專利名稱：基于腦電波的戒網癮儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種戒除網癮的設備，特別是一種基于腦電波的戒網癮儀。
背景技術：
據最新統計，我國網民超過一億，其中青少年網民占80%，青少年上網大多以玩游戲和聊天為主。我國網絡成癒的青少年聞達250萬人，14歲 24歲是網癒最聞發的時期，占整個網癮青少年的90%。濟南在押的1500名少年犯中，80%是“網癮”造成的，北京更是有90%的青少年犯罪案與“網癮”有關。網絡成癮屬于一種精神障礙疾病，長時間上網會在大腦諸多神經元中制造“上網興奮點”，這些興奮點會使大腦對上網產生持續的興奮，這種成癮的病理與吸毒、賭博十分相似，也和吸毒、賭博一樣很難戒斷。主要癥狀有
I)強烈的依戀性網絡成癮者的心理和行為為上網這一活動所支配，上網時間和精力所占比例逐漸加大，進而導致了個體生物鐘的紊亂。當無法上網時，會體驗強烈的渴求，甚至產生煩躁和不安的情緒及相應的生理和行為反應，上網后情況好轉。2)情感淡漠成癮者對網友如膠似漆，相比之下對有血肉聯系的親人則顯得更為冷漠。網絡成癮者情緒低落時也不向家人和朋友表露，把情緒隱藏起來，轉而在網上傾吐和宣泄。另外網絡成癮者由于家人對其上網的限制而與家人時常發生沖突。3)人際交往范圍變窄網絡成癮者將自己的人際交往轉入虛擬的網絡空間，現實的人際關系逐漸疏遠或惡化，對周圍的人和環境采取逃避或對抗的態度。另外，網絡成癮者的語言表達能力下降，出現人際交往障礙。4)意志力薄弱網絡成癮者雖能意識到過度上網所帶來的危害，企圖縮短上網時間，但總以失敗告終。經過一段時間的強制戒除之后，就會變得焦躁不安，不可抑制地想上網，最后成癮行為反復發作，并且表現出更為強烈的傾向。網絡成癮和吸毒、賭博一樣，是一種精神依賴病癥，一旦陷入，很難自拔。當前國內有諸多網絡成癮戒除學校，對陷入網絡的成癮者進行一系列的教育和治療，但是這種治療方式需要患者及其家庭高度配合，并且將對患者集中起來進行軍事化管理，一般一個周期需要三到四個月，其手段多種多樣西藥治療、行為治療、中藥治療、感情治療等等，更有甚者，使用電休克治療，使得治療過程如同“受刑”。這些方式費用非常昂貴，對于普通的家庭一般難以承受。戒除網癮后，在短時期內可以抑制網癮的發作，但是如果沒有長時間有效的跟蹤治療，復發率較聞。
發明內容本實用新型針對以上方式的缺點，采用腦電波反饋，純物理方式，非侵入戒除網癮，對患者，針對性強、起效時間短，因而對患者無任何痛苦和副作用，且本實用新型不需要電腦輔助即可獨立工作，方便攜帶，操作簡單，非常適合家庭用戶使用。網癮戒除后，依然可以使用本實用新型進行輔助鞏固治療，預防網癮復發。人的大腦皮層有自發的電活動，其電位隨時間發生變化，用電極將這種電位波形提取出來就可以得到腦電波，它反映了人的大腦當前的工作狀態。腦電波是一些自發的有節律的神經電活動，其頻率變動范圍在每秒1-30次之間，可劃分為四個波段，即α波頻率8-13ΗΖ，振幅20-100 μ V，它是節律性腦電波中最明顯的波。β波β波頻率約為13-30Ηζ，振幅約為5-20 μ V，是一種快波，β波的出現一般意味著大腦比較興奮。Θ波Θ波頻率為4-7Ηζ，振幅約為10-50 μ V，它是在困倦時，中樞神經系統處于抑制狀態時所記錄的波形。δ波在睡眠、深度麻醉、缺氧或大腦有器質性病變時出現，頻率為1-3. 5Hz，振幅為 20-200 μ V。當患者長時間上網時，會在大腦諸多神經元中制造“上網興奮點”，這些興奮點會使大腦產生過度的β波，從而人體保持高度的興奮。而正常人的大腦最佳工作狀態是處于α波的狀態，α波為優勢腦電波，人此時意識清醒，身體放松，大腦運作快速、順暢、直覺敏銳。同時，由于腦電波的頻率和波形因人而異，所以針對每一位患者，采用腦電波信號采集電路，通過耳夾電極采集正常狀態下的腦電波，并存儲下來。