基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮及其应用。基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮包括：脑电头环和电控取石网篮；电控取石网篮包括开合网篮、控制器、蓝牙接收模块和电源；所述脑电头环包括脑电信号采集电极、脑电信号处理模块和蓝牙传输模块；脑电信号采集电极用于采集使用者的原始脑电信号；脑电信号处理模块用于处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；蓝牙传输模块用于将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块，控制器根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。本发明专利技术的技术方案使术者通过脑电信号控制取石网篮的开合来抓取结石或异物，不需要助手协助，能够节省人力成本和取石操作的时间。操作的时间。操作的时间。

【技术实现步骤摘要】
基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮及其应用


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种用于内窥镜手术的取石网篮。

技术介绍

[0002]输尿管镜碎石取石术目前需要术者和助手相互配合完成，术者控制镜体方向，助手控制取石网篮抓取结石。术者向助手发送口头指令，然后由助手人工控制取石网篮的开合，如果助手经验不足会配合不好，从而导致手术时间长或者手术效果不好。而且，助手在术者身边占用手术空间。

技术实现思路

[0003]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的第一个目的在于提供一种基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮，包括：脑电头环和电控取石网篮；电控取石网篮包括开合网篮、控制器、蓝牙接收模块和第一电源；所述脑电头环包括第二电源、脑电信号采集电极、脑电信号处理模块和蓝牙传输模块；脑电信号采集电极用于采集使用者的原始脑电信号；脑电信号处理模块用于处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；蓝牙传输模块用于将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块，控制器根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。
[0004]进一步地，专注度指数根据预设阈值被分为至少两个区间，不同区间对应于开合网篮的不同开合指令。
[0005]本专利技术的第二个目的在于提供采用上述基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮进行取石的方法，包括：
[0006]步骤S1：脑电信号采集电极采集使用者的原始脑电信号；
[0007]步骤S2：脑电信号处理模块处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；
[0008]步骤S3：蓝牙传输模块将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块；
[0009]步骤S4：控制器根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。
[0010]进一步地，在步骤S4中，专注度指数被一预设阈值分为两个区间，当当前专注度指数大于预设阈值时，专注度指数对应于打开开合网篮的指令，控制器控制开合网篮进行打开操作；当专注度指数小于预设阈值时，专注度指数对应于收紧开合网篮的指令，控制器控制开合网篮进行收紧操作。
[0011]用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0012]本专利技术的技术方案使内窥镜手术只需单人即可完成取石操作，术者通过脑电信号控制取石网篮的开合来抓取结石或异物，不需要助手协助，不存在配合不好的问题。能够节省人力成本和取石操作的时间。
附图说明
[0013]图1为本申请一实施例的基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮的结构示意图；
[0014]图2为本申请一实施例的电控取石网篮的模块框图；
[0015]图3为本申请一实施例的脑电头环的模块框图；
[0016]图4为本申请一实施例的采用基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮进行内窥镜手术中的取石操作的方法的方法流程图。
具体实施方式
[0017]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。
[0018]本实施例提供一种基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮，如图1所示，其包括：脑电头环和电控取石网篮。
[0019]如图2所示，电控取石网篮包括开合网篮和主机，所述开合网篮包括网篮11、钢丝12和推杆13。所述主机20包括控制器21、蓝牙接收模块22和电源。如图3所示，所述脑电头环30包括电源、脑电信号采集电极、脑电信号处理模块和蓝牙传输模块31。脑电信号采集电极用于采集使用者的原始脑电信号；脑电信号处理模块用于处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；蓝牙传输模块31用于将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块22，控制器21根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。本实施例中的专注度指数根据预设阈值被分为两个区间，一个区间对应于开合网篮的打开指令，另一个区间对应于开合网篮的收紧指令。
[0020]如图4所示，采用上述基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮进行内窥镜手术中的取石操作的方法包括以下步骤：
[0021]步骤S1：脑电信号采集电极采集使用者的原始脑电信号；
[0022]步骤S2：脑电信号处理模块处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；
[0023]步骤S3：蓝牙传输模块31将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块22；
[0024]步骤S4：控制器21根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。当当前专注度指数大于预设阈值时，专注度指数对应于打开开合网篮的指令，控制器21控制取石网篮的推杆向前推送，钢丝向前推出，网篮打开。当专注度指数小于预设阈值时，专注度蓝牙信号传送，控制器21反向推动推杆，钢丝向后回缩，网篮收紧；或者，蓝牙信号传送终止，推杆由弹簧拉回原位，钢丝向后回缩，网篮收紧。
[0025]值得注意的是，本申请并不特别限定脑电头环30和开合网篮的具体结构，只要能够实现上述功能的脑电头环30和开合网篮均可以采用。脑电头环30在实际应用之前需要先基于脑电信号进行专注力训练，专注力训练方法采用本领域任意常规训练方法即可实现。专注力训练方法的执行主体为脑电信号的训练装置，其中，脑电信号的训练装置可以是本领域常规的任意一种可执行本申请方法实施例所公开的技术方案的电子设备。应理解，本申请方法实施例还可以通过处理器执行计算机程序代码的方式实现。
[0026]示例地，专注力训练方法如下：
[0027]S110、获取所述训练者的专注力训练的历史训练数据，所述历史训练数据包括预定时间段内训练类别信息对应的训练次数、训练时间段以及训练得分；
[0028]在一个较佳实施例中，历史训练数据为该训练者最近某一段时间的历史训练数据，例如，为该训练者最近一个月的训练历史数据，通过最近某一段时间的历史训练数据能
够很好地反应出训练者当前的各项目水平。
[0029]历史训练数据包括预定时间段内训练类别信息对应的训练次数、训练时间段以及训练得分，即历史训练数据统计了最近某一时间段内训练者对专注力训练的训练次数，每一次训练的时间段、每一次训练的训练得分。
[0030]S120、将训练者的历史训练数据输入到训练好的神经网络模型。
[0031]具体的，该神经网络模型可以通过如下步骤来训练得到：
[0032]A、获取专注力训练样本数据集；
[0033]B、将样本数据集输入到神经网络模型得到专注力训练计算结果；
[0034]C、基于专注力训练计算结果和专注力训练标注数据调整所述神经网络模型的网络参数，直至所述神经网络模型满足预设条件，得到训练好的神经网络模型。
[0035]在一个实施例中，该训练样本数据集至少包括不同年龄阶段、不同性别、不同疾病信息的训练者样本，以便得到全面的准确可靠的神经网络模型。
[0036]S200、通过所述智能头环采集训练者大脑皮层上与专注力训练相对应区域的脑电信号；
[0037]在一个较佳实施中，该智能头环划分为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮，其特征在于，包括：脑电头环和电控取石网篮；电控取石网篮包括开合网篮、控制器、蓝牙接收模块和第一电源；所述脑电头环包括第二电源、脑电信号采集电极、脑电信号处理模块和蓝牙传输模块；脑电信号采集电极用于采集使用者的原始脑电信号；脑电信号处理模块用于处理原始脑电信号以获得使用者的专注度指数；蓝牙传输模块用于将专注度指数发送至电控取石网篮的蓝牙接收模块，控制器根据专注度指数所对应的操作指令执行开合网篮的开合。2.如权利要求1所述的基于非侵入式脑机接口控制的取石网篮，其特征在于，专注度指数根据预设阈值被分为至少两个区间，不同区间对应于开合网篮的不同开合指令。3.一种采用权利要求1或2所述基于非侵入式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一惟，达骏，徐明曦，李文峰，茅原申，徐斌，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：