CN112716453A - 血压、神经信号采集分析方法 - Google Patents

血压、神经信号采集分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了血压、神经信号采集分析方法，涉及穿戴设备技术领域，用以解决人体进行精神状态调节技术问题，本发明包括S1步，把头带佩戴在被试者的头部，将腰带佩戴在被试者的腰间，脑电监测电极和心电血压监测电极贴在被试者皮肤表面；S2步，采集脑电信号波、心电血压信号；S3步，将心电血压信号由信号传入带传入耳机，与脑电波信号一起，通过所述耳机传入电脑中；S4步，电脑根据脑电波信号和心电血压信号判定受试者冥想练习准确性；用于人体的精神状态处于长期精神紧张而进行调节，本发明具有减轻精神压力、降低人体血压的优点。

Description

血压、神经信号采集分析方法
技术领域
本发明涉及可穿戴设备技术领域，更具体地说，涉及一种血压、神经信号采集分析方法，用于对人体的精神状态处于长期精神紧张而进行调节，使人体在对精神进行调节后处于放松状态。
背景技术
随着人们生活节奏越来越快，生活压力增加，心理健康状态受到了大家越来越多的关注。日常生活中常用情绪调节方式包括视频调节、音乐调节、经颅刺激等。
通过音乐进行情绪调节是常用的方法，心理学家认为，音乐可以调节人体大脑皮层的机能，使人体分泌出有益健康激素和乙酰胆碱等物质，提高体内生物酶的活性；音乐还能调节血液循环和活化神经细胞，并能使身体机能状态趋于规律化，从而促进机体新陈代谢，增加抗压力抗疾病的能力。
现有的音乐调节情绪的系统和方法，主要是根据人的精神状态，选择一些现有的音乐来调节人的情绪，然而，音乐虽可以诱发生理唤醒，却很少直接引起个体具体的外部反应，个体最终的情绪表现还是依赖于对音乐的总体认知，即情绪是个人对不同和声、节奏、旋律、音色等结合的音乐的整合解读的结果。但是由于个体差异，每个人对音乐的感受和理解并不同，因此采用现成的音乐进行情绪调节的针对性不强，不能实现个性化的情绪调节。
随着人口增长和老龄化进程，高血压已成为最重要的全球公共卫生问题之一。预计到2025年，高血压的患病率将达到约29.2％，在发达国家和发展中国家总共影响15.6亿成人。我国高血压调查最新数据显示，2012-2015年我国18岁及以上居民高血压患病粗率为27.9％(标化率23.2％)，与之前全国范围内的抽样调查相比，总体呈增高趋势。
研究表明，长期精神紧张是高血压患病的危险因素，从外部环境到个人自身的精神压力，可通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴和交感-肾上腺髓质轴而使血压升高。近年来，一些通过减轻压力和促进放松来降低血压的补充和替代疗法，由于其良好的实用性和可接受性，在人群中流行起来，冥想便是其中之一。
在神经科学和临床科学中所指的冥想通常被认为是一套多样化的需要特异性的、明确的注意力参与的心智锻炼方法，能够改变脑电波等生理特征。
但是很多人由于缺乏时间和个人懒散等原因，难以坚持有规律的冥想练习。而在仪器辅助下的神经反馈治疗能很好地反应冥想的练习效果，通过实时反馈帮助人们更好地进行冥想练习。同时监测血压和心率变化，达到降压的作用。
禅修冥想是一种专注冥想，强调注意的集中，要求冥想过程中尽量将注意力放在感受呼吸、重复词语、想象等心智活动或感知活动上，而摒弃任何想法和感觉干扰。在禅修冥想中，已发现大脑额叶α波、θ波总功率增加。通过对脑电波的实时监测，督促禅修冥想练习者更好地进行冥想练习。
MeditAid是一款可穿戴的训练正念状态的神经反馈治疗系统，正念状态强调开放和接纳，要求冥想时以一种知晓、接受、不做任何判断的立场来体验自己在此过程中出现的一切想法和感受。它选用了Emotiv这款商用无线脑电技术，和采用19个电极的标准医用脑电相比，Emotiv提供了14个电极，能够更好反映准确读数，并具有强化软件系统。脑电数据通过蓝牙无线技术从耳机传向电脑，采集的脑电数据为α波频率区段，因为α频率是冥想中神经反馈训练的最佳候选，不同频率区段的α频率被识别，经常数据转换成相应的不同声音，由耳机反馈给受试者，提醒受试者目前冥想的程度以便其进一步调整。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决人体长期精神紧张产生高血压患病以及人体的精神状态、情绪调节的问题，本发明提供一种血压、神经信号采集分析方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1步，把带有耳机的头带佩戴在被试者的头部，将带有信号采集器的腰带佩戴在被试者的腰间，所述耳机上连接有脑电监测电极，所述信号采集器连接有心电血压监测电极，脑电监测电极和心电血压监测电极贴在被试者皮肤表面；