當患者網癮發作時，實時采集患者的腦電波，并與之前采集的正常腦電波進行比較，產生強度、頻率、波形與人體腦電波高度相似的治療腦電波，并將腦電波通過耳夾電極注入腦部，通過人體內的生理和病理信息的自身調節，來引導患者腦電波迅速恢復正常 水平，從而消除病理過程，恢復身心健康。此方法治療目的明確，非侵入式治療，直觀有效，指標精確，因而對患者無任何痛苦和副作用。為實現上述發明目的而采用的技術解決方案是這樣的一種基于腦電波的戒網癮儀，由單片機中心控制模塊1、信號采集模塊2、DDS治療波發生模塊3、人機交互模塊和串口模塊5構成，單片機中心控制模塊I分別與信號采集模塊2、DDS治療波發生模塊3、人機交互模塊和串口模塊5相連，其中，單片機中心控制模塊I還通過波形查找表6與DDS治療波發生模塊3相連，進行波形對比和數據傳輸。單片機中心控制模塊I還與復位模塊和波形存儲模塊相連。信號采集模塊2與耳夾采樣電極7相連，通過耳夾采樣電極7采集數據，信號采集模塊2還與DDS治療波發生模塊3進行數據傳輸。信號采集模塊2還包括有信號放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數轉換處理器。DDS治療波發生模塊3由信號處理模塊、DDS波形合成模塊和數模轉換模塊組成，其中，信號處理模塊主要由CPLD和外部存儲器SRAM構成，DDS波形合成模塊與數模轉換模塊相連，產生數據，通過變壓器傳送至耳夾治療電極8。DDS治療波發生模塊與耳夾治療電極8相連，輸出治療數據。人機交互模塊包括按鍵輸入模塊4、IXD顯示模塊9和LED指示燈。串口模塊5與PC機10相連，對單片機中心控制模塊I進行軟件升級和數據保存。采用上述基于腦電波的戒網癮儀，有以下優點1、本實用新型治療電波與人體腦電波頻率、幅度高度一致，改變了之前治療波單一，沒有針對性，療效不明顯的問題。2、本實用新型中治療波針對每一例患者均不相同，由其自身腦電波生成，更具有針對性，目的明確。[0023]3、本實用新型在治療過程中具有生物反饋機制，根據患者腦電波的變化，實時更新治療波，從而使治療波隨患者腦電波狀態的變化而變化，更具有針對性和適應性，充分保護患者大腦，避免過度的治療波對大腦的傷害4、本實用新型采用現代電子頻率數字合成技術(DDS)，產生與患者腦電波高度一致的治療腦電波，精確誘導腦電波變化。
圖1為本實用新型整體框圖；圖2為本實用新型腦電波信號采集電路原理圖；圖3為本實用新型腦電波采集電路框圖；圖4為本實用新型DDS治療波信號產生電路原理圖；圖5為本實用新型單片機中心控制電路原理圖和人機交互電路原理圖；圖中標記1_單片機中心控制模塊；2_信號采集模塊；3_DDS治療波發生模塊；4-按鍵輸入模塊；5_串口模塊；6_波形查找表；7_耳夾采樣電極；8_耳夾治療電極；9-1XD顯示模塊；10-PC機；
具體實施方式
為了便于本領域普通技術人員理解和實施本實用新型，下而結合附圖及具體實施方式
對本實用新型作進一步的詳細描述。如圖1所示，本實用新型為一種基于腦電波的戒網癮儀，由單片機中心控制模塊1、信號采集模塊2、DDS治療波發生模塊3、人機交互模塊和串口模塊5構成，單片機中心控制模塊I分別與信號采集模塊2、DDS治療波發生模塊3、人機交互模塊和串口模塊5相連，其中，單片機中心控制模塊I還通過波形查找表6與DDS治療波發生模塊3相連，進行波形對比和數據傳輸。單片機中心控制模塊I還與復位模塊和波形存儲模塊相連。信號采集模塊2與耳夾采樣電極7相連，通過耳夾采樣電極7采集數據，信號采集模塊2還與DDS治療波發生模塊3進行數據傳輸。信號采集模塊2還包括有信號放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數轉換處理器。DDS治療波發生模塊3由信號處理模塊、DDS波形合成模塊和數模轉換模塊組成，其中，信號處理模塊主要由CPLD和外部存儲器SRAM構成，DDS波形合成模塊與數模轉換模塊相連，產生數據，通過變壓器傳送至耳夾治療電極8與耳夾治療電極8。