[實用新型]穿戴式腦電清醒狀態檢測儀

有效

• 申請號: 201320861565.X
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN203619552U
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 白學軍;楊海波;曾力;胡振慧
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術領域

本實用新型屬于心理學生物反饋技術領域，涉及一種穿戴式腦電清醒狀態檢測儀。

背景技術

大腦神經活動時會產生微弱的電場波動，當數以萬計的神經同時活動時，電場就會產生有韻律的波動。從頭皮上就能測量到這種波動，這就是腦電波。腦電波具有如下的特點：它是中樞神經系統自發產生的生物電信號；它是隨機信號，具有非平穩和非高斯特性；能夠反映神經系統的狀態和變化。因此，采集腦電波，通過分析可以監測人的生理和心理狀態。

非介入式腦電采集技術比較復雜，因為采集到的信號是微伏級的小信號，很容易受噪聲的干擾，要對信號進行精準的放大，濾波等處理。為了使用腦電來反映人體的生理和心理狀態，還要對信號進行頻譜分析。國際上將腦電波按波的重復節律不同分類，統一為以下四個頻段：

α波：8--13Hz，幅度在50μV左右，主要反映人處于松弛且閉眼清醒的狀態。

β波：13--30Hz，幅度在5－20μV，主要反映人處在注意力集中或情緒緊張的狀態。

θ波：4--8Hz?，幅度在10－50μV，主要反映人處于輕睡狀態下、困倦時，感情壓抑時。

δ波：1--3.5Hz，幅度在?20-200μV主要反映人處于深度睡眠的狀態或者有嚴重器質性腦疾患。

腦電的θ波成分反映人處于輕睡狀態、困倦和感情壓抑。很多職業的從業人員，在工作時不允許出現困倦狀態，否則會造成重大的事故。像飛行員，駕駛員，站崗的士兵，特別是拉危險品大貨車的駕駛員，大客車的駕駛員等，工作時必須處于高度的清醒狀態。清醒狀態檢測儀監測這些人員的腦電θ波成分，當他們處于困倦甚至輕睡狀態時，清醒狀態檢測儀可以報警提示，可以記錄數據，可以把數據發送給指揮調度中心，也可切斷發動機，強迫他們恢復清醒狀態后，才能繼續工作。

以前，腦電采集處理設備體積龐大，現在腦電信號的采集，處理，頻譜分析等工作可由單芯片來完成，為便攜式腦電測試設備提供了技術基礎。腦電清醒狀態檢測設備由此產生。

現有的腦電清醒狀態檢測設備，音視頻刺激信號多由普通的計算機或音視頻設備提供。體積大，使用不方便。對檢測效果的評估，多依據人自己的感受或間接的、簡單的一些生理參數，如皮電，心率等來反映。

另一方面，隨著半導體技術的發展，計算機體積越來越小，功耗越來越低。而采用虛像技術，可以制造出微型顯示器。這些技術的發展促進了穿戴式電腦的發展。穿戴式電腦可以做成眼鏡，也可以做成手表或做在衣服里。目前市場上出售的眼鏡式電腦，有google，Recon等公司的產品，主要用于娛樂領域，價格較高，供貨量少，不便于二次開發。

發明內容

本實用新型就是為了解決上述現有技術中的問題，而提供一種將穿戴式電腦用于腦電清醒狀態檢測的穿戴式腦電清醒狀態檢測儀。

本實用新型是按以下技術方案實現的：

本實用新型的穿戴式腦電清醒狀態檢測儀，包括具有一個鏡框和左右兩個鏡腿部的鏡架；鏡框的兩個鏡片孔內對稱地安裝有兩片透鏡，第一鏡腿部的前端設置有微型投影儀；微型投影儀與設置在鏡腿部的嵌入式處理單元連接，嵌入式處理單元作為中央處理器，周圍連接有帶有前置放大器的腦電電極、參考電極、音頻接口、無線數據接口、按鍵模塊以及電源模塊；按鍵模塊設置在第二鏡腿部，并設有三個按鍵，分別是前進鍵、倒退鍵和暫停鍵；參考電極位于第一鏡腿部的鉤耳部處；嵌入式處理單元內部設置有濾波放大器、AD采集模塊和頻譜分析模塊；腦電電極將采集的腦電波信號送入嵌入式處理單元，嵌入式處理單元經頻譜分析，取出反映大腦清醒狀態的θ波成分，對清醒狀態檢測進行神經反饋，并把數據通過無線數據接口，傳送到人機交互設備上。

第一鏡腿部上設置有突出的旋轉軸，旋轉軸上連接有旋轉調節桿，旋轉調節桿可繞旋轉軸轉動，旋轉調節桿的內部連接有伸縮調節桿，伸縮調節桿從旋轉調節桿的上端伸出，頂端向內彎曲，并連接腦電電極。

微型投影儀以鉸接的方式連接在第一鏡腿部的前端。

本實用新型具有的優點和積極效果是：

本實用新型的穿戴式腦電清醒狀態檢測儀，使用腦電作為清醒狀態檢測的反饋信號，檢測受訓者腦電的θ波，進行生物反饋，對檢測效果進行科學的評價，大大提高了清醒狀態檢測的效率和可靠性。使用穿戴式電腦，為清醒狀態檢測提供視頻和音頻的刺激信號并對整個訓練過程進行控制，及時地處理、存貯并傳輸數據，使用方便。該清醒狀態檢測儀成本低，且便于二次開發。

附圖說明

圖1是本實用新型的穿戴式腦電清醒狀態檢測儀的結構示意圖；

圖2是本實用新型的第一鏡腿部的結構示意圖；