[发明专利]一种穿戴式脑电放松训练仪

说明书

技术领域

本发明属于心理学生物反馈技术领域，涉及一种穿戴式脑电放松训练仪。

背景技术

大脑神经活动时会产生微弱的电场波动，当数以万计的神经同时活动时，电场就会产生有韵律的波动。从头皮上就能测量到这种波动，这就是脑电波。脑电波具有如下的特点：它是中枢神经系统自发产生的生物电信号；它是随机信号，具有非平稳和非高斯特性；能够反映神经系统的状态和变化。因此，采集脑电波，通过分析可以监测人的生理和心理状态。

非介入式脑电采集技术比较复杂，因为采集到的信号是微伏级的小信号，很容易受噪声的干扰，要对信号进行精准的放大，滤波等处理。为了使用脑电来反映人体的生理和心理状态，还要对信号进行频谱分析。国际上将脑电波按波的重复节律不同分类，统一为以下四个频段：

α波：8--13Hz，幅度在50μV左右，主要反映人处于松弛且闭眼清醒的状态。

β波：13--30Hz，幅度在5－20μV，主要反映人处在注意力集中或情绪紧张的状态。

θ波：4--8Hz ，幅度在10－50μV，主要反映人处于轻睡状态下、困倦时，感情压抑时。

δ波：1--3.5Hz，幅度在 20-200μV主要反映人处于深度睡眠的状态或者有严重器质性脑疾患。

以前，脑电采集处理设备体积庞大，现在脑电信号的采集，处理，频谱分析等工作可由单芯片来完成，为便携式脑电测试设备提供了技术基础。脑电放松训练设备由此产生。

现有的脑电放松训练设备，音视频刺激信号多由普通的计算机或音视频设备提供。体积大，使用不方便。对放松效果的评估，多依据人自己的感受或间接的、简单的一些生理参数，如皮电，心率等来反映。

另一方面，随着半导体技术的发展，计算机体积越来越小，功耗越来越低。而采用虚像技术，可以制造出微型显示器。这些技术的发展促进了穿戴式电脑的发展。穿戴式电脑可以做成眼镜，也可以做成手表或做在衣服里。目前市场上出售的眼镜式电脑，有google，Recon等公司的产品，主要用于娱乐领域，价格较高，供货量少，不便于二次开发。

发明内容

本发明就是为了解决上述现有技术中的问题，而提供一种将穿戴式电脑用于脑电放松训练的穿戴式脑电放松训练仪。

本发明是按以下技术方案实现的：

本发明的穿戴式脑电放松训练仪，包括具有一个镜框和左右两个镜腿部的镜架；镜框的两个镜片孔内对称地安装有两片透镜，一个镜腿部的前端设置有微型投影仪；微型投影仪与设置在镜腿部的嵌入式处理单元连接，嵌入式处理单元作为中央处理器，周围连接有带有前置放大器的脑电电极、参考电极、音频接口、无线数据接口以及电源模块；嵌入式处理单元内部设置有滤波放大器、AD采集模块和频谱分析模块，脑电电极将采集的脑电波信号送入嵌入式处理单元，嵌入式处理单元经频谱分析，取出反映大脑放松状态的α波成分，对放松训练进行神经反馈，并把数据通过无线数据接口，传送到人机交互设备上。

其中一个镜腿部上设置有突出的旋转轴，旋转轴上连接有旋转调节杆，旋转调节杆可绕旋转轴转动，旋转调节杆的内部连接有伸缩调节杆，伸缩调节杆从旋转调节杆的上端伸出，顶端向内弯曲，并连接脑电电极。

所述的脑电电极的采样率为512Hz，采集频率范围在3Hz-100Hz之间。

所述的参考电极位于一个镜腿部的钩耳部处。

所述的微型投影仪以铰接的方式连接在一个镜腿部的前端。

所述的嵌入式处理单元上还连接有按键模块，按键模块设置在镜腿部，并设有三个按键，分别是前进键、倒退键和暂停键。

本发明具有的优点和积极效果是：

本发明的穿戴式脑电放松训练仪，使用脑电作为放松训练的反馈信号，检测受训者脑电的α波，进行生物反馈，对放松效果进行科学的评价，大大提高了放松训练的效率和可靠性。使用穿戴式电脑，为放松训练提供视频和音频的刺激信号并对整个训练过程进行控制，及时地处理、存贮并传输数据，使用方便。采用非透射式透镜，使受训者只能看到电脑的屏幕，排除了很多不必要的干扰因素，避免了环境对受训者的干扰，提高了训练效果。该放松训练仪成本低，且便于二次开发。

附图说明

图1是本发明的穿戴式脑电放松训练仪的结构示意图；

图2是本发明的第一镜腿部的结构示意图；

图3是本发明的穿戴式脑电放松训练仪的电路原理框图；

图4是脑电的四种不同频段的波的波形图；

图中主要部件符号说明：