CN105054929A - 脑事件相关电位多功能实验舱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种脑事件相关电位（ERP）多功能实验舱。包括实验舱和与其相邻设置的实验室，所述实验舱为常规电磁屏蔽实验舱，实验舱内部安装或放置有实验舱内回风装置、独立地线和电源装置、背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置、负离子氧供装置、实验桌椅；所述实验室内设置有操作控制台，分别控制所述的背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置。本发明在较小的场地空间内赢造出符合ERP实验所需各种特定环境要求，从而为提高ERP的实验效果和这种技术的广泛推广应用奠定了基础。

Description

脑事件相关电位多功能实验舱

技术领域

本发明涉及用于人体脑电生理学实验的医疗器械，具体是一种脑事件相关电位（ERP）多功能实验舱。

背景技术

目前，对于正常认知功能机制以及认知功能障碍早期诊断技术的研究已经引起科研和临床人员的广泛关注。然而，ERP做为研究脑认知功能机制的最重要手段，由于对于设备和人员以及实验环境条件要求很高，所需场所面积大，正常的自发脑电一般处于几微伏到100微伏之间，而脑的事件认知电位一般只有2到10微伏，通常均淹埋在大量的自发脑电波中。同时，脑认知电位和自发脑电位不但容易受到各种电器设备、高频电辐射源等电场、磁场和电磁波的干扰，而且各种外界声音、光线、工作人员的操作等外界因素也会干扰被试者的心理和精神状态，从而影响脑事件认知电位实验检测结果的真实性、准确性和可靠性，这在很大程度上限制了这种技术的应用和推广工作。因此，急需研发一种在较小的场地空间内赢造出符合ERP实验所需各种特定环境要求的多功能专用实验舱，从而为提高ERP的实验效果和这种技术的广泛推广应用奠定基础，也为这种技术能够进一步在临床医院等复杂环境中进行推广应用提供保证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在常规电磁屏蔽舱室的基础上，解决舱体内ERP实验所需的特定的通风、湿度、供氧和声、光、电学环境问题，并同步监控被试者和实验舱中的全部实验系统的状态，能够根据实验要求对于所有实验设备进行方便、快捷、有效的综合控制，同时提供语音对讲、背景音乐等人性化服务，从而实现最大程度地避免各种电磁信号和噪声等环境因素对于实验过程和结果采集准确性的影响；在整个实验过程中，工作人员可以在实验舱外的操作控制台完成对于ERP实验和舱内实验环境的调控工作，实现仅占用较小的空间场所，通过多功能专用实验舱技术，准确获取ERP实验测定结果的目的。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种脑事件相关电位多功能实验舱，包括实验舱和与其相邻设置的实验室，所述实验舱为常规电磁屏蔽实验舱，实验舱内部安装或放置有实验舱内回风装置、独立地线和电源装置、背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置、负离子氧供装置、实验桌椅；所述实验室内设置有操作控制台，分别控制所述的背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

本发明通过在常规电磁屏闭舱的基础上，安装和完善回风装置、独立接地和电源装置、背景音乐装置、红外线视频监控装置、语音对讲装置、电动控制窗帘装置、负离子氧供装置、舱内外双控制照明装置、专用检测桌椅，以及实验舱外专用的操作控制台和简易洗头设备，有效地解决了实验舱内ERP实验所需的特殊的通风、湿度、供氧和声、光、电环境，以及同步监控被试者和实验舱内实验仪器系统的工作状态、语音对讲交流、人性化服务等问题。实现了占用空间小，实验流程紧凑，实验环境更加安全和人性化，实验过程受环境因素干扰小，获取到的ERP信号更加准确、真实、可靠，这不但适合进行高精度的ERP研究实验，而且特别适用于临床医院和各类认知障碍患者的诊断和研究，具有明显的效益。

