感應(yīng)腦電信號的傳感 器模塊、進(jìn)行信號放大與調(diào)制的腦電信號調(diào)制模塊和進(jìn)行信號處理及存儲的處理模塊依次 連接而成；腦電信號調(diào)制模塊和進(jìn)行信號處理及存儲的處理模炔基于連續(xù)小波計算出亞臨 床肝性腦病的三特征腦波（S、θ、α )，處理后的信號經(jīng)過基于多參數(shù)深度學(xué)習(xí)智能評估系 統(tǒng)預(yù)測亞臨床肝性腦病發(fā)病風(fēng)險；達(dá)到預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)時，可以即時發(fā)送預(yù)警信息及患者當(dāng)前位 置信息給目標(biāo)監(jiān)護(hù)人。
[0039] 所述智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)可以是一種可穿戴設(shè)備，也可以是一種臨床診療設(shè)備。本 發(fā)明相較其他方法，采用可穿戴帽式電極，使用方便，信號采集處理中心能夠系統(tǒng)連接，智 能化處理，并進(jìn)行自動預(yù)警，具有使用方便，智能，預(yù)警提前干預(yù)與處理能力。
[0040] 具體為，一種用于亞臨床肝性腦病的三位一體帽式智能監(jiān)測預(yù)警裝置，其使用三 位一體帽式電極裝置采集亞臨床肝性腦病的腦電信號，基于連續(xù)小波計算出亞臨床肝性腦 病的三特征腦波δ、θ、α，基于多參數(shù)深度學(xué)習(xí)智能評估亞臨床肝性腦病發(fā)病風(fēng)險。
[0041] 所述基于連續(xù)小波計算出亞臨床肝性腦病的三特征腦波的方法為：以固定時間 為單位，先對亞臨床肝性腦病的腦電波信號進(jìn)行低頻、高頻濾波處理，再將連續(xù)小波與亞臨 床肝性腦病的腦電信號做卷積，構(gòu)建出亞臨床肝性腦病的時頻信號，并從所述時頻信號中 自動分解出S、θ、α節(jié)律作為亞臨床肝性腦病的三特征腦波，過程中使用如下所述公式 ⑴，
[0044] 其中x(t)為經(jīng)過低頻、高頻濾波處理的腦電波信號，經(jīng)過連續(xù)小波處理得到其時 頻信號x(t)，然后使用短時傅立葉變換，通過不同的窗口得到δ、θ、α三特征腦波，公式 中a，b為針對亞肝性腦病所設(shè)定的任意實數(shù)，Φ (t)為母小波，rYt' -t)為分析窗，Xw(a， b)為亞肝性腦病的腦電信號，C為短時傅立葉變換選擇的時窗，STFTx (t，f)是以時間t、 頻率f為參數(shù)的短時傅立葉變換函數(shù)。
[0045] 當(dāng)三特征腦波的模式符合經(jīng)過深度學(xué)習(xí)方法訓(xùn)練所得到的發(fā)病模式時，裝置評估 有發(fā)病風(fēng)險，自動連接預(yù)警程序，即時撥號目標(biāo)監(jiān)護(hù)人，并發(fā)送預(yù)警信息及患者當(dāng)前位置信 息給目標(biāo)監(jiān)護(hù)人。
[0046] 所述智能監(jiān)測預(yù)警裝置包括可穿戴設(shè)備和/或臨床診療設(shè)備。
[0047] 所述基于多參數(shù)深度學(xué)習(xí)智能評估亞臨床肝性腦病發(fā)病風(fēng)險的方法為，根據(jù)亞臨 床肝性腦病的所述三個位點的三特征腦波構(gòu)建出亞臨床肝性腦病的多參數(shù)向量，其參數(shù)包 含所獲得腦波數(shù)據(jù)的各項可能得到的參數(shù)，利用深度學(xué)習(xí)（De印Learning)方法對所述多 參數(shù)向量進(jìn)行優(yōu)化，篩選得到多參數(shù)向量中不同三特征腦波模式對應(yīng)的特征向量，并利用 支持向量機(jī)對優(yōu)化后的多參數(shù)向量進(jìn)行亞臨床肝性腦病發(fā)病風(fēng)險的分類。
