專利名稱：基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種戒除網(wǎng)癮的設(shè)備，特別是一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀。
背景技術(shù)：
據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，我國網(wǎng)民超過一億，其中青少年網(wǎng)民占80%，青少年上網(wǎng)大多以玩游戲和聊天為主。我國網(wǎng)絡(luò)成癒的青少年聞達(dá)250萬人，14歲 24歲是網(wǎng)癒最聞發(fā)的時(shí)期，占整個(gè)網(wǎng)癮青少年的90%。濟(jì)南在押的1500名少年犯中，80%是“網(wǎng)癮”造成的，北京更是有90%的青少年犯罪案與“網(wǎng)癮”有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)成癮屬于一種精神障礙疾病，長(zhǎng)時(shí)間上網(wǎng)會(huì)在大腦諸多神經(jīng)元中制造“上網(wǎng)興奮點(diǎn)”，這些興奮點(diǎn)會(huì)使大腦對(duì)上網(wǎng)產(chǎn)生持續(xù)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(qiáng)烈的依戀性網(wǎng)絡(luò)成癮者的心理和行為為上網(wǎng)這一活動(dòng)所支配，上網(wǎng)時(shí)間和精力所占比例逐漸加大，進(jìn)而導(dǎo)致了個(gè)體生物鐘的紊亂。當(dāng)無法上網(wǎng)時(shí)，會(huì)體驗(yàn)強(qiáng)烈的渴求，甚至產(chǎn)生煩躁和不安的情緒及相應(yīng)的生理和行為反應(yīng)，上網(wǎng)后情況好轉(zhuǎn)。2)情感淡漠成癮者對(duì)網(wǎng)友如膠似漆，相比之下對(duì)有血肉聯(lián)系的親人則顯得更為冷漠。網(wǎng)絡(luò)成癮者情緒低落時(shí)也不向家人和朋友表露，把情緒隱藏起來，轉(zhuǎn)而在網(wǎng)上傾吐和宣泄。另外網(wǎng)絡(luò)成癮者由于家人對(duì)其上網(wǎng)的限制而與家人時(shí)常發(fā)生沖突。3)人際交往范圍變窄網(wǎng)絡(luò)成癮者將自己的人際交往轉(zhuǎn)入虛擬的網(wǎng)絡(luò)空間，現(xiàn)實(shí)的人際關(guān)系逐漸疏遠(yuǎn)或惡化，對(duì)周圍的人和環(huán)境采取逃避或?qū)沟膽B(tài)度。另外，網(wǎng)絡(luò)成癮者的語言表達(dá)能力下降，出現(xiàn)人際交往障礙。4)意志力薄弱網(wǎng)絡(luò)成癮者雖能意識(shí)到過度上網(wǎng)所帶來的危害，企圖縮短上網(wǎng)時(shí)間，但總以失敗告終。經(jīng)過一段時(shí)間的強(qiáng)制戒除之后，就會(huì)變得焦躁不安，不可抑制地想上網(wǎng)，最后成癮行為反復(fù)發(fā)作，并且表現(xiàn)出更為強(qiáng)烈的傾向。網(wǎng)絡(luò)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(dāng)前國內(nèi)有諸多網(wǎng)絡(luò)成癮戒除學(xué)校，對(duì)陷入網(wǎng)絡(luò)的成癮者進(jìn)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(duì)患者集中起來進(jìn)行軍事化管理，一般一個(gè)周期需要三到四個(gè)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(fèi)用非常昂貴，對(duì)于普通的家庭一般難以承受。戒除網(wǎng)癮后，在短時(shí)期內(nèi)可以抑制網(wǎng)癮的發(fā)作，但是如果沒有長(zhǎng)時(shí)間有效的跟蹤治療，復(fù)發(fā)率較聞。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)以上方式的缺點(diǎn)，采用腦電波反饋，純物理方式，非侵入戒除網(wǎng)癮，對(duì)患者，針對(duì)性強(qiáng)、起效時(shí)間短，因而對(duì)患者無任何痛苦和副作用，且本實(shí)用新型不需要電腦輔助即可獨(dú)立工作，方便攜帶，操作簡(jiǎn)單，非常適合家庭用戶使用。網(wǎng)癮戒除后，依然可以使用本實(shí)用新型進(jìn)行輔助鞏固治療，預(yù)防網(wǎng)癮復(fù)發(fā)。人的大腦皮層有自發(fā)的電活動(dòng)，其電位隨時(shí)間發(fā)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(dāng)前的工作狀態(tài)。