作为优选，本发明更进一步的技术方案是：

所述实验舱的一个舱体侧壁即为所述实验室的一面墙体，该舱体侧壁上装有与实验室连通的舱门并安装有隔音屏闭窗。

所述实验舱内，安装有所述隔音屏闭窗的能够完全隔光的深色电动控制窗帘，电动控制窗帘的控制开关安装在实验室内的操作控制台周围。

实验舱为全封闭式长方体结构，舱体侧壁及舱体顶板由金属内板和外板及填充在内、外板之间的屏蔽材料、隔音材料而构成多层复合型舱体壁。

所述的回风装置安装在实验舱的舱体顶部，回风装置的回风口位于被试者坐椅后面的实验舱内顶部位置。

所述负离子氧供装置放置于实验舱内被试者坐椅后面的一侧舱壁角落处。

所述实验舱内设置有可移动实验桌，实验桌上放置有供被试者实验操作用的电脑键盘、鼠标和纸、笔。

所述实验室内的操作控制台为组合式工作台，台柜数量按实验室房间大小和实验舱的总体功能而定。

所述实验室内设置有洗头装置，洗头装置包括热水器、洗水池。

附图说明

图1是本发明实施例的实验舱和实验室平面结构示意图；

图2是实验舱带舱门的舱体侧壁平面示意图；

图3是实验舱内顶部平面示意图；

图4是实验舱内部设备布局示意图；

图中：实验舱1；实验室2；舱门3；门4；操作控制台5；热水器6；洗水池7；隔音屏闭窗8；电动控制窗帘9；舱壁专用连通孔10；背景音乐播放装置11；红外线视频监控装置12；实验舱内外双控制照明装置13；回风装置14；负离子氧供装置15；可移动实验桌16；被试者坐位17。

具体实施方式：

以下结合附图及实施例对本发明作进一步的说明，目的仅在于更好的理解本发明内容。

参见图1至图4，本实施例给出的脑事件相关电位多功能实验舱，由实验舱1和实验室2构成，实验室2与实验舱1相邻设置，实验舱1的一个舱体侧壁即为实验室2的一面墙体，该舱体侧壁上装有实验舱1的舱门3，通过舱门3与实验室2连通，并在该舱体侧壁上安装有隔音屏闭窗8；实验舱1内部安装或放置有回风装置14、独立地线和电源装置、背景音乐播放装置11、红外线视频监控装置12、舱内外语音对讲装置、电动控制窗帘9、实验舱内外双控制照明装置13、负离子氧供装置15、实验桌椅；实验室2设置有与外部连通的门4，实验室2内设置有操作控制台5，操作控制台5为组合式工作台，由A、B、C、D四台柜组成，分别控制设置在实验舱1内的背景音乐播放装置11、红外线视频监控装置12、舱内外语音对讲装置、电动控制窗帘9、实验舱内外双控制照明装置13。

实验舱1为常规电磁屏蔽实验舱，其为全封闭式长方体结构，舱体侧壁及舱体顶板由金属内板和外板及填充在内、外板之间的屏蔽材料、隔音材料而构成多层复合型舱体壁；舱体地板为屏蔽地板；舱门3为专用屏蔽门；隔音屏闭窗8为双层玻璃透视窗；舱体内测试结果达到GB/T16403-1996《声学测听方法纯音气导和骨导听阈基本测听方法》国家标准的气导数值对房间环境噪声的规定标准。

参见图3，由于ERP检测实验研究一般实验时间较长，为了保障实验舱1内的空气环境状态，在被试者座椅位置的左后方舱顶部位安装了回风装置9的回风口，并经过专用通风管道与外部相通，保持恒定的微回风量以维持实验舱1内良好的通风环境；同时，使实验舱1内的环境温度控制在23-25^oC，保证被试者在整个实验过程中均处于较好的环境状态中。

