CN101427915A - 人脑基本功能状态信息采集检测设备 - Google Patents
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Abstract
人脑基本功能状态信息采集检测设备，属于一种医疗及科研用检测设备，尤其是一种基于医学、光学、计算机信号数字处理技术等检测脑电信号、眼信号及其他信号等变化情况，进而用以研究及辅助判断药物成瘾、精神神经疾患等与脑基本功能有关的生理、心理疾病的检测设备。本发明包括一个瞳孔及眼动动态变化检测装置、一个听觉刺激装置、一个液晶显示屏(LCD)视觉刺激装置、一个脑电波动态变化检测装置和一个控制系统。本发明的检测设备能依靠综合瞳孔和脑电波等方面的动态变化信息，并同步分析提取其特征，进而可以比较完整地了解脑功能的基本状态，有助于人们及时发现被检测者存在的生理或心理问题，并对被测者实施医疗救治。
Description
技术领域
本发明属于一种医疗及科研用检测设备，尤其是一种基于医学、光学、计算机信号数字处理技术等检测脑电信号、眼信号及其他信号等变化情况，进而用以研究及辅助判断药物成瘾、精神神经疾患等与脑基本功能有关的生理、心理疾病的检测设备。
背景技术
现代医学中，脑电波动态变化检测信息被广泛应用精神病学、认知心理学、生理学等方面的应用和研究当中。人脑的各种非正常状态，如，神经精神疾病(早老性痴呆、精神分裂症等)、药物依赖性脑疾病(海洛因成瘾等)、手术中的麻醉(氯胺酮麻醉等)、精神神经疾病的药物治疗(氯丙嗪的血药浓度等)以及心理性问题(各种心理成瘾、说谎等)常常引起脑内的许多生理和生化的反应，产生不同的脑电波信号，通过对采集到的脑电波进行分析，可以对被试者的生理和心理状态做出评判。另外，近十年来，瞳孔和眼球运动状态也被发现和脑功能之间有密切的关系，通过检测瞳孔和眼球的动态变化情况也可以作为测量人体或动物自主神经系统功能、评价药物代谢和药效水平、检测毒品损害和饮酒、疲劳判断以及了解脑功能状态其它方面的一种辅助手段。
专利200720103368.6公开的一种瞳孔动态变化测量装置可以利用瞳孔变化的测量结果来诊断临床眼科、神经科、精神心理科的疾病。中国科学院自动化研究所心理测试工程中心研制的脑电波心理测试仪，就是通过对被试者施加一定方式的刺激(如视觉、听觉等)，并从同时采集到的脑电波中提取相应的事件相关电位进行分析，从而对被试者的心理状态做出评判。专利200410079526.X公开了一种吸毒人员瞳孔动态变化快速检测方法及其装置，该装置通过对被检测者瞳孔对红外线发光二极管(LED)光源感应的动态变化情况的观察来判断是否是吸毒人员，这种装置结构轻便，操作简单，一定程度上对快速辨别吸毒人员确有帮助。
但是，上述的瞳孔动态变化测量装置或是脑电波心理测试仪都是通过采集单一的信息进行判断，因此结果是片面的。譬如瞳孔的动态变化检测，由于瞳孔不仅在诸如阿片类药物的作用下会引起大小变化，而且在光线强弱的变化下也会引起人眼瞳孔的变化，因此单一靠检测出的瞳孔动态变化结果来判断吸毒人员是有局限性的，准确度不高。因此需要结合其他的检测信息进行同步综合判断，这样才能够达到完整了解脑功能状态的目的，从而满足医疗、科研或司法领域的需要。
发明内容
本发明所要解决的就是依靠单一信息来判断脑功能状态只能得到片面结果的问题，提供一种依靠同步采集脑电波、瞳孔、眼动及其他方面动态变化信息，并分析提取其特征，进而综合判断脑功能基本状态的信息检测设备。
本发明的人脑基本功能状态信息采集检测设备，包括一个瞳孔及眼动动态变化检测装置，由CMOS图像采集器、数据转换器、视觉刺激装置和控制系统构成，其特征在于所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备还包括一个脑电波动态变化检测装置，由脑电波采集器、信号放大处理器和模数A/D转换器和控制系统构成，用于收集脑电波信号并转换成数字信号后输入控制系统进行识别判断。
本发明所述的视觉刺激装置是液晶显示屏(LCD)。
所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备还包括一个听觉刺激装置和其相应的控制系统，用于给被检测者以听觉刺激。
所述的瞳孔及眼动动态变化信息和脑电波动态变化信息是在视觉刺激或听觉刺激或视觉和听觉同时刺激下同步采集的。只有通过同步采集，才能反映被检测者对刺激源的同步反应情况，综合两个信息才能对脑基本功能状态有相对准确的判断。
