本發(fā)明涉及老年健康護理領域，尤其涉及一種基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)及方法。

背景技術：

老年癡呆癥(又稱“阿爾茨海默病”)是一種會導致記憶力、執(zhí)行力、視覺空間、語言交流、抽象思維、學習和計算等多方面大腦認知功能障礙的神經退行性疾病。老年癡呆癥常發(fā)生在老年期或者老年前期，患病風險隨著年齡增長而增加。記憶障礙往往出現在老年癡呆癥早期，尤其是近記憶障礙較為嚴重，患者在幾小時甚至數分鐘前發(fā)生的事情都無法回憶。在老年癡呆癥早期，常常表現為時而頭腦清醒時而出現頭腦失憶近事遺忘的情況，這種狀態(tài)稱謂間隙性頭腦失憶狀態(tài)。在患者日常生活中，通常需要尋找自己幾小時甚至數分鐘前放置的物品，例如茶杯、鞋子、襪子、眼鏡、手表等。然而，由于患者時而出現近記憶障礙而無法回想起自己放置物品的具體位置，導致患者無法找不到自己所需的物品而產生焦慮心理，從而進一步加深了患者的病情。因此，有必要提供一種用于輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)及方法，來幫助患者出速找到自己所需物品。

技術實現要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)及方法，旨在解決現有技術不能輔助老年癡呆癥患者快速找到自己所需物品的問題。

為實現上述目的，本發(fā)明提供了一種基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)，運行于可穿戴設備中，所述系統(tǒng)包括：

失憶監(jiān)測模塊，用于通過設置在所述可穿戴設備上的腦電傳感器監(jiān)測老年癡呆癥患者的腦電波信號，以及根據所述腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)；

現實場景虛擬模塊，用于當患者處于頭腦失憶狀態(tài)時通過設置在所述可穿戴設備上的視頻記錄儀采集患者身邊的現實場景影像，從采集的現實場景影像中識別出患者的行為動作信息，以及根據行為動作信息從可穿戴設備的存儲器中匹配出與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像；

物品位置識別模塊，用于從所述虛擬場景影像中識別出患者存放物品的位置信息；

尋找物品指引模塊，用于控制設置在所述可穿戴設備上的揚聲器播放存放物品的位置信息來指引患者尋找存放的物品。

優(yōu)選的，所述物品位置識別模塊還用于在所述虛擬場景影像中標示出患者存放物品的位置標記。

優(yōu)選的，所述尋找物品指引模塊還用于控制設置在所述可穿戴設備上的投影儀將標示有所述位置標記的虛擬場景投射到患者前方指引患者尋找存放的物品。

優(yōu)選的，所述虛擬場景影像是由患者的監(jiān)護者預先拍攝制作并通過所述可穿戴設備的USB端口導入到所述存儲器中。

進一步地，所述失憶監(jiān)測模塊根據所述腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)通過如下步驟實現：

將采集的腦電波信號進行預處理來剔出干擾信號；

利用小波包分解法提取腦電波信號的特征波段alpha波、delta波、theta波和beta波；

采用頻帶能量比例值法分析特征波段alpha波、delta波、theta波和beta波的頻譜來判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)。

本發(fā)明還提供了一種基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的方法，應用于可穿戴設備中，所述方法包括步驟：

通過設置在所述可穿戴設備上的腦電傳感器監(jiān)測老年癡呆癥患者的腦電波信號；

根據所述腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)；

當患者處于頭腦失憶狀態(tài)時，通過設置在所述可穿戴設備上的視頻記錄儀采集患者身邊的現實場景影像；

從采集的現實場景影像中識別出患者的行為動作信息；

根據行為動作信息從可穿戴設備的存儲器中匹配出與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像；

從所述虛擬場景影像中識別出患者存放物品的位置信息；

控制設置在所述可穿戴設備上的揚聲器播放存放物品的位置信息來指引患者尋找存放的物品。

優(yōu)選的，該方法還包括步驟：在所述虛擬場景影像中標示出患者存放物品的位置標記。

優(yōu)選的，該方法還包括步驟：控制設置在所述可穿戴設備上的投影儀將標示有所述位置標記的虛擬場景投射到患者前方指引患者尋找存放的物品。

優(yōu)選的，所述虛擬場景影像是由患者的監(jiān)護者預先拍攝制作并通過所述可穿戴設備的USB端口導入到所述存儲器中。

優(yōu)選的，所述根據所述腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)的步驟包括如下步驟：

將采集的腦電波信號進行預處理來剔出干擾信號；

利用小波包分解法提取腦電波的特征波段alpha波、delta波、theta波和beta波；

采用頻帶能量比例值法分析特征波段alpha波、delta波、theta波和beta波的頻譜來判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)。

相較于現有技術，本發(fā)明所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)及方法采用上述技術方案，達到了如下技術效果：能夠通過虛擬患者存放物品經歷相關的虛擬場景來輔助患者出現頭腦失憶時快速找到自己所需物品。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)優(yōu)選實施例的功能模塊示意圖；

圖2是本發(fā)明基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的方法優(yōu)選實施例的流程圖優(yōu)選實施例的流程圖。