S2步，通过脑电监测电极采集被试者的脑电信号波，通过心电血压监测电极采集被试者的心电血压信号；
S3步，将采集到的脑电波信号波发送给耳机，之后通过耳机把脑电波信号以及和脑电波信号同一时间的心电血压信号同时发送给电脑；
S4步，电脑对同一时间的脑电波信号和心电血压信号进行对比，判断二者是否一致，并根据判断的结果发送不同的信号给耳机。
进一步说明，所述S2步中，所述脑电监测电极内部具有脑电波提取模块提取所述受试者大脑脑电波信号，所述脑电监测电极内部具有脑电波选取模块选取大脑脑电波信号。
进一步说明，所述脑电监测电极提取脑电波信号，是通过所述脑电波提取模块感应受试者大脑内部的大脑脑电波信号并提取大脑脑电波信号的波段；所述脑电监测电极选取脑电波信号，是通过所述脑电波选取模块对所述脑电波提取模块提取的大脑脑电波信号的波段进行选取，脑电波选取模块内部预先设定有选取脑电波信号的波段值。
进一步说明，所述脑电波提取模块提取设定时间内所述脑电波信号的周期、频率以及总功率，将脑电波信号存入脑电波提取模块；所述脑电波选取模块通过预先设定的选取脑电波信号的周期、频率以及总功率值，将存入在脑电波提取模块的脑电波信号的周期、频率以及总功率进行选取。
进一步说明，所述S3步中，所述电脑内部具有分析模块，所述分析模块用于接收耳机发送的心电血压信号并分析受试者的心率。
进一步说明，所述分析模块对脑电波信号以时间T为周期进行时间分割，得到若干心电碎片，然后提取各个心电碎片，微分割裂每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，再通过积分每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，得出每个心电碎片的平均心电血压信号值，所得的平均心电血压信号值再传送给所述评估模块，评估模块得出精神状态评估结果。
进一步说明，所述SI步中,耳机具有胶套和声音扩散器，在耳机佩戴到受试者头部之前，受试者先按压胶套使其变形缩小并将声音扩散器插入耳朵耳孔内，之后胶套恢复形变堵塞耳朵耳孔，受试者听不见外界干扰声音。
进一步说明，所述S4步中，所述电脑内部具有评估模块接收通过所述耳机信号发送脑电监测电极提取的脑电波信号和信号采集器采集的心电血压信号,并评估分析所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值,若二者波段值相近则所述受试者达到冥想练习效果,若二者波段值不相近则所述受试者未达到冥想练习效果，需要电脑再次向受试者发送冥想练习的口诀，调节受试者的精神状态直到最后受试者的精神状态完全放松。
进一步说明，所述评估模块通过电信号将所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值评估分析结果发送给所述耳机，受试者通过听到的声音辨别目前的练习、使用状态。
进一步说明，所述评估模块的计算函数整体是S(x；a,b)＝0,a-x＝0和b-x＝0，则S等于0，否则a-x或b-x其中一项不为0，则S不等于0，其中，x为当前设定值，a、b为参数由实验获取，a为所述脑电波信号平均值，b为所述心电血压信号平均值，通过评估模块评估S是否等于0，则判断受试者的状态。
本发明的有益效果如下：
1、本发明所述耳机通过所述头带佩戴在受试者大脑上，所述腰带佩戴在受试者身体上，所述信号采集器位于所述腰带上，所述心电血压监测电极位于信号采集器上，所述电脑根据脑电波信号和心电血压信号判定受试者冥想练习的准确性，如果达到冥想状态，通过所述耳机向受试者发出自然界中清风的声音，如果未达到冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中流水的声音，提醒受试者目前练习效果不佳，然后电脑再次向受试者发送冥想练习的口诀要点，以改善其冥想练习的效果，通过练习冥想这一简单易于被受试者接受的形式，减轻精神压力，达到降低血压的目的。
2、本发明所述脑电监测电极内部具有脑电波提取模块提取所述受试者大脑脑电波信号，所述脑电监测电极内部具有脑电波选取模块选取大脑脑电波信号，脑电监测电极能从多方位感应、采集受试者的大脑脑电波信号，提高了采集脑电波信号的准确度。
