等操作，从而评估儿童的认知功能发育水平。数据传输模块中的GSM模块可以将处理好的信号数据传送给外部设备，例如使用认知功能发育评估呈现模块的移动终端。
[0015]因此，通过使用本系统，我们可以测量和分析儿童脑电信号，得出关于儿童记忆、注意力、语言、智力和感知等认知功能发育水平的信息，并为医生、教育工作者或儿童家长提供可靠的评估结果。这将有助于更好地关注儿童的认知发展，及早发现和解决认知障碍问题，促进他们整个生命早期阶段的健康成长和发展。
[0016]综上，固定脑电信号采集组件可以有效地确保电极片和头皮之间的接触良好并保持稳定，从而避免了信号干扰和误差；同时还可以减少孩子们在运动或不自主动作中对设备的影响；还可以减轻儿童在操作过程中的焦虑和紧张感，促进其合作和专注度，提高数据
质量和信度。总之，能够显著提高数据采集的可靠性和准确性，有助于更准确地评估儿童认知、情绪和神经系统发展等方面的状态。
[0017]进一步，外壳内部为空心结构，外壳远离电极片一侧设有进气孔，相邻外壳之间的进气孔连通有连接管，其中一个外壳连通有高压气源，高压气源连接处安装有进气阀，高压气源固定连接在捆绑带外侧，外壳外边缘处固定连接有压力传感器，进气阀和压力传感器均与控制器信号连接。
[0018]有益效果：主要是为了实现对电极片的挤压力进行控制，以确保其稳定、可靠地紧贴在物体表面。
[0019]首先，在外壳与儿童头部表面接触并吸附之后，压力传感器检测到的压力较小，这时候控制器就启动进气阀，通过充气增加外壳内部的气压，使得外壳对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其特征在于：包括脑电信号采集模块、数据存储和分析模块、数据传输模块和认知功能发育评估呈现模块；脑电采集模块包括脑电信号采集组件和捆绑组件，脑电信号采集组件包括若干电极片和与电极片数量匹配的外壳，外壳外形为吸盘结构，电极片嵌设在外壳圆心处，捆绑组件包括捆绑带，外壳远离电极片一侧均固定连接在捆绑带一侧，捆绑带一端固定连接有卡扣，卡扣内侧壁固定连接有凸起，凸起上固定连接有齿轮，捆绑带另一端固定连接有齿条，齿条一侧与齿轮啮合，齿条另一侧与卡扣内侧壁滑动配合；数据存储和分析模块包括控制器，控制器与电极片信号连接，数据传输模块包括GSM模块，GSM模块与控制器信号连接，认知功能发育评估呈现模块包括移动终端，移动终端与GSM模块信号连接。2.根据权利要求1所述的基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其特征在于：外壳内部为空心结构，外壳远离电极片一侧设有进气孔，相邻外壳之间的进气孔连通有连接管，其中一个外壳连通有高压气源，高压气源连接处安装有进气阀，高压气源固定连接在捆绑带外侧，外壳外边缘处固定连接有压力传感器，进气阀和压力传感器均与控制器信号连接。3.根据权利要求2所述的基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其特征在于：数据存储和分析模块还包括信号放大器，电极片和控制器均与信号放大器信号连接。4.根据权利要求3所述的基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其特征在于：捆绑带中部固定连接有若干辅助带，辅助带远离捆绑带中部一端分别与捆绑带两端固定连接。5.根据权利要求4所述的基于脑电信号的儿童认知功能发育评估系统，其特征在于：评估系统的评估步骤如下：步骤一：将脑电采集模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈杜瑶，吴至凤，肖璨，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学第二附属医院，
类型：发明
国别省市：