本發(fā)明目的實現、功能特點及優(yōu)點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本發(fā)明為達成上述目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明的具體實施方式、結構、特征及其功效進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參照圖1所示，圖1是本發(fā)明基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)優(yōu)選實施例的功能模塊示意圖。在本實施例中，所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)10安裝并運行于可穿戴設備1中，所述可穿戴設備1包括，但不僅限于，腦電傳感器11、視頻記錄儀12、揚聲器13、投影儀14、存儲器15以及微處理器16。所述腦電傳感器11、視頻記錄儀12、揚聲器13、投影儀14、存儲器15均通過數據總線連接至所述微處理器16上，并能通過微處理器16與所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)10進行信息交互。在本實施例中，所述可穿戴設備1可以集成在患者佩戴在頭上的帽子、頭帶或圍脖等。

所述腦電傳感器11是一種偵測使用者腦電波信號的感測器，用于從佩戴有可穿戴設備1的患者腦部偵測出患者的腦電波信號，腦電傳感器11從患者頭部額頭上方區(qū)域采集患者的腦電波信號。所述視頻記錄儀12可以是一種可以360度旋轉的攝像頭或者小型影像攝取裝置，用于采集患者身邊的現實場景影像。所述揚聲器13可以為一種低音喇叭、耳機或者其它發(fā)聲裝置，用于播放患者存放物品的位置信息。所述投影儀14是一種微型影像投影裝置，用于將患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像投射到患者前面，以指引患者尋找存放的物品。所述存儲器15可以為一種只讀存儲單元ROM，電可擦寫存儲單元EEPROM或快閃存儲單元FLASH等存儲單元，用于存儲多個與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像，例如患者平時經常將物品存放在室內的場景影像。所述微處理器16可以為中央處理器(CPU)、處理器、微控制器(MCU)、數據處理芯片、或者具有數據處理功能的信息處理單元，用于執(zhí)行所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)10以便幫助患者尋找所需的物品。所述物品為患者生活中經常使用的家居物品，包括但不僅限于，茶杯、鞋子、襪子、眼鏡、手表等。

所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的系統(tǒng)10包括，但不僅局限于，失憶監(jiān)測模塊101、現實場景虛擬模塊102、物品位置識別模塊103以及尋找物品指引模塊104。本發(fā)明所稱的模塊是指一種能夠被所述可穿戴設備1的微處理器16執(zhí)行并且能夠完成固定功能的一系列計算機程序指令段，其存儲在所述嬰幼兒車1的存儲器15中。

所述失憶監(jiān)測模塊101用于通過腦電傳感器11監(jiān)測老年癡呆癥患者的腦電波信號，并根據腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)。一般地，在患者出現老年癡呆癥早期，會經常出現時而頭腦清醒時而出現頭腦失憶近事遺忘的情況，這種狀態(tài)稱謂間隙性頭腦失憶狀態(tài)。所述失憶監(jiān)測模塊101根據所述腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)通過如下步驟實現：當腦電傳感器11采集患者的腦電波信號后，失憶監(jiān)測模塊101進行腦電波信號預處理來剔出干擾信號，并利用小波包分解法提取腦電波信號的特征波段，例如delta波、theta波、alpha波、beta波。本實施例可采取歸一化能量相對監(jiān)測法，即采用頻帶能量比例值法(Frequency Band Energy Ratio,FBER)分析特征波段delta波、theta波、alpha波、beta波的頻譜來判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)，該頻帶能量比例值法包括：1)當alpha波為主，FBERa等于0.8至1單位之間，頭腦處于清醒狀態(tài)；2)當FBER(beta)>FBER(alpha)且FBER(alpha+beta)>FBER(theta+delta)時，頭腦處于失憶狀態(tài)。

所述現實場景虛擬模塊102用于當患者處于頭腦失憶狀態(tài)時通過視頻記錄儀12采集患者身邊的現實場景影像，并從采集的現實場景影像中識別出患者的行為動作信息。在本實施例中，所述現實場景影像包括患者身邊的現實場景以及患者本身的影像。所述現實場景虛擬模塊102可以采用現有的影像識別技術從現實場景影像中識別出患者的行為動作信息，包括患者尋找物品常表現出來的神態(tài)表情以及雙手翻東西的動作。

所述現實場景虛擬模塊102還用于根據行為動作信息從存儲器15中匹配出與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像。在本實施例中，所述存儲器15存儲有多幅患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像，例如患者平時經常將物品存放在室內地點的場景影像，所述虛擬場景影像由監(jiān)護者預先拍攝制作并通過USB端口導入到所述存儲器15中。

所述物品位置識別模塊103用于從所述虛擬場景影像中識別出患者存放物品的位置信息，并在該虛擬場景影像中標示出存放物品的位置標記。具體地，所述物品位置識別模塊103可以根據患者平時經常將物品存放在室內地點來識別出患者存放物品的位置信息，并采用指示箭頭位置標記將存放物品的位置在虛擬場景影像中標示出來。

