基于头部姿态和肌电信号的意识丧失监测与唤醒系统

A monitoring and arousal system for loss of consciousness based on head posture and electromyographic signals

二维码有效期 120s

摘要目的开发一套完整系统以监测飞行员持续性正加速度引发的意识丧失(G-LOC)并及时唤醒,从而缩短飞行员空中失能时间.方法本系统采用 MPU6050惯性传感器和无锡市思知瑞科技有限公司生产的肌肉传感器实时获取飞行员所处环境的头部姿态和肌电特征,完成了系统硬件设计、主程序设计、头部姿态监测模块设计、肌电信号采集处理模块和上位机界面显示设计,并进行系统测试和离心机测试.系统测试通过预先采集被试2 min静息状态和肌肉收缩状态下的肌电信号、人体平视前方和极力低头的头部姿态角,个性化设定肌电信号和头部姿态角度的阈值,加速度阈值为测试环境下的重力加速度.离心机测试是通过在动物离心机上摆放姿态角的位置模拟人体抬头与低头的过程,加速度阈值设为3 G,此测试环境的正加速度为4、6、8 G.结果该系统能实时捕捉被测人员的头部姿态和肌电信号的生理特征,并及时发出语音提醒,在规定时间内未得到反馈(抬头、肌电恢复)能立即进入警报唤醒模式,且能在离心机上使用.结论该系统的功能完备、逻辑完整、实用性强,进一步实验完善后有实际应用的可能.