[发明专利]便携式脑高级功能的心理生理参数实用测试系统

说明书

本发明涉及一种人的心理素质、能力和个性特征的脑事件相关电位和慢波电位的实用便携式测试系统，属于脑高级功能测试领域。

国际学术界已有很多脑高级功能研究的测试仪器，但都很笨重难以移动，且要求在特别严格的实验室条件下才能用于理论研究或临床诊断。此外就便携性和实用性而言，国外虽有脑电监测仪，可由病人带在身上24小时记录脑电波，但它主要针对癫痫病人自发脑电变化中的癫痫样发放波，无法测试脑高级功能的心理生理参数。因此它虽然具有便携性与实用性，但却不能测试脑高级功能的心理生理参数。2000年7月18日公开的美国6.092.058号专利“以计算机显示人类认知功能自动帮助器(Automatic aider)”，其发明目的是对人们受到一种刺激做出反应决策的评估(estimate)。尽管这一发明采用了生物电信号模拟放大、A/D转换和数据分析的多种技术；但它只限于简单反应能力，和1秒时窗内的脑电(EEG)、眼动等的数据分析。该发明使用的信号处理方法包括非线性回归、参数模型、模式识别、模糊分类和人工神经网络原理等。用这种仪器分析简单知觉反应特征。尽管这种简单知觉反应可能是许多复杂心理过程和技能的基础；但它毕竟不同于多种脑高级功能，如素质、智能和个性特征等。

为克服上述背景技术的局限性，本发明瞄准的脑高级功能的心理生理参数，是指人们的智能、思维、语言、记忆、知觉判断等高级心理活动参数及其脑内伴随的事件相关电位和慢电位的生理参数，特别侧重于心理生理参数对社会生活中特定问题的实用意义。例如，对于司法系统的测谎问题，它能给出脑的认知状态，完全不同于各国已采用的测谎仪器(测呼吸、皮肤电和脉搏波在说谎时的变化)，比现有测谎器具有更大可靠性和抗反侦察性。对于教育问题，教师与家长关注学生的天资、智力、能力及其与脑的关系；某些新教学法对学生脑与认知功能的作用，也为教育界所关注。对戒毒问题，人们希望知道脱毒者看见什么东西又能勾引出想吸毒的心理复吸因素。人力资源管理或人事部门关注其管辖人员的特殊才气，包括抽象与形象思维的能力和创造能力等。因此，本实用测试系统不同于医疗诊断仪器，它是针对正常人脑高级功能的心理生理参数及其与某些社会问题的相关；它不同于关于简短反应分析的美国专利，它记录和分析10秒时程的慢电位和事件相关电位。

为了达到上述目的，本发明提出了如下技术方案。本发明是一个便携式的，硬、软件兼具的脑高级功能实用测试系统(详见图1)，它包括事件发生器、反应器、信号采集器、控制器等四个硬件部件以及使这些硬件部件发挥效能的软件。

事件发生器由耳机、显示器、皮肤电刺激器、运动刺激器四部分组成，分别呈现听、视、触和运动觉事件。各种刺激事件发生的时间、强度、顺序等由控制装置加以控制，持续时间可在数秒乃至数分钟间备选。

反应器由手反应器、脚反应器和眼动反应器三部分组成，其反应信号由控制装置进行收集存储。换能器件分别采用触摸屏、反应键、脚踏键、记录电极和红外光记录。

信号采集器由缓冲箱、放大器、数据采集器和微处理器组成(详见图2、图6)。这些装置的特有之处是超常的抗噪声措施，是本发明中硬件的核心。这也是本系统其他特性的基础，使它具有广泛的适用性。主放大器与数据采集器的地并不直接连接，采用了特殊耦合与隔离法并设低通截止频率为40Hz。因此，避免一般放大系统由地端和参考电极端导入的噪声。然而，没有脑高级功能测试控制系统，放大器就无法正常工作。

控制器由联机控制接口和微处理器组成，它控制事件的发生，并对信号(脑事件相关电位和慢电位)的采集装置发出触发信号，控制它对脑事件相关电位的采集。同时它还对反应进行记录。控制信号由数据传输卡与外设发生联系。这种措施的优越性只能在它进行心理生理参数测定过程中由它的功能要求和控制系统对放大器工作触发的条件下才能表现出来。