一种舌齿驱动交互系统及交互方法与流程

1.本发明属于医疗辅助领域，具体地而言为一种舌齿驱动交互系统及交互方法。


背景技术：

2.现如今全世界都有许许多多的因疾病或事故造成的残障人士，常规的医疗器械已经难以满足广大患者的需求。亟需一种方法可以借助计算机的功能优势协助患者的治疗乃至维持患者的常规工作，脑机接口(bci)及一种磁性无线舌机接口-舌驱系统(tds)。bci由大脑将控制命令输出进行通信，输出过程中不依赖于其他神经。bci系统通常需要在头皮或大脑内部植入复杂设备进行脑电信号的采集，随后利用相关算法进行信号的特征提取与转换来判断使用者意图并转换为具体计算机控制命令。最后将命令输入到计算机，计算机按照使用者意图来进行操作。tds则是通过为患者舌部植入、穿刺或组织粘合一个小的永磁体作为追踪剂，并通过传感器收集磁信号追踪舌运动轨迹，最终将信号输出到计算机设备上进行处理。但是这两种方法没有广泛地应用到日常生活中，并且昂贵的系统价格是许多患者难以接受的。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于提供一种舌齿驱动交互系统及交互方法，解决处理的过程复杂，以及穿刺以及粘合特殊设备到患者体中，给其带来痛苦的问题。
4.本发明是这样实现的，一种舌齿驱动交互方法，该方法包括：
5.建立指令库；
6.通过舌和/或齿对放置在口腔中的类奶嘴型传感器载体进行信号的触发，所述触发的类型包括舌触动作、舌触位置、舌触动作次数、舌触力度、舌触时间、齿咬合动作、齿咬合力度、齿咬合动作次数、齿咬合时间以及齿咬合位置；
7.接收触发后产生的信号，根据接收的信号形成包括多个触发类型的触发类型集；
8.将触发类型集与指令库里对应的指令匹配；
9.若匹配成功；
10.将所述指令传递至执行器，由执行器对接的操作设备进行指令的执行。
11.进一步地，一次指令对应在一个设定的时间段内的一个或多个触发的类型的组合。
12.进一步地，将触发类型集与指令库里对应的指令匹配之前根据舌触力度或齿咬合力度的大小判断超过设置阈值的信号作为有效信号进行下一步，否则作为无效信号。
13.进一步地，所述类奶嘴型传感器载体包括有多个功能区组成的舌触区域和齿咬合区域，所述齿咬合区域包含在舌触区域内，并根据位置结合力度判断为舌触还是齿咬合。
14.进一步地，每个功能区至少设置一个传感器，并按照传感器所在的功能区对传感器进行编码，根据信息对应的传感器的编码判断舌触位置。
15.进一步地，所述对接的操作设备为智能辅助设备包括计算机、智能手机、平板以及
智能轮椅。
16.进一步地，建立指令库包括根据执行器对接的操作设备从总指令库内生成次指令库，触发类型集与次指令库进行指令的匹配。
17.一种舌齿驱动交互系统，该系统包括：
18.指令单元，具有进行交互的指令库；
19.获取单元，获取通过舌和/或齿对放置在口腔中的类奶嘴型传感器载体进行信号的触发后的产生的信号，所述类奶嘴型传感器载体包括有多个功能区组成的舌触区域和齿咬合区域，所述齿咬合区域包含在舌触区域内，并根据位置结合力度判断为舌触还是齿咬合，所述触发的类型包括舌触动作、舌触位置、舌触动作次数、舌触力度、舌触时间、齿咬合动作、齿咬合力度、齿咬合动作次数、齿咬合时间以及齿咬合位置；
20.处理单元，根据接收的信号形成包括多个触发类型的触发类型集；
21.匹配单元，将触发类型集与指令库里对应的指令匹配；
22.执行单元，若匹配单元匹配成功；将所述指令传递至执行器，由执行器对接的操作设备进行指令的执行。
23.进一步地，，一次指令对应在一个设定的时间段内的一个或多个触发的类型的组合。
24.进一步地，还包括判断单元，用于将触发类型集与指令库里对应的指令匹配之前根据舌触力度或齿咬合力度的大小判断超过设置阈值的信号作为有效信号进行下一步，否则作为无效信号。
25.本发明与现有技术相比，有益效果在于：
26.本发明用于帮助意识清醒且口舌具有一定活动能力的残障人士或疾病患者通过传感器设备及计算机系统表达出自身的需求。而且在满足基本功能的同时可以实现患者对计算机进行一些简单的操作，这种操作可以帮助患者进行表达与记录，甚至进行常规办公。不同于当今bci及tds技术，本系统无需植入、穿刺以及粘合特殊设备到患者体中，给其带来痛苦。而且佩戴设备简单便捷，每次使用时仅需将传感设备含入口中即可。这种方式充分考虑到患者自身感受，不佩戴大型特殊设备也维护了患者的尊严。相较于其他设备，实现本系统所实现的成本较低，病患无需支付巨额钱款就可以开始使用。用户操作动作简单无需训练。
附图说明
27.图1为本发明实施例提供的方法的流程图；
28.图2为本发明实施例提供的系统的框图；
29.图3为本发明实施例提供的类奶嘴型传感器载体的结构示意图。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
31.参见图1所示，一种舌齿驱动交互方法，该方法包括：
32.建立指令库；
33.通过舌和/或齿对放置在口腔中的类奶嘴型传感器载体进行信号的触发，所述触发的类型包括舌触动作、舌触位置、舌触动作次数、舌触力度、舌触时间、齿咬合动作、齿咬合力度、齿咬合动作次数、齿咬合时间以及齿咬合位置；
