[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
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本發(fā)明公開了一種基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)。包括了特制的EEG信號聲波干預(yù)儀、特制的EEG信號分析系統(tǒng)、睡眠分析算法和聲波音頻四個部分。本平臺的工作原理為：1、特制的EEG信號聲波干預(yù)儀采集睡眠時使用者的腦電波實時傳入特制的EEG信號分析系統(tǒng)；2、分析系統(tǒng)將EEG信號進(jìn)行解碼和預(yù)處理，再通過機器學(xué)習(xí)算法判斷使用者的睡眠階段；3、當(dāng)使用者進(jìn)入中度深度睡眠階段時，系統(tǒng)調(diào)取特定頻率的聲波發(fā)送給干預(yù)儀進(jìn)行播放干預(yù)，增強大腦記憶功能；4、當(dāng)使用者進(jìn)入非中度深度睡眠階段，停止發(fā)送聲波。本發(fā)明以睡眠EEG信號的數(shù)據(jù)特征進(jìn)行設(shè)計，應(yīng)用睡眠慢波頻率聲波能增強腦部紡錘體共振從而增強記憶形成和鞏固的原理，實現(xiàn)了在睡眠時增強大腦記憶力的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于EEG信號識別技術(shù)與干預(yù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)。

背景技術(shù)

研究發(fā)現(xiàn)睡眠在人類記憶過程中發(fā)揮著非常重要的作用，通過睡眠，人的記憶內(nèi)容得到鞏固與加強，提升記憶效果，參見Tamaki，Wang，Barnes-Diana，Guo，Berard，Walsh，Watanabe，and Sasaki，Complementary contributions of non-REM and REM sleep tovisual learning，Nature Neuroscience，(2020)[Tamaki et al.2020]。中度與深度睡眠階段時記憶形成、鞏固以及非必要記憶的清除階段，此階段的主要功能是增強突觸的可塑性，這對于記憶增強具有重要意義，而起到關(guān)鍵作用的是一種神經(jīng)活動產(chǎn)生的記憶鞏固慢波，且這種記憶鞏固慢波能夠通過外界給出節(jié)律相同的聲波干預(yù)所誘發(fā)和增強，參見Ngo，Claussen，Born，and Molle，Induction of slow oscillations by rhythmic acousticstimulation，Journal of Sleep Research，22，22-31(2013)[Ngo et al.2013]。

現(xiàn)今睡眠EEG信號識別技術(shù)以非常成熟，可跟進(jìn)EEG信號的特征睡眠者所處的睡眠階段并進(jìn)行監(jiān)測。存在的問題是，目前市面上還沒有便于日常使用的、通過EEG信號技術(shù)實現(xiàn)聲波干預(yù)增強使用者記憶力的便捷產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種基于便捷式EEG設(shè)備的聲波干預(yù)記憶力增強系統(tǒng)，以解決目前市面上沒有便捷式的、通過EEG信號與聲波干預(yù)技術(shù)增強記憶力產(chǎn)品的情況。本系統(tǒng)基于睡眠EEG信號特征和聲波干預(yù)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，可實現(xiàn)對使用者中度、深度睡眠階段的監(jiān)測，并在此階段給予特定頻率的聲波干預(yù)用以增強使用者的記憶能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：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)。本系統(tǒng)包括一套睡眠時EEG信號的采集、傳輸、分析和聲波干預(yù)的步驟，此步驟應(yīng)用了特制的EEG信號聲波干預(yù)儀、特制的EEG信號分析系統(tǒng)、睡眠分析算法和聲波音頻四個部分。本系統(tǒng)基于便捷式EEG設(shè)備，對睡眠時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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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)。

優(yōu)選的：所述第一步和第二步中信號采集和傳輸步驟具體流程為：