[发明专利]一种脑电波控制假肢系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种脑电波直接控制的机械假肢系统。

背景技术

假肢，也称“义肢”，指人造肢体，用来取代肢体的功能障碍（不论暂时性或永久性），或是用来掩饰肢体伤残。供截肢者使用以代偿缺损肢体部分功能的人造肢体，有上肢假肢和下肢假肢。多用铝板、木材、皮革、塑料等材料制作，其关节采用金属部件，现在假肢界主流是钛合金和碳素纤维材料。传统假肢只能用做装饰，而不能真正给患者一个实用的肢体。

EEG为脑电图简称，根据现有脑神经生理学EEG产生机制的研究，EEG信号起源于一个高度的非线性系统，不仅在中枢神经系统每个分层发现许多的反馈环路，而且单个神经元自身也表现出高度非线性因素。在神经细胞膜上可以观察到混沌行为，神经放电转化遵循分叉规律，而混沌和分叉行为属于非线性科学的范畴。因此EEG信号是大量神经细胞的非线性耦合，是一个高度非线性多单元连接的复合体，EEG活动具有确定性混沌（deterministic chaos）特性，大脑是复杂、自组织（self-organization）的非线性动力学系统。

现有较为成熟的脑电波检测装置是来源于neurosky（神念科技）公司，其产品应用如necomimi、Mindflex意念控制游戏设备等。其总部位于美国硅谷，并在香港，伦敦，首尔，台北，东京，及无锡拥有分公司。该装置集成了脑电信号的采集、滤波、放大、A/D转换、数据处理及分析等功能，其高性能生物传感芯片可以检测到人的脑电波并将其转化成机器可以识别的数字信号实现人机交互。其输出包括数字化的原始脑电波数据，输出频率512Hz（每秒512个数据包)，还可输出δ、θ、α、β、γ波的EEG参数和“注意力”、“放松度”两个eSense^TM参数(eSense^TM参数为thinkgear设备输出参数)，输出频率为1Hz。各参数的基本概念见下表：

脑电波类型频率范围精神状态Delta0.1Hz-3Hz深度睡眠，非快动眼睡眠，无意识Theta4Hz-7Hz直觉的、创造性的，回忆的，幻想的，想象，浅睡Alpha8Hz-12Hz放松，但不困倦，安静，有意识Low Beta12Hz-15Hz运动感觉节律，放松仍可集中注意力，有协调性Midrange Beta16Hz-20Hz思考，对于自我和周围环境意识清楚High Beta21Hz-30Hz机警、激动