[0048] 三個采集電極的連接形式為，使用能夠固定三個采集電極相對位置的剛性或柔性 結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，并使三個采集電極能夠在測試過程中始終貼合額葉及雙側(cè)顳葉，采集電極 的連接材料包括但不限于金屬、合金、塑料、布料以及各種材料的混合或新型結(jié)構(gòu)材料等， 在滿足上述采集電極相對位置不變及始終貼合的要求下，對連接材料的機(jī)械外觀結(jié)構(gòu)不做 限制。
[0049] 包括針對亞臨床肝性腦病腦電特征位置的三個采集電極，包括額葉及雙側(cè)顳葉三 個位點、帽中內(nèi)置的抗電磁波干擾裝置、內(nèi)置于帽中的三位一體電極的連接形式以及智能 監(jiān)測預(yù)警裝置。
[0050] 所述三位一體帽式電極系統(tǒng)與傳統(tǒng)電極帽不同，僅需三個電極即可對腦電波進(jìn)行 監(jiān)測，三個電極分別位于前額和兩側(cè)顳葉；
[0051] 所述三維一體帽式電極系統(tǒng)，將三個腦電電極固定與同一剛性框架的不同位置， 此剛性框架外形結(jié)構(gòu)需能夠佩戴于腦部；
[0052] 通過亞臨床肝性腦病監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測亞臨床肝性腦病發(fā)病風(fēng)險，在三特征腦波的 模式與經(jīng)過深度學(xué)習(xí)所得到的發(fā)病模式相似度超過預(yù)先設(shè)定的閾值時（該閾值通過臨床 試驗并結(jié)合醫(yī)生的經(jīng)驗進(jìn)行確定），由所述穿戴式亞臨床肝性腦病監(jiān)測設(shè)備觸發(fā)定位單元 (該定位單元可以是手機(jī)定位單元，也可以是在其他裝置上的定位單元），該定位單元可以 即時定位患者當(dāng)前所處位置，并將當(dāng)前位置信息自動發(fā)送給目標(biāo)監(jiān)護(hù)人。
[0053] 本發(fā)明涉及臨床監(jiān)測與可穿戴智能設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及到一種腦電監(jiān)測技術(shù)、云 計算、智能分析、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)和服務(wù)為一體的亞臨床肝性腦病的智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。
[0054] 本發(fā)明旨在設(shè)計一種用于亞臨床肝性腦病的三位一體帽式智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，可 以對腦電波進(jìn)行實時監(jiān)控，并在疾病發(fā)作前預(yù)警及定位，使監(jiān)護(hù)人可以即時獲取病人的身 體狀態(tài)，進(jìn)行適合的處理。
[0055] 本發(fā)明提出的三位一體帽式智能監(jiān)測系統(tǒng)可由三位一體帽式電極單元、智能監(jiān)測 預(yù)警單元及定位單元組成；
[0056] 所述三位一體帽式智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，采用多參數(shù)深度學(xué)習(xí)評估亞臨床肝性腦病 發(fā)病風(fēng)險，基于三位一體帽式電極獲取的腦波信號，利用三特征腦波信號構(gòu)建初始向量，使 用多組初始向量輸入至深度學(xué)習(xí)訓(xùn)練系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練，最終獲得初始向量中的特征向量值以 及對應(yīng)的特征向量參數(shù)，應(yīng)用該向量參數(shù)作為支持向量機(jī)的分類向量參數(shù)，實現(xiàn)對不同三 特征腦波的分類；
[0057] 所述的三位一體帽式智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，所采用的多參數(shù)深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，其通過 深度學(xué)習(xí)確定向量的特征參數(shù)的過程，以及通過該特征參數(shù)使用多組數(shù)據(jù)對支持向量機(jī)分 類器進(jìn)行訓(xùn)練的過程均在具備較高性能的其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備上完成，本發(fā)明所述預(yù)警系統(tǒng) 使用的是經(jīng)過上述過程后得到的支持向量機(jī)分類器；