DDS治療波發生模塊與耳夾治療電極8相連，輸出治療數據。人機交互模塊包括按鍵輸入模塊4、IXD顯示模塊9和LED指示燈。串口模塊5與PC機10相連，對單片機中心控制模塊I進行軟件升級和數據保存。如圖2所示，為腦電波信號采集電路原理圖，在正常情況下，腦電波的振幅從波峰到波谷為5 200 μ V，其頻率主要集中在O. 5 40Hz之間，在不同的正常人中也存在著不同的表現。因此，本實用新型就針對每一位患者采集不同的腦電波，從而獲得與該患者腦電波高度一致的治療波，具有極高的針對性，目的非常明確，治療效果就非常突出。通過兩個耳夾電極，采集到的腦電波幅度非常小，所以必須采用帶屏蔽驅動電路的差動輸入低噪聲前置放大器和高共模抑制比、低漂移的各種方式來提取生物電信號。并通過高通和低通濾波，濾除腦電波頻率范圍以外的干擾，得到純凈的腦電波經過放大后，由采樣電路進行采樣，轉換為數字信號交給處現器進行處理。如圖3所示為腦電波采集電路框圖，由三個低噪聲的高性能運放U1、U4、U8組成前置差分放大電路，得到的差分信號由高共模抑制比的儀表放大器U4進行信號放大。帶通濾波電路由一個高通濾波器和一個低通濾波器組成。高通濾波器設計截止頻率為1Hz，低通濾波器設計截至頻率為40Hz。如圖4所示為DDS治療波產生電路原理圖。當患者處于正常狀態時，通過采樣電極得到患者大腦的正常波，并存儲至EEPR0M。發病時將通過采樣電極得到病態波，并與之前采集到的正常波作比較分析后，通過現代先進的電子頻率數字合成技術(DDS)產生與腦電波高度相似的治療波，通過耳夾電極注入腦部，直接抑制網癮癮發作時產生的心理和生理需求。在治療過程中，連續采集病態波，實時更新治療波，作用目標明確，針對性強。DDS電路主要分為四個部分信號采集模塊、信號處理模塊、DDS波形合成模塊、數模轉換模塊。患者正常狀態下，信號采集模塊通過采樣電極采集大腦各腦葉正常波形，經放大、濾波、隔離后，經CPLD轉發給單片機U17，存儲至EEPROM芯片IC6。治療過程中，信號采集模塊連續采集大腦各腦葉病態波性，經放大、濾波、隔離后，傳送至CPLD進行分析處理。信號處理模塊主要由CPLD和外部存儲器SRAM構成。治療時，CPLD首先將存儲在EEPROM芯片IC6中的正常波讀出放入高速SRAM芯片IC3，然后與實時采集到的病態波比較分析后，得到當前需要的治療數據。DDS波形合成模塊將當前 的治療數據，根據單片機發出的指令實時調整幅度和相位，最終通過數模轉換模塊IC2直接產生與患者腦電波高度相似的治療波，并通過變壓器T1、T2升壓后傳送至耳夾治療電極。治療電極的電壓幅度可通過電阻進行調節。如圖5所示為單片機中心控制電路原理圖，包括人機交互電路原理圖。單片機控制電路主要由單片機模塊、復位模塊、串口模塊、波形存儲模塊構成。單片機U17為本實用新型的核心控制單元，它將實時監控系統中各部分的工作狀況，并分析當前治療波的相位和幅度，通知DDS電路實時修正治療波。同時，它還要負責人機之間的交互，在采集正常波和治療波狀態下切換，并通過LCD顯示屏U5和LED指示燈顯示當前的工作狀態。復位電路保障系統的穩定工作，一旦檢測到異常，通過IC5立即重啟整個系統，避免不可預知的故障對系統造成的不穩定因素，同時也最大程度保護患者在任何情況下都不受傷害。串口模塊IC4允許本網癮戒除儀與其它設備(例如PC)進行通信，可以通過PC機保存不同患者的各種腦電波數據，對臨床數據采集有著巨大的幫助。同時，可以通過串口模塊對本網癮戒除儀進行軟件升級，實時更新各種功能。波形存儲模塊IC6負責掉電情況下存儲患者正常的腦電波波形數據，對于每一位患者采集一次正常腦電波即可進行治療，避免每次治療需要重新采集正常腦電波的情況出現。人機交互界面主要包括按鍵、IXD顯示屏和LED指示燈三個部分。用戶根據不同的需要，可以通過按鍵KEYl選擇當前工作模式采集波形或網癮治療，ΚΕΥ2鍵為開始按鍵，ΚΕΥ3鍵為停止按鍵。