3、本发明所述脑电监测电极提取脑电波信号，是通过所述脑电波提取模块感应受试者大脑内部的大脑脑电波信号并提取大脑脑电波信号的波段，进一步说明了脑电监测电极内部采集、提取脑电波信号的方式通过先进的人体感应方式来提取大脑脑电波信号，而且对人体没有电伤。
4、本发明所述脑电监测电极选取脑电波信号，是通过所述脑电波选取模块对所述脑电波提取模块提取的大脑脑电波信号的波段进行选取，脑电波选取模块内部预先设定有选取脑电波信号的波段值，脑电波选取模块能够根据不同的脑电波信号选取适合需要的脑电波信号波段值。
5、本发明所述脑电波提取模块提取设定时间内所述脑电波信号的周期、频率以及总功率，将脑电波信号存入脑电波提取模块；所述脑电波选取模块通过预先设定的选取脑电波信号的周期、频率以及总功率值，将存入在脑电波提取模块的脑电波信号的周期、频率以及总功率进行选取，因为在禅修冥想中，已发现大脑额叶α波、θ波总功率增加，通过对脑电波的实时监测，督促禅修冥想练习者更好地进行冥想练习。
6、本发明所述电脑内部的分析模块，所述心电血压监测电极采集所述受试者身体上的心电血压信号，所述分析模块通过信号接收所述耳机的发送的心电血压信号，并分析受试者身体上的心率，这样可以实时心电血压信号经统计分析可以计算冥想前后的平均血压、心率、心率变异性。
7、本发明所述分析模块对脑电波信号以时间T为周期进行时间分割，得到若干心电碎片，然后提取各个心电碎片，微分割裂每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，再通过积分每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，得出每个心电碎片的平均心电血压信号值，所得的平均心电血压信号值再传送给所述评估模块，评估模块得出精神状态评估结果，进一步说明了计算冥想前后的平均血压、心率。
8、本发明所述耳机具有对接于受试者耳朵孔的声音扩散器,两个所述声音扩散器对称设置在耳机上,并且声音扩散器的外部具有胶套,声音扩散器的外部被所述胶套包覆，胶套的材质为聚纤维，声音扩散器使受试者耳朵听到的声音均匀扩散，对耳朵振膜不损伤，胶套能够让受试者耳朵与外界声音隔开，聚纤维具有弹性，受试者按压胶套插入耳朵，胶套恢复原状堵住耳朵。
9、本发明所述评估模块接收通过所述耳机发送的脑电监测电极提取的脑电波信号和信号采集器采集的心电血压信号,并评估分析所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值,若二者波段值相近则所述受试者使用效果很好,若二者波段值不相近则所述受试者使用效果不佳，一方面在电脑中根据电脑评估信号判定受试者冥想练习的准确性，如果达到冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中清风的声音，提醒其目前练习效果良好，如果尚未达到冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中流水的声音，提醒其目前练习效果不佳，然后再次向受试者发送冥想练习的口诀要点，以改善其冥想练习的效果。
10、本发明所述评估模块通过电信号将所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值评估分析结果发送给所述耳机，使受试者知道目前的使用状态，进一步说明了冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中清风的声音，提醒其目前练习效果良好，如果尚未达到冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中流水的声音，提醒其目前练习效果不佳，然后再次向受试者发送冥想练习的口诀要点，以改善其冥想练习的效果，在仪器辅助下的神经反馈方法能实时反应冥想的练习效果，并实时反馈给受试者以便其更好地进行冥想练习。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明受试者使用状态图；
图3是本发明连接结构示意图；
图4是本发明内部结构示意图；
图5是本发明脑电监测电极提、选取脑电波示意图
图6是本发明评估模块评估受试者使用情况示意图
图7是本发明评估模块评估受试者心率变异性示意图；
图8是本发明分析模块对脑电波信号平均血压、心率分析示意图；
图9是本发明声音扩散器连接耳机结构示意图；
图10是本发明四种脑电波信号示意图。