腦電波是一些自發(fā)的有節(jié)律的神經(jīng)電活動(dòng)，其頻率變動(dòng)范圍在每秒1-30次之間，可劃分為四個(gè)波段，即α波頻率8-13ΗΖ，振幅20-100 μ V，它是節(jié)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(xiàn)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(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)處于抑制狀態(tài)時(shí)所記錄的波形。δ波在睡眠、深度麻醉、缺氧或大腦有器質(zhì)性病變時(shí)出現(xiàn)，頻率為1-3. 5Hz，振幅為 20-200 μ V。當(dāng)患者長(zhǎng)時(shí)間上網(wǎng)時(shí)，會(huì)在大腦諸多神經(jīng)元中制造“上網(wǎng)興奮點(diǎn)”，這些興奮點(diǎn)會(huì)使大腦產(chǎn)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(tài)是處于α波的狀態(tài)，α波為優(yōu)勢(shì)腦電波，人此時(shí)意識(shí)清醒，身體放松，大腦運(yùn)作快速、順暢、直覺敏銳。同時(shí)，由于腦電波的頻率和波形因人而異，所以針對(duì)每一位患者，采用腦電波信號(hào)采集電路，通過耳夾電極采集正常狀態(tài)下的腦電波，并存儲(chǔ)下來。當(dāng)患者網(wǎng)癮發(fā)作時(shí)，實(shí)時(shí)采集患者的腦電波，并與之前采集的正常腦電波進(jìn)行比較，產(chǎn)生強(qiáng)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(nèi)的生理和病理信息的自身調(diào)節(jié)，來引導(dǎo)患者腦電波迅速恢復(fù)正常 水平，從而消除病理過程，恢復(fù)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(biāo)精確，因而對(duì)患者無任何痛苦和副作用。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的而采用的技術(shù)解決方案是這樣的一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，由單片機(jī)中心控制模塊1、信號(hào)采集模塊2、DDS治療波發(fā)生模塊3、人機(jī)交互模塊和串口模塊5構(gòu)成，單片機(jī)中心控制模塊I分別與信號(hào)采集模塊2、DDS治療波發(fā)生模塊3、人機(jī)交互模塊和串口模塊5相連，其中，單片機(jī)中心控制模塊I還通過波形查找表6與DDS治療波發(fā)生模塊3相連，進(jìn)行波形對(duì)比和數(shù)據(jù)傳輸。單片機(jī)中心控制模塊I還與復(fù)位模塊和波形存儲(chǔ)模塊相連。信號(hào)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(shù)據(jù)，信號(hào)采集模塊2還與DDS治療波發(fā)生模塊3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)采集模塊2還包括有信號(hào)放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理器。DDS治療波發(fā)生模塊3由信號(hào)處理模塊、DDS波形合成模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成，其中，信號(hào)處理模塊主要由CPLD和外部存儲(chǔ)器SRAM構(gòu)成，DDS波形合成模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連，產(chǎn)生數(shù)據(jù)，通過變壓器傳送至耳夾治療電極8。DDS治療波發(fā)生模塊與耳夾治療電極8相連，輸出治療數(shù)據(jù)。人機(jī)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(jī)10相連，對(duì)單片機(jī)中心控制模塊I進(jìn)行軟件升級(jí)和數(shù)據(jù)保存。采用上述基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)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(duì)性，療效不明顯的問題。2、本實(shí)用新型中治療波針對(duì)每一例患者均不相同，由其自身腦電波生成，更具有針對(duì)性，目的明確。[0023]3、本實(shí)用新型在治療過程中具有生物反饋機(jī)制，根據(jù)患者腦電波的變化，實(shí)時(shí)更新治療波，從而使治療波隨患者腦電波狀態(tài)的變化而變化，更具有針對(duì)性和適應(yīng)性，充分保護(hù)患者大腦，避免過度的治療波對(duì)大腦的傷害4、本實(shí)用新型采用現(xiàn)代電子頻率數(shù)字合成技術(shù)(DDS)，產(chǎn)生與患者腦電波高度一致的治療腦電波，精確誘導(dǎo)腦電波變化。