回风装置14的回风口安装位置和回风量应该避免直接吹动到被试者的头部，以避免直接吹到被试者佩戴的电极帽时引起信号伪差，从而影响实验结果的准确性。回风装置14的启动开关安装在实验室2内设置的操作控制台5附近，以便于工作人员操作。

独立地线和电源装置：多功能实验舱要安装独立的接地地线和电源装置，以确保在实验舱1进行ERP实验时避免受到交流电信号的干扰，而影响ERP信号的准确采集，在实验舱1内一般要求安装两个设备接地装置。同时，在每侧舱内壁的下部至少安装一个电源插座，而在放置显示器侧的舱内壁至少要安装两个。

背景音乐播放装置11：ERP实验的前期准备工作所需要的时间较长，如需要在被试者头部安放大量的电极等，电极数量越多所需时间越长，为了使被试者能够尽快适应实验舱内的环境，消除被试者的焦虑和恐惧心理，在实验舱1的顶部安装内置的背景音乐播放音箱，其主机控制装置放置在实验室2内设置的操作控制台5上，所有连接线路均经舱壁专用连通孔10进出。在实验准备阶段可以播放各种柔美的轻音乐，从而使被试者得到放松，避免被试者产生急躁等情绪反应，使其以较好的精神状态完成ERP实验。

红外线视频监控装置12：在被试者坐位17左侧前上方的实验舱1顶部安装一个红外线视频监控探头，视频监控对象为包括被试者清晰面部在内的坐位身体全部，以便及时了解其实验过程中发生的任何变化；另外，在被试者坐位17左侧实验舱壁安装第二个红外线视频监控探头，视频监控对象为给予被试者ERP实验视觉刺激的电脑显示器的屏幕内容，以便及时了解实验过程中显示器的工作状态是否正常。所有监控视频装置的线路均经舱壁专用连通孔10与实验室2内操作控制台5上的视频监控显示器和主机相连接，从而工作人员可以通过监控显示器适时了解实验舱1中的被试者和仪器的工作状态变化。同时，工作人员还可以在实验舱1外对视频监控系统的监控对象进行监控窗口转换、监控内容回放等操作，以便在不影响被试者实验状态的前提下，随时了解不同实验阶段被试者的状态和显示器显示的刺激模式内容是否正常。

实验舱内外语音对讲装置：实验舱内、外语音对讲通话装置，经舱壁专用连通孔10布线，其中舱外麦克风放置于操作控制台5上，以便于实验过程中工作人员与被试者进行沟通和发布实验程序指令，同时工作人员可联合视频监控指导被试者进行实验任务操作。

电动控制窗帘9：在实验舱1的隔音屏闭窗8内侧，安装能够完全隔光的深色电动控制窗帘9，其控制开关安装在实验室2内设置的操作控制台5周围，这样不但可使被试者在实验过程中不因实验舱外光线、环境变化对被试者产生视觉刺激，而影响实验结果；同时，也能够使工作人员在实验过程中，根据需要随时提升窗帘，观察实验舱内的情况。

负离子氧供装置15：在实验舱1内放置负离子氧供装备15，标准应达到通过负离子送风口使实验舱1内环境保持负离子浓度≥800万个/cm³，湿度35%RH，确保被试者在整个实验过程中不发生干燥和缺氧等情况。

实验舱内外双控制照明装置13：在实验舱1内的顶部安装明暗可控、光线柔和的照明灯具，即能满足工作人员在实验前为被试者安放电极操作时需要的光线明亮状态，又符合被试者在较长的实验过程中能够处于使精神放松的柔和光线环境中的要求。同时在实验舱1内、外均有电源控制开关，从而便于工作人员在实验前和实验中的操作。