[0058] 所述三位一體帽式智能監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，所采用的深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)，輸出為三特征腦 波信號向量的分類結(jié)果，以及信號向量中最終用于分類的特征向量；
[0059] 在進(jìn)行深度學(xué)習(xí)后，使用支持向量機(jī)進(jìn)行訓(xùn)練時，每個疾病對應(yīng)的向量數(shù)量沒有 限制，但過少的向量數(shù)量易造成訓(xùn)練結(jié)果的分類性較差，而過多的向量數(shù)量會造成分類時 的過擬合狀態(tài)，所以實際所需要的向量數(shù)量需要根據(jù)不同疾病或不同分類目的進(jìn)行多次試 驗以確定；
[0060] 在預(yù)警系統(tǒng)利用支持向量機(jī)進(jìn)行分類并得出發(fā)病狀態(tài)的分類結(jié)果后，將調(diào)用定位 單元進(jìn)行病人的實時定位，該定位單元為具備定位與通訊功能的手機(jī)定位單元或任何其他 裝置上的定位單元，該定位單元可以將病人當(dāng)前位置以及健康狀況通過網(wǎng)絡(luò)或短信、電話 等任何可傳輸數(shù)據(jù)的通訊形式發(fā)送給目標(biāo)監(jiān)護(hù)人；
[0061] 可以根據(jù)發(fā)病風(fēng)險的高低進(jìn)行不同的處理，在發(fā)病風(fēng)險較高或已發(fā)病時通知監(jiān)護(hù) 人，在發(fā)病風(fēng)險較低且病人意識清醒的狀態(tài)下優(yōu)先告知病人本身以進(jìn)行及時的反應(yīng)。
[0062] 預(yù)警單元與定位單元之間可通過藍(lán)牙、WIFI、紅外等無線通訊方式連接，也可通過 USB等有線方式連接；
[0063] 本發(fā)明的用途是在臨床醫(yī)療、移動醫(yī)療上實現(xiàn)，在3/4G等網(wǎng)絡(luò)條件下可以讓采集 的腦電信號經(jīng)過智能處理后即時通訊順暢進(jìn)行，及時發(fā)現(xiàn)目標(biāo)人群的高危狀態(tài)并及時通知 家屬與醫(yī)護(hù)人員，適時采取措施避免損害發(fā)生，使得移動遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)入社區(qū)、家庭和醫(yī)療機(jī) 構(gòu)，實現(xiàn)全社會高級醫(yī)療資源的共享和互補，是實現(xiàn)智慧醫(yī)療的一個具體方式和手段。
[0064] 實施例1
[0065] 關(guān)于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及附圖得到進(jìn)一步的了解。
[0066] 參見附圖la、lb、Ic及圖2,其由信號處理設(shè)備1及三電極系統(tǒng)2組成。
[0067] 在該優(yōu)選實例中，信號處理設(shè)備1可采用嵌入式系統(tǒng)或單片機(jī)系統(tǒng)作為處理系統(tǒng) 核心。
[0068] 在該優(yōu)選實例中，信號處理設(shè)備1具備電極信號的采集、處理、輸出的功能。
[0069] 在該優(yōu)選實例中，信號處理設(shè)備1可通過無線或有線的形式接收外部控制信號， 對佩戴者的腦電進(jìn)行檢測，或者將佩戴者的腦電信號進(jìn)行持續(xù)的輸出。
[0070] 在該優(yōu)選實例中，本發(fā)明包括三位一體帽式電極和傳感器模塊、連續(xù)小波計算腦 電信號采集模塊、深度學(xué)習(xí)智能評估及預(yù)警系統(tǒng)三個部分。
[0071] 其中傳感