所述尋找物品指引模塊104用于控制揚聲器13播放存放物品的位置信息指來引患者尋找存放的物品，以及控制投影儀14將標示有位置標記的虛擬場景投射到患者前方指引患者尋找存放的物品。在本實施例中，尋找物品指引模塊104可以控制投影儀14播放語音信息來指引患者尋找存放的物品，或者控制投影儀14將虛擬場景投射到患者前方的室內墻壁、地板或者衣柜壁上來患者前方指引患者尋找存放的物品，從而達到幫助老年癡呆癥患者在出現頭腦失憶時快速找到自己所需物品的效果。

本發(fā)明還提供了一種基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的方法，應用于佩戴在老年癡呆癥患者頭上的可穿戴設備中，通過虛擬出患者存放物品經歷相關的虛擬場景來輔助患者快速找到自己所需物品。

如圖2所示，圖2是本發(fā)明基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的方法優(yōu)選實施例的流程圖優(yōu)選實施例的流程圖。在本實施例中，參考圖1所示，所述基于虛擬現實的輔助老年癡呆癥患者尋找物品的方法包括步驟：

步驟S21，通過腦電傳感器監(jiān)測老年癡呆癥患者的腦電波信號；具體地，失憶監(jiān)測模塊101通過腦電傳感器11監(jiān)測老年癡呆癥患者的腦電波信號。通常地，在患者出現老年癡呆癥早期，會經常出現時而頭腦清醒時而出現頭腦失憶近事遺忘的情況，這種狀態(tài)稱謂間隙性頭腦失憶狀態(tài)。

步驟S22，根據腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)；具體地，失憶監(jiān)測模塊101根據腦電波信號判斷患者是否處于頭腦失憶狀態(tài)。在本實施例中，所述步驟S22包括如下步驟：當腦電傳感器11采集患者的腦電波信號后，失憶監(jiān)測模塊101進行腦電波信號預處理來剔出干擾信號，并利用小波包分解法提取腦電波信號的特征波段，例如delta波、theta波、alpha波和beta波。本實施例可采取歸一化能量相對監(jiān)測法，即采用頻帶能量比例值法(Frequency Band Energy Ratio,FBER)分析特征波段delta波、theta波、alpha波和beta波的頻譜來判斷患者是否處于失憶狀態(tài)，該頻帶能量比例值法包括：1)當alpha波為主，FBERa等于0.8至1單位之間，頭腦處于清醒狀態(tài)；2)當FBER(beta)>FBER(alpha)且FBER(alpha+beta)>FBER(theta+delta)時，頭腦處于失憶狀態(tài)。若患者處于頭腦失憶狀態(tài)，則流程執(zhí)行步驟S23；若患者未處于頭腦失憶狀態(tài)，則流程返回步驟S21。

步驟S23，通過視頻記錄儀采集患者身邊的現實場景影像；具體地，當患者處于頭腦失憶狀態(tài)時，現實場景虛擬模塊102控制視頻記錄儀12進行360度旋轉來采集患者身邊的現實場景影像。在本實施例中，所述視頻記錄儀12通過360度旋轉可以攝取到包括患者身邊的現實場景以及患者本身影像的現實場景影像。

步驟S24，從采集的現實場景影像中識別出患者的行為動作信息。在本實施例中，現實場景虛擬模塊102可以采用現有的影像識別技術從現實場景影像中識別出患者的行為動作信息，包括患者尋找物品常表現出來的神態(tài)表情以及雙手翻東西的動作。

步驟S25，根據行為動作信息從存儲器中匹配出與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像；具體地，現實場景虛擬模塊102根據行為動作信息從存儲器15中匹配出與患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像。在本實施例中，所述存儲器15存儲有多幅患者存放物品經歷相關的虛擬場景影像，例如患者平時經常將物品存放在室內地點的場景影像，所述虛擬場景影像由監(jiān)護者預先拍攝制作并通過所述可穿戴設備1的USB端口導入到所述存儲器15中。

步驟S26，從虛擬場景影像中識別出患者存放物品的位置信息，并在虛擬場景影像中標示出存放物品的位置標記。在本實施例中，物品位置識別模塊103從所述虛擬場景影像中識別出患者存放物品的位置信息，并在該虛擬場景影像中標示出存放物品的位置標記。具體地，物品位置識別模塊103可以根據患者平時經常將物品存放在室內地點來識別出患者存放物品的位置信息，并采用指示箭頭位置標記將存放物品的位置在虛擬場景影像中標示出來。

步驟S27，控制揚聲器播放存放物品的位置信息指或者控制投影儀將標示有位置標記的虛擬場景投射到患者前方指引患者尋找存放的物品。具體地，尋找物品指引模塊104控制揚聲器13播放存放物品的位置信息指來引患者尋找存放的物品，或者控制投影儀14將標示有位置標記的虛擬場景投射到患者前方指引患者尋找存放的物品。在本實施例中，尋找物品指引模塊104可以控制投影儀14播放語音信息來指引患者尋找存放的物品，或者控制投影儀14將虛擬場景投射到患者前方的室內墻壁、地板或者衣柜壁上來患者前方指引患者尋找存放的物品，從而達到幫助老年癡呆癥患者出現頭腦失憶時快速找到自己所需物品的效果。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效功能變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。