圖1為本實(shí)用新型整體框圖；圖2為本實(shí)用新型腦電波信號(hào)采集電路原理圖；圖3為本實(shí)用新型腦電波采集電路框圖；圖4為本實(shí)用新型DDS治療波信號(hào)產(chǎn)生電路原理圖；圖5為本實(shí)用新型單片機(jī)中心控制電路原理圖和人機(jī)交互電路原理圖；圖中標(biāo)記1_單片機(jī)中心控制模塊；2_信號(hào)采集模塊；3_DDS治療波發(fā)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(jī)；
具體實(shí)施方式
為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本實(shí)用新型，下而結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示，本實(shí)用新型為一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，由單片機(jī)中心控制模塊1、信號(hào)采集模塊2、DDS治療波發(fā)生模塊3、人機(jī)交互模塊和串口模塊5構(gòu)成，單片機(jī)中心控制模塊I分別與信號(hào)采集模塊2、DDS治療波發(fā)生模塊3、人機(jī)交互模塊和串口模塊5相連，其中，單片機(jī)中心控制模塊I還通過波形查找表6與DDS治療波發(fā)生模塊3相連，進(jìn)行波形對(duì)比和數(shù)據(jù)傳輸。單片機(jī)中心控制模塊I還與復(fù)位模塊和波形存儲(chǔ)模塊相連。信號(hào)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(shù)據(jù)，信號(hào)采集模塊2還與DDS治療波發(fā)生模塊3進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。信號(hào)采集模塊2還包括有信號(hào)放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理器。DDS治療波發(fā)生模塊3由信號(hào)處理模塊、DDS波形合成模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成，其中，信號(hào)處理模塊主要由CPLD和外部存儲(chǔ)器SRAM構(gòu)成，DDS波形合成模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連，產(chǎn)生數(shù)據(jù)，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(fā)生模塊與耳夾治療電極8相連，輸出治療數(shù)據(jù)。人機(jī)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(jī)10相連，對(duì)單片機(jī)中心控制模塊I進(jìn)行軟件升級(jí)和數(shù)據(jù)保存。如圖2所示，為腦電波信號(hào)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(xiàn)。因此，本實(shí)用新型就針對(duì)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(duì)性，目的非常明確，治療效果就非常突出。通過兩個(gè)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(qū)動(dòng)電路的差動(dòng)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(hào)。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(jīng)過放大后，由采樣電路進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)交給處現(xiàn)器進(jìn)行處理。如圖3所示為腦電波采集電路框圖，由三個(gè)低噪聲的高性能運(yùn)放U1、U4、U8組成前置差分放大電路，得到的差分信號(hào)由高共模抑制比的儀表放大器U4進(jìn)行信號(hào)放大。帶通濾波電路由一個(gè)高通濾波器和一個(gè)低通濾波器組成。高通濾波器設(shè)計(jì)截止頻率為1Hz，低通濾波器設(shè)計(jì)截至頻率為40Hz。如圖4所示為DDS治療波產(chǎn)生電路原理圖。當(dāng)患者處于正常狀態(tài)時(shí)，通過采樣電極得到患者大腦的正常波，并存儲(chǔ)至EEPR0M。