34.接收触发后产生的信号，根据接收的信号形成包括多个触发类型的触发类型集；
35.将触发类型集与指令库里对应的指令匹配；
36.若匹配成功；
37.将所述指令传递至执行器，由执行器对接的操作设备进行指令的执行。
38.这里的指令为一次指令对应在一个设定的时间段内的一个或多个触发的类型的组合。根据类型的组合完成所需要的表达的意思，例如：
39.可根据用户需要的程度划分为三个等级指令，一级操作为紧急功能：如急需救护与援助，一旦触发该命令，将发出一级警报警示医务及护理人员。二级操作为日常生活中的需求如：“吃饭”、“饮水”、“翻身”、“如厕”、“排痰”等，此等级操作上位机会根据内容的不同发出二级警报通知护理人员。三级操作为用户进行一些非急需但更为复杂的操作，如“播放音乐”、“辅助交流”、“操作个人电脑或智能手机”、“操纵智能轮椅”等，该等级操作需要用户借助上位机程序与智能设备共同完成，此时上位机不进行报警。不同等级的动作可对应不同的舌与牙齿配合方式完成，一般采用动作由难到易对应操作等级由低到高(由三级到一级)。三个等级的操作可根据系统默认推荐与用户自行依据病情与意愿调整划分。舌与牙齿配合可有以下几种操作方式：1.舌单独触碰奶嘴底部某一位置，奶嘴底部可根据不同的位置以及力度大小按照用户需求分为不同的几个功能区。该动作触发的为三级操作，当舌接触到奶嘴底部不同区域则触发不同的命令。将这些命令通过信号传输部分传输到上位机，最后上位机进行处理。底部功能区的功能数量及具体功能需按照用户选择定制。2.舌单独上下左右等多个方向拨动及向里轻推奶嘴头，该方式由于操作较为简单，系统默认触发二级操作。3.使用牙齿对奶嘴进行咬合，该动作可根据咬合次数、咬合力度及咬合时间长短不同来根据用户需求划分为多个功能。例如使用短暂的一次咬合来模拟计算机操作中的单击，两次连续的短暂咬合模拟双击等。但系统默认咬合奶嘴头部达1s以上将触发一级操作，因为该操作在患者遇到险情时完成最为容易而且在日常使用中难以误触。4.咬住奶嘴头并摇动头部，该动作复杂且需要用户意识比较清醒时使用。该动作配合完成三级操作，以完成如“光标移动”、“智能轮椅移动操控”等非必需但更加高级的功能时使用。5.舌与牙齿协同，该动作以及其他动作可根据用户定制以完成其所需任务。以上列举的动作、操作分级以及具体操作仅为一种可行的配置，具体的动作、分级与操作均可以由用户选择或自定义新的功能。
40.为了防止用户无效信号的产生后的误判断，将触发类型集与指令库里对应的指令匹配之前根据舌触力度或齿咬合力度的大小判断超过设置阈值的信号作为有效信号进行下一步，否则作为无效信号。
41.参见图3所示，类奶嘴型传感器载体包括有多个功能区组成的舌触区域2和齿咬合区域1，所述齿咬合区域包含在舌触区域内，并根据位置结合力度判断为舌触还是齿咬合。每个功能区至少设置一个传感器，并按照传感器所在的功能区对传感器进行编码，根据信息对应的传感器的编码判断舌触位置。
42.对接的操作设备为智能辅助设备包括计算机、智能手机、平板以及智能轮椅。
43.建立指令库包括根据执行器对接的操作设备从总指令库内生成次指令库，触发类型集与次指令库进行指令的匹配，用于适应不同的操作设备。
44.参见图2所示，本发明提供一种舌齿驱动交互系统，该系统包括：
45.指令单元，具有进行交互的指令库；
46.获取单元，获取通过舌和/或齿对放置在口腔中的类奶嘴型传感器载体进行信号的触发后的产生的信号，所述类奶嘴型传感器载体包括有多个功能区组成的舌触区域和齿咬合区域，所述齿咬合区域包含在舌触区域内，并根据位置结合力度判断为舌触还是齿咬合，所述触发的类型包括舌触动作、舌触位置、舌触动作次数、舌触力度、舌触时间、齿咬合动作、齿咬合力度、齿咬合动作次数、齿咬合时间以及齿咬合位置；
47.处理单元，根据接收的信号形成包括多个触发类型的触发类型集；
48.匹配单元，将触发类型集与指令库里对应的指令匹配；
49.执行单元，若匹配单元匹配成功；将所述指令传递至执行器，由执行器对接的操作设备进行指令的执行。
50.还包括判断单元，用于将触发类型集与指令库里对应的指令匹配之前根据舌触力度或齿咬合力度的大小判断超过设置阈值的信号作为有效信号进行下一步，否则作为无效信号。
51.上述的单元通过服务器或者计算机作为上位机来实现，信号传输部分的实现可通过无线的方式进行，由于“传感设备具有内部空间较大的优点，可将控制模块、传输模块及电池内置其中。
52.上位机程序部分则用以实现用户操作的多种功能，可先为用户提供一张功能模块列表，让用户选择自己需要的功能模块然后加入到系统中。同时可根据不同时期用户的需求来调整相应的功能模块。上位机程序的功能模块分为“基本功能模块”和“高级功能模块”两个部分。“基本功能模块”对应如上一级、二级操作主要面向病情相对危急的用户，用于病情监护或表达日常需求。需要用户自行触发，触发后系统会通知看护人员或医疗人员对患者予以帮助。“高级功能模块”中的功能面向一些病情已得到控制且渴望进行其他活动的用户，该模块对应如上的三级操作。本系统可根据用户的需求实现与不同种类的上位机进行对接，既能使用普通计算机，也可对接智能手机、智能轮椅等其他设备。
53.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。