附图标记：1-头带、2-耳机、3-脑电监测电极、4-信号传入带、5-腰带、6- 信号采集器、7-心电血压监测电极、8-电脑。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本发明，以下实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
如图1、3所示，本实施例提供血压、神经信号采集分析调节仪,包括头带 1、耳机2、脑电监测电极3、信号传入带4、腰带5、信号采集器6、心电血压监测电极7以及电脑8，所述头带1上成型有所述耳机2，所述耳机2上具有脑电监测电极3(导电塑料,如:树脂,取代金属电极)，耳机2通过所述头带1佩戴在受试者大脑上，所述腰带5佩戴在受试者身体上，所述信号采集器6位于所述腰带5上，所述心电血压监测电极7位于信号采集器6上，所述耳机2与信号采集器6通过所述信号传入带4进行连接，所述电脑8与耳机2通过电信连接。
如图2所示,采用耳机2向受试者发送冥想练习的口诀要点，受试者根据口诀进行练习。脑电监测电极3，将实时采集受试者在冥想练习中的前额区域脑电波信号(α波),心电血压监测电极7，将实时采集受试者在冥想练习中的血压和心率，并将信号汇集于心电血压的信号采集器6，由心电血压的信号传入带4 传入耳机，与脑电波信号一起，通过蓝牙设备传入电脑8中。
一方面在电脑8中根据脑电波信号判定受试者冥想练习的准确性，如果达到冥想状态，通过耳机2向受试者发出自然界中清风的声音，提醒其目前练习效果良好，如果尚未达到冥想状态，通过耳机向受试者发出自然界中流水的声音，提醒其目前练习效果不佳，然后再次向受试者发送冥想练习的口诀要点，以改善其冥想练习的效果。
如图4所示，所述耳机2内部具有蓝牙模块(型号：1536U)，用于与所述电脑8电信连接，所述蓝牙模块具有信号发送模块和信号接收模块，所述信号发送模块用于与所述电脑8电信连通并发送信号给电脑8，所述信号接收模块与所述信号采集器6、电脑8电信连通并接收信号采集器6以及电脑8的信息。
所述电脑8内部具有蓝牙设备和评估模块，所述蓝牙设备(型号：QCC5100) 与所述蓝牙模块电信连接，所述评估模块将评估信息通过蓝牙设备发送给所述耳机2具有的所述信号接收模块。
所述信号采集器6内部具有信号采集模块，用于采集所述心电血压监测电极7上搜集的数据，并通过信号传入带4将信息发送给所述耳机2内部具有的所述信号接收模块。
如图5所示，所述脑电监测电极3内部具有用于提取所述受试者大脑脑电波信号的脑电波提取模块(类似于Emotiv的传感器)和用于选取大脑脑电波信号的脑电波选取模块，脑电监测电极3至少有三个电极，各个电极分别设置在所述耳机2的外侧，脑电监测电极3在受试者前额区域并采集受试者前额的左、右脑电波信号。
所述脑电监测电极3提取脑电波信号，是通过所述脑电波提取模块感应受试者大脑内部的大脑脑电波信号并提取大脑脑电波信号的波段，所述脑电监测电极3选取脑电波信号，是通过所述脑电波选取模块对所述脑电波提取模块提取的大脑脑电波信号的波段进行选取，脑电波选取模块内部预先设定有选取脑电波信号的波段值。
所述脑电波提取模块提取设定时间内所述脑电波信号的周期、频率以及总功率，将脑电波信号存入脑电波提取模块；所述脑电波选取模块通过预先设定的选取脑电波信号的周期、频率以及总功率值，将存入在脑电波提取模块的脑电波信号的周期、频率以及总功率进行选取。
如图6所示，所述评估模块接收通过所述耳机2发送的脑电监测电极3提取的脑电波信号和信号采集器6采集的心电血压信号,并评估分析所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值,若二者波段值相近则所述受试者使用效果很好, 若二者波段值不相近则所述受试者使用效果不佳，所述蓝牙设备、评估模块以及分析模块都集中在电脑8的电路板上,评估模块、分析模块安装有驱动软件，靠驱动软件运行程序。
所述评估模块通过电信号将所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值评估分析结果发送给所述耳机2，使受试者知道目前的使用状态。
如图7所示，所述电脑8内部还具有分析模块，所述心电血压监测电极7 采集所述受试者身体上的心电血压信号，所述分析模块通过信号接收所述耳机2 的发送的心电血压信号，并分析受试者身体上的心率。