發(fā)病時(shí)將通過采樣電極得到病態(tài)波，并與之前采集到的正常波作比較分析后，通過現(xiàn)代先進(jìn)的電子頻率數(shù)字合成技術(shù)(DDS)產(chǎn)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(wǎng)癮癮發(fā)作時(shí)產(chǎn)生的心理和生理需求。在治療過程中，連續(xù)采集病態(tài)波，實(shí)時(shí)更新治療波，作用目標(biāo)明確，針對(duì)性強(qiáng)。DDS電路主要分為四個(gè)部分信號(hào)采集模塊、信號(hào)處理模塊、DDS波形合成模塊、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊?；颊哒顟B(tài)下，信號(hào)采集模塊通過采樣電極采集大腦各腦葉正常波形，經(jīng)放大、濾波、隔離后，經(jīng)CPLD轉(zhuǎn)發(fā)給單片機(jī)U17，存儲(chǔ)至EEPROM芯片IC6。治療過程中，信號(hào)采集模塊連續(xù)采集大腦各腦葉病態(tài)波性，經(jīng)放大、濾波、隔離后，傳送至CPLD進(jìn)行分析處理。信號(hào)處理模塊主要由CPLD和外部存儲(chǔ)器SRAM構(gòu)成。治療時(shí)，CPLD首先將存儲(chǔ)在EEPROM芯片IC6中的正常波讀出放入高速SRAM芯片IC3，然后與實(shí)時(shí)采集到的病態(tài)波比較分析后，得到當(dāng)前需要的治療數(shù)據(jù)。DDS波形合成模塊將當(dāng)前 的治療數(shù)據(jù)，根據(jù)單片機(jī)發(fā)出的指令實(shí)時(shí)調(diào)整幅度和相位，最終通過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊IC2直接產(chǎn)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(jìn)行調(diào)節(jié)。如圖5所示為單片機(jī)中心控制電路原理圖，包括人機(jī)交互電路原理圖。單片機(jī)控制電路主要由單片機(jī)模塊、復(fù)位模塊、串口模塊、波形存儲(chǔ)模塊構(gòu)成。單片機(jī)U17為本實(shí)用新型的核心控制單元，它將實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中各部分的工作狀況，并分析當(dāng)前治療波的相位和幅度，通知DDS電路實(shí)時(shí)修正治療波。同時(shí)，它還要負(fù)責(zé)人機(jī)之間的交互，在采集正常波和治療波狀態(tài)下切換，并通過LCD顯示屏U5和LED指示燈顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)。復(fù)位電路保障系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，一旦檢測(cè)到異常，通過IC5立即重啟整個(gè)系統(tǒng)，避免不可預(yù)知的故障對(duì)系統(tǒng)造成的不穩(wěn)定因素，同時(shí)也最大程度保護(hù)患者在任何情況下都不受傷害。串口模塊IC4允許本網(wǎng)癮戒除儀與其它設(shè)備(例如PC)進(jìn)行通信，可以通過PC機(jī)保存不同患者的各種腦電波數(shù)據(jù)，對(duì)臨床數(shù)據(jù)采集有著巨大的幫助。同時(shí)，可以通過串口模塊對(duì)本網(wǎng)癮戒除儀進(jìn)行軟件升級(jí)，實(shí)時(shí)更新各種功能。波形存儲(chǔ)模塊IC6負(fù)責(zé)掉電情況下存儲(chǔ)患者正常的腦電波波形數(shù)據(jù)，對(duì)于每一位患者采集一次正常腦電波即可進(jìn)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(xiàn)。人機(jī)交互界面主要包括按鍵、IXD顯示屏和LED指示燈三個(gè)部分。用戶根據(jù)不同的需要，可以通過按鍵KEYl選擇當(dāng)前工作模式采集波形或網(wǎng)癮治療，ΚΕΥ2鍵為開始按鍵，ΚΕΥ3鍵為停止按鍵。LCD顯示屏U5實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的治療狀態(tài)、治療波參數(shù)、腦電波頻率、病態(tài)波參數(shù)等信息，治療信息一目了然，非常便于患者進(jìn)行治療調(diào)節(jié)。LED指示燈分別指示電源狀態(tài)、當(dāng)前工作模式、工作正常指示(慢速閃爍)、工作異常報(bào)警。 本實(shí)用新型公開了一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，采用現(xiàn)代電子合成技術(shù)，產(chǎn)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(yùn)用仿生學(xué)原理、腦科學(xué)的腦電波原理、物理學(xué)的共振原理，通過同步治療波與腦波共振，間接誘導(dǎo)腦電波迅速達(dá)到與正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最佳腦電波頻率；并在治療過程中，根據(jù)患者腦電波的不同，實(shí)時(shí)更新治療波，從而快速、有效地抑制網(wǎng)癮的發(fā)作。
