[发明专利]便携式脑功能生物反馈仪

权利要求书

1.便携式脑功能生物反馈仪，其特征是包括输入传感器即接人体的脑电测量导联、 放大与选频模块、导联脱落自动检测模块、屏蔽驱动与右腿驱动模块、A/D采样与转换模 块、DSP构成的计算分析模块、触摸屏及扬声器构成的人机交互模块、SD卡构成的存储 模块、嵌入式ARM微处理器构成的控制模块并依次连接；其中嵌入式ARM微处理器完 成整个系统控制；放大与选频模块包括高性能的前置放大器和选频放大器，用于进行信号 的预处理；A/D采样与转换模块实现信号的模数转换；计算分析模块实现特征脑电成分α 波频率8～13Hz、β波14～32Hz、θ波4～8Hz的提取以及特征参数的计算，以对应不同 的脑电活动模式；存储模块实现数据与分析结果的保存；输入传感器采用三个电极分别固 定在头顶和两侧耳垂，两耳侧的其中一极作为零电极，另外两个电极经过缓冲电路连接到 脑电前置放大器的一对差分输入端；所述电极是银或镀银的电极；前置放大器采用高输入 阻抗、低噪声、高共模抑制比差分放大器，差分放大器电路放大倍数5000、10000、20000 可调，共模抑制比CMRR≥100dB，输入电阻≥100M，短路噪声≤3μV_PP，频带带宽： 0.25～75Hz；对脑电信号提取α波，频率为8～13Hz；β波，频率为14～32Hz；θ波，频率 为4～8Hz；并计算各成分之间的功率比值，θ/β即是θ波与β波的功率比值， 以θ/β等于6为检测阈值，大于6时表示一种思维状态，小于6表示第二种思维状态，将 这些脑电信号处理后的信息以视觉或听觉的形式反馈给被测试者，促使被测试者有意识地 控制自身的思维状态；

该生物反馈仪设有用户交互模块和训练功能模块，通过训练功能模块实现思维状态的 反馈训练，用户交互模块实现应用程序框架，通过用户的选择调用若干功能；训练功能模 块则对训练者训练，训练功能模块包括对受训者的标准测试模块和实时训练模块，受训者 先接受一个标准测试，受训者处于平静放松的状态下，注视位于屏幕中央上的某一静止物 体20-60s，将这段时间的脑电信号采集存储起来，计算出衡量注意力平均水平的特征参数 值，作为以后反馈训练中进行比较注意力水平的标准值；

该生物反馈仪采用嵌入式ARM微处理器为内核，以高速运算的DSP为计算分析模块， 以触摸屏和扬声器实现人机交互，并自带SD卡存储；采用前置放大器与共模驱动电路： 其中前置放大器由脑电极和耳电极在输入端输入，放大器的偏置电阻Rg1、Rg2调节放大 倍数；放大器输出端的接共模驱动电路的电阻R1、R2拾取共模信号，与OP37G构成共模 驱动。