具有瞳孔动态变化检测装置、脑电波动态变化检测装置、听觉刺激装置的脑功能基本状态信息检测设备的使用是：控制系统控制听觉和视觉信号源的输出，听觉信号传输至被检测者耳朵，同时驱动液晶显示屏(LCD)。被检测者收到视觉和听觉刺激后，发生瞳孔和脑电波等变化，眼睛的动态变化情况通过CMOS图像采集器后由数据转换器转换成数字信号传输到控制系统中进行特征识别，脑电波动态变化情况通过脑电波采集器、信号放大处理装置和模数A/D转换器转换成数字信号传输到控制系统中进行特征识别。通过对眼睛动态变化信息和脑电波动态变化信息识别后的综合应用，就能相对准确地对脑功能状态做出判断。
在我们的研究中发现海洛因成瘾患者的瞳孔不仅对光反射具有特征，其脑电波在α、θ和δ波处均发现和吸毒及吸毒时间长短有关的特征。在手术前的氯胺酮麻醉过程中，病人α波活动减弱，出现高波幅快波或θ及δ波。听觉诱发电位(AEP)和使用氯胺酮的麻醉深度无关，但和使用异丙酚麻醉的剂量及麻醉深度呈正相关。使用氯胺酮麻醉后可以发现瞳孔缩小，无特征变化，但在氯胺酮成瘾者中，吸食K粉(主要含氯胺酮)的数小时内，瞳孔对光反射呈现和吸食海洛因不一样的特征。根据这些特征，经过本发明设备对瞳孔和脑电波动态变化情况的检测，可以综合性地对被检测者的情况做出判断。
本发明的检测设备能依靠综合瞳孔、眼动和脑电波等方面的动态变化信息，并同步分析提取其特征，进而可以比较完整地了解脑功能的基本状态。这种装置具有快速、便捷和较全面判断等特点，能广泛应用于社区医疗，快速、准确地了解脑的基本功能状态，有助于人们及时发现被检测者存在的生理或心理问题，并对被测者实施医疗救治。
本发明中的刺激光源是通过LCD显示的图像光源，与现有的LED表现出的单一光源相比，它不仅可以对瞳孔产生强弱不等的光线刺激，还可以产生各种图像及影像，这一点是LED根本无法办到的。由于显示出的图像及影像对被检测者的心理也能造成一定的刺激，这种刺激使得被检测者的脑电波和瞳孔等发生变化，通过收集脑电波及瞳孔等信号，在进行综合处理后可以更能准确地判断被检测者的情况。另外除了光源刺激，还有听觉刺激，这样对被检测者的刺激源就增加，眼睛和脑电波等方面的变化更明显，对于被检测者脑基本功能的判断会更为准确。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图
具体实施方式
实施例1，人脑基本功能状态信息采集检测设备，包括：
一个液晶显示屏(LCD)视觉刺激装置，由控制系统对液晶显示屏(LCD)进行驱动，对被检测造成视觉刺激；
一个听觉刺激装置，将听觉信息通过控制系统传输到被检测者的耳朵进行听觉刺激；
一个瞳孔及眼动动态变化检测装置，包括CMOS图像采集器、数据转换器和控制系统，瞳孔的动态变化由设置在瞳孔前的CMOS图像采集器采集后经过数据转换器转换成数据信号后传输到控制系统中进行信息识别判断；
一个脑电波动态变化检测装置，包括一个脑电波采集器、信号放大处理器和一个模数A/D转换器和控制系统，脑电波动态变化情况通过脑电波采集器采集后由信号放大处理器放大信号，并由模数A/D转换器转换成数字信号后传输到控制系统中进行信息识别判断。
所述的瞳孔及眼动动态变化信息和脑电波动态变化信息是在视觉和听觉同时刺激下同步采集的。
Claims (4)
1、一种人脑基本功能状态信息采集检测设备，包括一个瞳孔动态变化检测装置，由CMOS图像采集器、数据转换器、视觉刺激装置和控制系统构成，其特征在于所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备还包括一个脑电波动态变化检测装置，由脑电波采集器、信号放大处理器和模数A/D转换器和控制系统构成，用于收集脑电波信号并转换成数字信号后输入控制系统进行识别判断。
2、如权利要求1所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备，其特征在于其视觉刺激装置是液晶显示屏(LCD)。
3、如权利要求1或2所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备，其特征在于它还包括一个听觉刺激装置和其相应的控制系统，用于给被检测者以听觉刺激。
4、如权利要求1或2所述的人脑基本功能状态信息采集检测设备，其特征在于所述的瞳孔及眼动动态变化信息和脑电波动态变化信息是在视觉刺激或听觉刺激或视觉和听觉同时刺激下同步采集的。
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