如图8所示，所述分析模块对脑电波信号以时间T为周期进行时间分割，得到若干心电碎片，然后提取各个心电碎片，微分割裂每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，再通过积分每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，得出每个心电碎片的平均心电血压信号值，所得的平均心电血压信号值再传送给所述评估模块，评估模块得出精神状态评估结果。
脑电波的脑电监测电极3和精神状态的评估模块分别与电脑8信号连接，以将脑电波信号和精神状态评估结果显示在电脑8的显示器上。电脑8还可以与云平台通过无线通信方式信号连接，以实现数据储存和管理。
本发明的调节原理是：脑电波信号是神经元细胞之间传递信息时产生的生物电信号；是大脑皮质中的锥体细胞突触活动时产生的离子交换而产生的电波信号；是人脑神经元群电活动的综合体现。脑电波信号与声音在信号形式上具有相似性，脑电波信号是大脑功能活动的结果，遵从一定共同科学规律。在冥想中产生α频率的脑电波；意识清醒且在放松状态时，大脑会产生alpha波；意识中断且深度放松时，大脑会产生theta波；处于深度睡眠状态时，大脑会产生delta 波。脑电波信号可以在短时间内将人带入不同的意识状态，通过将脑电波信号中的频率(α，Alpha,Theta和Delta四种)和被试者的大脑进行同步，从而使大脑进入相应的状态。声音有很强的的调节人体情绪的作用，可以影响脑电波的产生种类及频段，通过共振的形式影响着被试者的精神状态。
下面以试验对本实施例精神状态调节效果进行验证：
试验一以缓解紧张情绪为例。被试者为10名在校大学生，刚开始处于紧张状态，在签署知情同意书之后开始试验。
首先为每个被试者构建个人情绪库。每位被试者佩戴好头带1，向被试者耳机2播放流水声，被试者开始冥想，每个流水声大约长30分钟，听完流水声后，被试者填写情绪自评量表，并休息一分钟，在被试者听流水声的过程中信号采集器6采集心电血压信号，脑电监测电极3采集被试者的脑电信波号，精神状态的评估模块根据脑电波信号与心电血压信号进行精神状态评估，若两种信号波段值相近(大脑是α波)，情绪自评量表结果和精神状态评估结果的样本显示在电脑8的显示器上，保证脑电波的情绪准确性，个人情绪处于冥想状态，由此构建出个人情绪库。
若两种信号波段值不相近，之后在自动模式下进行精神状态调节的试验，每位被试者戴上头带1，电脑8通过蓝牙信号发送给耳机2，被试者填写情绪自评量表，若情绪自评量表的结果显示为紧张情绪，认为被试者此时处于紧张状态，然后被试者继续听流水声，脑电监测电极3和信号采集器6继续采集被试者的脑电波信号和心电血压信号进行评估和调节，若两种信号波段值相近，个人情绪通过精神状态的评估模块检测评估到此时的精神状态为冥想状态。最终，评估模块显示当前情绪为平静情绪即是冥想状态。这样就使得长期精神紧张并容易患高血压病的危险因素大大降低，有利于人体的身体健康。
实施例2
与实施例一的区别在于：所述耳机2具有对接于受试者耳朵孔的声音扩散器 9,两个所述声音扩散器9对称设置在耳机2上,并且声音扩散器9的外部具有胶套10,声音扩散器9的外部被所述胶套10包覆，胶套10的材质为聚纤维。声音扩散器9使受试者耳朵听到的声音均匀扩散，对耳朵振膜不损伤，胶套10能够让受试者耳朵与外界声音隔开，聚纤维具有弹性，受试者按压胶套插入耳朵，胶套恢复原状堵住耳朵，产生很好的听觉效果，受试者在听声音的过程中不会受到外界干扰，精力完全集中在自身。
实施例3
基于上述血压、神经信号采集分析调节仪的血压、神经信号采集分析方法, 所述个人情绪调节包括如下步骤：
S1步，把带有耳机2的头带1佩戴在被试者的头部，将带有信号采集器的腰带5佩戴在被试者的腰间，所述耳机2上连接有脑电监测电极3，所述信号采集器6连接有心电血压监测电极7，脑电监测电极3和心电血压监测电极7贴在被试者皮肤表面；
S2步，通过脑电监测电极3采集被试者的脑电信号波，通过心电血压监测电极7采集被试者的心电血压信号；
S3步，将采集到的脑电波信号波发送给耳机2，之后通过耳机2把脑电波信号以及和脑电波信号同一时间的心电血压信号同时发送给电脑8；
S4步，电脑8对同一时间的脑电波信号和心电血压信号进行对比，判断二者是否一致，并根据判断的结果发送不同的信号给耳机2；
其中，所述S2步中，所述脑电监测电极3内部具有脑电波提取模块提取所述受试者大脑脑电波信号，所述脑电监测电极3内部具有脑电波选取模块选取大脑脑电波信号。
其中，所述脑电监测电极3提取脑电波信号，是通过所述脑电波提取模块感应受试者大脑内部的大脑脑电波信号并提取大脑脑电波信号的波段；所述脑电监测电极3选取脑电波信号，是通过所述脑电波选取模块对所述脑电波提取模块提取的大脑脑电波信号的波段进行选取，脑电波选取模块内部预先设定有选取脑电波信号的波段值，所采集的波段值是某个时间段内的信号。