可移动实验桌16：因实验舱1内面积较小，而ERP检测电极帽与放大器的连接线之间距离固定，且较短，这就要求实验舱1内的全部必备装置不但要小巧灵活、功能多样，而且应符合工作人员操作方便和被试者主观感觉舒适的要求。因此，在实验过程中用于放置被试者实验操作的键盘和鼠标的实验桌采用可移动实验桌16，可移动实验桌16底部安装可移动滑轮，这样被试者在进行实验操作时不但快捷、方便而且体位舒适。同时，配置用于被试者坐位实验的沙发，不易过大和过低，要符合被试者坐位操作键盘时舒适的要求。

洗头装置：由于被试者在实验前安置电极帽时在头皮部涂了大量电极膏，因此实验结束后需要清洗掉头部的电极膏等污物，为此，实验室2内设置洗头装置，包括热水器6、洗水池7，为了节省空间，在常用的洗手池具上安装可拉缩式喷淋头，并与安装在水池旁的电热水装置相连即可。

本发明的使用方法：

首先打开多功能实验舱的电源总开关，进入实验前的准备工作阶段。检查独立接地装置和电源装置是否正常，开启实验舱1内照明装置。然后，开启回风装置14，并检查回风口风量，再开启负离子氧供装置15。待上述装置进入正常运转状态后，开启背景音乐播放装置11，并将灯光和音乐强度调至被试者感觉最适状态。请被试者坐在被试者坐位17上，工作人员按要求完成为被试者安放电极、带电极帽等实验前的准备工作后，将可移动实验桌16安放在被试者操作键盘和鼠标的最佳位置，再开启ERP显示器和主机，待进入正常工作状态后，开启并调试红外线视频监控装置12至所显示的被试者和实验舱内显示器的图像效果满意。开启语音对讲装置，调节声音强度到最适状态，放下隔音屏闭窗8的电动控制窗帘9。让被试者熟悉实验舱的环境，并进行实验前培训，说明实验注意事项，如果患者无明显的特殊变化或不适，工作人员出舱，关闭实验舱门。在操作控制台5处按照ERP的各种实验流程进行模拟预实验。预实验成功后，进行正式ERP实验，实验全程通过视频监控装置观察被试者的状态变化，并通过语音对讲装置指导被试者的实验操作。实验结束后，打开实验室1的舱门3，取下被试者的电极帽。应用实验室2内的洗头装置，清洗掉被试者头部的电极膏等污物，为被试者吹干头发后，被试者离开实验室2，实验结束。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：包括实验舱和与其相邻设置的实验室，所述实验舱为常规电磁屏蔽实验舱，实验舱内部安装或放置有回风装置、独立地线和电源装置、背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置、负离子氧供装置、实验桌椅；所述实验室内设置有操作控制台，分别控制所述的背景音乐播放装置、红外线视频监控装置、舱内外语音对讲装置、窗帘电动控制装置、实验舱内外双控制照明装置。

2.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述实验舱的一个舱体侧壁即为所述实验室的一面墙体，该舱体侧壁上装有与实验室连通的舱门并安装有隔音屏闭窗。

3.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述实验舱内，安装有所述隔音屏闭窗的能够完全隔光的深色电动控制窗帘，电动控制窗帘的控制开关安装在实验室内的操作控制台周围。

4.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：实验舱为全封闭式长方体结构，舱体侧壁及舱体顶板由金属内板和外板及填充在内、外板之间的屏蔽材料、隔音材料而构成多层复合型舱体壁。

5.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述的回风装置安装在实验舱的舱体顶部，回风装置的回风口位于被试者坐椅后面的实验舱内顶部位置。

6.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述负离子氧供装置放置于实验舱内被试者坐椅后面的一侧舱壁角落处。

7.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述实验舱内设置有可移动实验桌，实验桌上放置有供被试者实验操作用的电脑键盘、鼠标和纸、笔。

8.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述实验室内的操作控制台为组合式工作台，台柜数量按实验室房间大小和实验舱的总体功能而定。

9.根据权利要求1所述的脑事件相关电位多功能实验舱，其特征在于：所述实验室内设置有洗头装置，洗头装置包括热水器、洗水池。