LCD顯示屏U5實時顯示當前的治療狀態、治療波參數、腦電波頻率、病態波參數等信息，治療信息一目了然，非常便于患者進行治療調節。LED指示燈分別指示電源狀態、當前工作模式、工作正常指示(慢速閃爍)、工作異常報警。 本實用新型公開了一種基于腦電波的戒網癮儀，采用現代電子合成技術，產生于患者腦電波高度一致的治療腦電波，并通過耳夾電極輸入腦部。運用仿生學原理、腦科學的腦電波原理、物理學的共振原理，通過同步治療波與腦波共振，間接誘導腦電波迅速達到與正常狀態相對應的最佳腦電波頻率；并在治療過程中，根據患者腦電波的不同，實時更新治療波，從而快速、有效地抑制網癮的發作。
權利要求1.一種基于腦電波的戒網癮儀，由單片機中心控制模塊(I)、信號采集模塊(2)、DDS治療波發生模塊(3)、人機交互模塊和串口模塊(5)構成，其特征在于所述單片機中心控制模塊(I)分別與信號采集模塊(2)、DDS治療波發生模塊(3)、人機交互模塊和串口模塊(5)相連，其中，單片機中心控制模塊(I)還通過波形查找表(6)與DDS治療波發生模塊(3)相連，進行波形對比和數據傳輸，所述單片機中心控制模塊(I)還與復位模塊和波形存儲模塊相連。
2.如權利要求1所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述信號采集模塊(2)與耳夾采樣電極(7)相連，通過耳夾采樣電極(7)采集數據，所述信號采集模塊(2)還與所述DDS治療波發生模塊(3)進行數據傳輸。
3.如權利要求2所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述信號采集模塊(2)還包括有信號放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數轉換處理器。
4.如權利要求1所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述DDS治療波發生模塊(3)由信號處理模塊、DDS波形合成模塊和數模轉換模塊組成，其中，信號處理模塊主要由CPLD和外部存儲器SRAM構成，DDS波形合成模塊與數模轉換模塊相連，產生數據，通過變壓器傳送至耳夾治療電極(8)。
5.如權利要求1所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述DDS治療波發生模塊與耳夾治療電極(8)相連，輸出治療數據。
6.如權利要求1所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述人機交互模塊包括按鍵輸入模塊(4)、IXD顯示模塊(9)和LED指示燈。
7.如權利要求1所述的基于腦電波的戒網癮儀，其特征在于所述串口模塊(5)與PC機(10)相連，對單片機中心控制模塊(I)進行軟件升級和數據保存。
專利摘要本實用新型公開了一種基于腦電波的戒網癮儀，主要由單片機中心控制模塊(1)、信號采集模塊(2)、DDS治療波發生模塊(3)、人機交互模塊和串口模塊(5)構成，單片機中心控制模塊(1)分別與信號采集模塊(2)、DDS治療波發生模塊(3)、人機交互模塊和串口模塊(5)相連，其中，單片機中心控制模塊(1)還通過波形查找表(6)與DDS治療波發生模塊(3)相連，進行波形對比和數據傳輸。本實用新型采用現代電子合成技術，運用仿生學原理、腦科學的腦電波原理、物理學的共振原理，通過同步治療波與腦波共振，間接誘導腦電波迅速達到與正常狀態相對應的最佳腦電波頻率，根據患者腦電波的不同，實時更新治療波，快速、有效地抑制網癮的發作。
文檔編號A61N1/32GK202876093SQ20122024507
公開日2013年4月17日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者勵娟青 申請人:勵娟青