[發(fā)明專利]一種基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)

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• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN111921062A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王曉岸;盧樹強;韓越
• 申請（專利權(quán)）人: 北京腦陸科技有限公司
• 主分類號: A61M21/00
• 分類號: A61M21/00;A61B5/0476;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)，其特征在于：包括睡眠時EEG信號的采集、傳輸、分析和聲波干預(yù)的步驟，所述睡眠時EEG信號的采集、傳輸、分析和聲波干預(yù)的步驟為：

第一步：通過佩戴特制的EEG信號聲波干預(yù)儀，采集使用者睡眠時的EEG信號；

第二步：對EEG信號進行放大并編碼，實時傳輸?shù)教刂频腅EG信號分析系統(tǒng)；

第三步：特制的EEG信號分析系統(tǒng)進行解碼和預(yù)處理提取特征，并應(yīng)用機器學(xué)習(xí)算法進行信號分析，通過EEG信號判別使用者所處的睡眠階段；

第四步：當(dāng)檢測到使用者進入中度和深度睡眠階段時，調(diào)取特定頻率的聲波音頻給干預(yù)儀進行播放，從而增強大腦的記憶功能；

第五步：當(dāng)檢測到使用者進入非中度和非深度的睡眠階段時，停止發(fā)送聲波音頻干預(yù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)，其特征在于：所述第一步和第二步中信號采集和傳輸步驟具體流程為：

第一步：使用者佩戴的特制的EEG信號聲波干預(yù)儀的電極陣列位于前額部分5個和腦后部2個，分別用于采集前額和腦后的腦電波信號和參考腦電波信號；

第二步：特制的EEG信號聲波干預(yù)儀通過外傳部件將信號進行放大和編碼，整合為高頻數(shù)字信號傳輸給特制的EEG信號分析系統(tǒng)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)，其特征在于：所述第三步進行信號解碼、預(yù)處理、特征提取和分析判別步驟計算流程為：

第一步：特制的EEG信號分析系統(tǒng)對高頻數(shù)字信號進行解碼，還原為多通道的EEG信號；

第二步：通過回歸法、自適應(yīng)濾波和獨立分量分析法，對信號進行濾波和降噪，去除干擾和噪聲；

第三步：對處理后的腦電波數(shù)據(jù)進行時域和頻域的參數(shù)提取和特征變化，并進行歸類；

第四步：使用隨機森林機器學(xué)習(xí)算法計算時域和頻域的特征組合，得到不同睡眠階段的參數(shù)；

第五步：通過建立并不斷完善不同睡眠階段的參數(shù)特征庫，對比EEG信號的特征參數(shù)，判別使用者所處的睡眠階段。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)，其特征在于：所述第四步和第五步開啟和停止聲波干預(yù)的步驟具體流程為：

第一步：特制的EEG信號分析系統(tǒng)實時分析使用者的睡眠階段，當(dāng)特征參數(shù)達到中度和深度階段時，調(diào)取特定頻率的聲波音頻，傳輸給特制的EEG信號聲波干預(yù)儀；

第二步：特制的EEG信號聲波干預(yù)儀接收到音頻后，發(fā)送給耳機喇叭播放，進行聲波干預(yù)；

第三步：實時分析使用者的腦電波信號特征參數(shù)，如持續(xù)保持在中度和深度睡眠階段，則持續(xù)傳輸特定頻率的聲波音頻給EEG信號聲波干預(yù)儀進行播放，進行持續(xù)干預(yù)；

第四步：實時分析使用者的腦電波信號特征參數(shù)，如使用者不在中度和深度睡眠階段，則停止傳輸聲波音頻給特制的EEG信號聲波干預(yù)儀，停止聲波干預(yù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的進行信號解碼、預(yù)處理、特征提取和分析判別的步驟，其特征在于：所述第三步到第五步不同睡眠階段分類及其特征和參數(shù)為：

清醒階段：α波特征，參數(shù)為8～13Hz，20～40μV；

淺睡階段：頂尖波特征，參數(shù)為4～7Hz，持續(xù)時間小于0.5秒；

中度睡眠階段：睡眠紡錘波和K復(fù)合波特征，參數(shù)為11～16Hz，小于50μV，持續(xù)時間大于0.5秒；

深度睡眠階段：δ波特征，參數(shù)為0.5～2Hz，大于75μV；

REM階段(快速眼動期)：θ波特征，參數(shù)為3～7Hz，小于50μV。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的開啟和停止聲波干預(yù)的步驟，其特征在于：所述第二步特定頻率的聲波的特征和參數(shù)為：頻率為0.25-1Hz；聲音的強度為20-55dB；音頻時長為50ms，其中前5ms聲音強度上升，后5ms聲音強度下降。