權(quán)利要求1.一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，由單片機(jī)中心控制模塊(I)、信號(hào)采集模塊(2)、DDS治療波發(fā)生模塊(3)、人機(jī)交互模塊和串口模塊(5)構(gòu)成，其特征在于所述單片機(jī)中心控制模塊(I)分別與信號(hào)采集模塊(2)、DDS治療波發(fā)生模塊(3)、人機(jī)交互模塊和串口模塊(5)相連，其中，單片機(jī)中心控制模塊(I)還通過波形查找表(6)與DDS治療波發(fā)生模塊(3)相連，進(jìn)行波形對(duì)比和數(shù)據(jù)傳輸，所述單片機(jī)中心控制模塊(I)還與復(fù)位模塊和波形存儲(chǔ)模塊相連。
2.如權(quán)利要求1所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述信號(hào)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(shù)據(jù)，所述信號(hào)采集模塊(2)還與所述DDS治療波發(fā)生模塊(3)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.如權(quán)利要求2所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述信號(hào)采集模塊(2)還包括有信號(hào)放大器、高通濾波器、低通濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理器。
4.如權(quán)利要求1所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述DDS治療波發(fā)生模塊(3)由信號(hào)處理模塊、DDS波形合成模塊和數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊組成，其中，信號(hào)處理模塊主要由CPLD和外部存儲(chǔ)器SRAM構(gòu)成，DDS波形合成模塊與數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊相連，產(chǎn)生數(shù)據(jù)，通過變壓器傳送至耳夾治療電極(8)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述DDS治療波發(fā)生模塊與耳夾治療電極(8)相連，輸出治療數(shù)據(jù)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述人機(jī)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(quán)利要求1所述的基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，其特征在于所述串口模塊(5)與PC機(jī)(10)相連，對(duì)單片機(jī)中心控制模塊(I)進(jìn)行軟件升級(jí)和數(shù)據(jù)保存。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于腦電波的戒網(wǎng)癮儀，主要由單片機(jī)中心控制模塊(1)、信號(hào)采集模塊(2)、DDS治療波發(fā)生模塊(3)、人機(jī)交互模塊和串口模塊(5)構(gòu)成，單片機(jī)中心控制模塊(1)分別與信號(hào)采集模塊(2)、DDS治療波發(fā)生模塊(3)、人機(jī)交互模塊和串口模塊(5)相連，其中，單片機(jī)中心控制模塊(1)還通過波形查找表(6)與DDS治療波發(fā)生模塊(3)相連，進(jìn)行波形對(duì)比和數(shù)據(jù)傳輸。本實(shí)用新型采用現(xiàn)代電子合成技術(shù)，運(yùn)用仿生學(xué)原理、腦科學(xué)的腦電波原理、物理學(xué)的共振原理，通過同步治療波與腦波共振，間接誘導(dǎo)腦電波迅速達(dá)到與正常狀態(tài)相對(duì)應(yīng)的最佳腦電波頻率，根據(jù)患者腦電波的不同，實(shí)時(shí)更新治療波，快速、有效地抑制網(wǎng)癮的發(fā)作。
文檔編號(hào)A61N1/32GK202876093SQ20122024507
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者勵(lì)娟青 申請(qǐng)人:勵(lì)娟青