其中，所述脑电波提取模块提取设定时间内所述脑电波信号的周期、频率以及总功率，将脑电波信号存入脑电波提取模块；所述脑电波选取模块通过预先设定的选取脑电波信号的周期、频率以及总功率值，将存入在脑电波提取模块的脑电波信号的周期、频率以及总功率进行选取。
其中，所述S3步中，所述电脑8内部具有分析模块，所述分析模块用于接收耳机2发送的心电血压信号并分析受试者的心率。
其中，所述分析模块对脑电波信号以时间T为周期进行时间分割，得到若干心电碎片，然后提取各个心电碎片，微分割裂每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，再通过积分每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，得出每个心电碎片的平均心电血压信号值，所得的平均心电血压信号值再传送给所述评估模块，评估模块得出精神状态评估结果。
其中，所述S1步中，耳机具有胶套10和声音扩散器9，在耳机佩戴到受试者头部之前，受试者先按压胶套10使其变形缩小并将声音扩散器9插入耳朵耳孔内，之后胶套10恢复形变堵塞耳朵耳孔，受试者听不见外界干扰声音。
其中，所述S4步中，所述电脑8内部具有评估模块接收通过所述耳机2信号发送脑电监测电极3提取的脑电波信号和信号采集器6采集的心电血压信号, 并评估分析所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值,若二者波段值相近则所述受试者达到冥想练习效果,若二者波段值不相近则所述受试者未达到冥想练习效果，需要电脑8再次向受试者发送冥想练习的口诀，调节受试者的精神状态直到最后受试者的精神状态完全放松。
其中，所述评估模块通过电信号将所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值评估分析结果发送给所述耳机2，受试者通过听到的声音辨别目前的练习、使用状态，具体评估算法是评估模块的计算函数整体为S(x；a,b)＝0,a-x＝0和 b-x＝0，则S等于0，否则a-x或b-x其中一项不为0，则S不等于0，其中，x 为当前设定值，a、b为参数由实验获取，a为所述脑电波信号平均值，b为所述心电血压信号平均值，通过评估模块评估S是否等于0，则判断受试者的状态。
实施例4
如图10所示，反映了四种形式的脑电波信号(δ、θ、α及β波)，脑电波信号的周期是指相邻的两个波谷或波峰之间的时间间隔，单位为ms。脑电波信号的频率指相同周期的脑电波信号在1秒内重复出现的次数，单位为Hz或周期/ 秒。脑电波信号的周期或频率振荡形式通过脑电监测电极3采集，用节奏的快慢来表示脑电波信号的不同周期或频率。
脑电波信号的振幅是指脑电波信号波动的幅度大小。脑电波信号的节律随大脑皮层活动状态的不同而变化；当大脑活动比较少时，大脑皮层许多神经元的电活动步调趋于一致，就出现频率较低而振幅较高的节律，称为同步化；当大脑活动比较剧烈，神经元的电活动不大一致时，就表现为高频率低振幅的节律，称为去同步化。利用振幅的特点，将脑电波信号的振幅表现为对脑电监测电极3的作用强度，用振幅来反映大脑的神经元活动强烈程度。
脑电波信号的平均功率是脑电波信号的能量特征，反映了脑电波信号的能量分布情况，其中α波在每1秒时间内重复出现的次数最多，而且振幅较低，因此α波的平均振幅值趋向于零，所以受试者能够处于冥想状态即完全放松。
综上所述，脑电波信号的周期/频率、振幅和平均功率反馈给电脑8，进而利用脑电波信号的特性有针对性地对被试者的精神状态进行调节。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书的内容所作的等同变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1步，把带有耳机(2)的头带(1)佩戴在被试者的头部，将带有信号采集器的腰带(5)佩戴在被试者的腰间，所述耳机(2)上连接有脑电监测电极(3)，所述信号采集器(6)连接有心电血压监测电极(7)，脑电监测电极(3)和心电血压监测电极(7)贴在被试者皮肤表面；
S2步，通过脑电监测电极(3)采集被试者的脑电信号波，通过心电血压监测电极(7)采集被试者的心电血压信号；
S3步，将采集到的脑电波信号波发送给耳机(2)，之后通过耳机(2)把脑电波信号以及和脑电波信号同一时间的心电血压信号同时发送给电脑(8)；
