舌控智能辅助系统的通信装置研究

赵剑， 毕京晓， 史丽娟*， 匡哲君， 王柳， 彭雄

( 1.长春大学 计算机科学技术学院， 长春 133000； 2.长春大学 电子信息工程学院， 长春 133000；3.吉林省人体健康状态辨识与机能增强重点实验室， 长春 130000 )

为了提高舌机接口系统的稳定性，进一步改善失能患者的生活质量，近年来舌头-计算机交互领域对数据采集精度的要求越来越高.舌机接口技术是一种由舌头操控的辅助技术，由该技术建立的舌控智能辅助系统可以为中重度失能患者(特别是因脊柱神经损伤造成上肢或手部失能的患者)在失能早期能够自主康复和失能后能够恢复生活自理提供有效的治疗手段.精确采集舌部运动特征信号是研究舌机接口技术的关键问题之一.在舌机接口技术中,目前记录舌部运动生理数据的方法主要有电磁记录仪(EMA)、核磁共振成像技术(MRI)、超声仪(ultrasound)以及X光技术(X-ray)等，但这些技术存在携带不便以及有害人体等问题[1-4]；因此，这些方法目前仍然无法满足现代舌机接口技术的发展需求.鉴于此，本文采用STM32H743作为控制器，结合由美国NI公司研制的LabVIEW(laboratory virtual instrument engineering workbench)进行编程[5]，设计了一种对舌机接口系统进行信号采集的装置，并对其可行性进行了验证.

1 方案设计

1.1 舌控信号特征

本文所采集的舌控信号是基于人口腔内部生理结构所制作的人造假腭.采集信号时，舌部需触碰嵌入人造上腭的16个微小电极传感器.信号经过校正、放大和采样后用于阈值设定.设定阈值的目的是决定是否选择该电极.当某一电极的电压超过设定的阈值时，表示该电极产生触碰电极信号，用“1”表示；……