S4步，电脑(8)对同一时间的脑电波信号和心电血压信号进行对比，判断二者是否一致，并根据判断的结果发送不同的信号给耳机(2)。
2.根据权利要求1所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述S2步中，所述脑电监测电极(3)内部具有脑电波提取模块提取所述受试者大脑脑电波信号，所述脑电监测电极(3)内部具有脑电波选取模块选取大脑脑电波信号。
3.根据权利要求2所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述脑电监测电极(3)提取脑电波信号，是通过所述脑电波提取模块感应受试者大脑内部的大脑脑电波信号并提取大脑脑电波信号的波段；所述脑电监测电极(3)选取脑电波信号，是通过所述脑电波选取模块对所述脑电波提取模块提取的大脑脑电波信号的波段进行选取，脑电波选取模块内部预先设定有选取脑电波信号的波段值。
4.根据权利要求3所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述脑电波提取模块提取设定时间内所述脑电波信号的周期、频率以及总功率，将脑电波信号存入脑电波提取模块；所述脑电波选取模块通过预先设定的选取脑电波信号的周期、频率以及总功率值，将存入在脑电波提取模块的脑电波信号的周期、频率以及总功率进行选取。
5.根据权利要求1所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述S3步中，所述电脑(8)内部具有分析模块，所述分析模块用于接收所述耳机(2)发送的心电血压信号并分析受试者的心率。
6.根据权利要求5所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述分析模块对脑电波信号以时间T为周期进行时间分割，得到若干心电碎片，然后提取各个心电碎片，微分割裂每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，再通过积分每个心电碎片的每个时刻的心电血压信号值，得出每个心电碎片的平均心电血压信号值，所得的平均心电血压信号值再传送给所述评估模块，评估模块得出精神状态评估结果。
7.根据权利要求1所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述S1步中，所述耳机(2)具有胶套(10)和声音扩散器(9)，在耳机(2)佩戴到受试者头部之前，受试者先按压胶套(10)使其变形缩小并将声音扩散器(9)插入耳朵耳孔内，之后胶套(10)恢复形变堵塞耳朵耳孔，受试者听不见外界干扰声音。
8.根据权利要求1所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述S4步中，所述电脑(8)内部具有评估模块接收通过所述耳机(2)信号发送脑电监测电极(3)提取的脑电波信号和信号采集器(6)采集的心电血压信号,并评估分析所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值,若二者波段值相近则所述受试者达到冥想练习效果,若二者波段值不相近则所述受试者未达到冥想练习效果，需要电脑(8)再次向受试者发送冥想练习的口诀，调节受试者的精神状态直到最后受试者的精神状态完全放松。
9.根据权利要求8所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述评估模块通过电信号将所述脑电波信号和所述心电血压信号的波段值评估分析结果发送给所述耳机(2)，受试者通过听到的声音辨别目前的练习、使用状态。
10.根据权利要求9所述的血压、神经信号采集分析方法，其特征在于：所述评估模块的计算函数整体是S(x；a,b)＝0,a-x＝0和b-x＝0，则S等于0，否则a-x或b-x其中一项不为0，则S不等于0，其中，x为当前设定值，a、b为参数由实验获取，a为所述脑电波信号平均值，b为所述心电血压信号平均值，通过评估模块评估S是否等于0，则判断受试者的状态。
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CN118557894A (zh) * 2024-08-01 2024-08-30 南昌大学附属康复医院(南昌大学第四附属医院) 经耳道闭环迷走神经调控装置及相关产品

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