專利名稱：事件相關(guān)電位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種事件相關(guān)電位測試分析儀器。
事件相關(guān)電位(ERP)是國際上近些年發(fā)展起來的、用于研究人大腦認(rèn)知功能的一種新技術(shù)，由于它可在無創(chuàng)傷條件下，通過不同刺激方法提取到與信息加工事件相關(guān)的腦電位活動及行為數(shù)據(jù)，因而得到各國研究工作者的高度重視。
通過查新結(jié)果及大量資料分析表明，目前國內(nèi)外對ERP研究正處于初期發(fā)展階段，多數(shù)偏重于P3的研究。國外對ERP的研究起步早，近幾年由于把微電極技術(shù)引入ERP研究中，使工作進(jìn)一步深入。盡管學(xué)說頗多，其觀點不盡一致，但公認(rèn)為它能客觀地反映人的大腦認(rèn)知功能，只要解決了方法手段問題，就可以在多種領(lǐng)域里開展探索性應(yīng)用，但現(xiàn)在仍未建立專用的ERP檢測設(shè)備。在應(yīng)用性研究方面，由于ERP測試受內(nèi)外因素影響較大，測試對象數(shù)量偏少，尚未建立正常人的ERP基礎(chǔ)數(shù)值，目前只是在少數(shù)領(lǐng)域處于試用階段。在國內(nèi)尚未有專用的儀器設(shè)備和完整的實驗方法，僅少數(shù)有條件的醫(yī)院利用引進(jìn)國外的誘發(fā)電位儀做部分聽覺ERP檢測工作，使對該項技術(shù)的研究和應(yīng)用受到了很大制約。
鑒于上述，本實用新型將提供一種可進(jìn)行視覺和聽覺ERP檢測的事件相關(guān)電位儀。
為達(dá)到以上目的，本實用新型采用以下方案一種事件相關(guān)電位儀，其特征在于它由微機(jī)、聲音接口卡、耳機(jī)、彩色掃描儀、腦電放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換板組成，其中聲音接口卡插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中；耳機(jī)接聲音接口卡的輸出；彩色掃描儀接微機(jī)的輸入接口；腦電放大器的輸出端口接模數(shù)轉(zhuǎn)換板的輸入端口；模數(shù)轉(zhuǎn)換板插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細(xì)說明。


圖1是本實用新型的構(gòu)成圖。
本實用新型由586微機(jī)5、聲音接口卡8(多媒體聲霸卡)、耳機(jī)7、DFI CHS-4000彩色掃描儀3、彩色打印機(jī)6、鼠標(biāo)9、16通道9216型腦電放大器1、16通道SC22/23A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換板2組成，4為微機(jī)5的高分辨率彩色監(jiān)視器。其中聲音接口卡8插在微機(jī)5的輸入輸出擴(kuò)展槽中；耳機(jī)7接聲音接口卡8的輸出；彩色掃描儀3接微機(jī)8的輸入輸出接口；鼠標(biāo)9接微機(jī)8的串行輸入接口；彩色打印機(jī)6接微機(jī)8的并行接口；腦電放大器1的各通道的輸出分別模數(shù)轉(zhuǎn)換板2的各通道的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換板2插在微機(jī)5的輸入輸出擴(kuò)展槽中。
以上所有設(shè)備均為市售產(chǎn)品。本實用新型在硬件設(shè)備選擇上，充分地考慮了當(dāng)前科技市場的最新水平，本著既滿足要求又經(jīng)濟(jì)實用的原則，合理地組裝成一套輕便靈活、專用的測試分析儀器。
使用時，將腦電放大器1的各通道的輸入電極固定敷設(shè)于被試者的頭部，并讓被試者頭戴耳機(jī)7，面對高分辨率彩色監(jiān)視器4。
下面敘述工作原理本儀器從功能上主要分成刺激生成、數(shù)據(jù)的實時采集和數(shù)據(jù)分析三部分。每部分又有許多分支，全部統(tǒng)一管理在一個窗口的菜單中。所有軟件皆用C語言編寫，為用戶提供了良好的使用界面及開發(fā)環(huán)境。
一．刺激生成。主要是給被試者產(chǎn)生刺激范型，為此設(shè)計了視覺和聽覺二種刺激方式。
1．視覺刺激方式在windows環(huán)境下，利用彩色掃描儀3先將刺激所用的各類圖像進(jìn)行掃描并制作成一定形式的一組文件。然后把windows環(huán)境下的圖形轉(zhuǎn)換成dos環(huán)境下的圖形并制作成一定形式的一組文件以供程序調(diào)用，實現(xiàn)了視覺刺激內(nèi)容及顯示方式可任意改變的目的。讓被試者通過微機(jī)5的鍵盤或鼠標(biāo)9選擇從高分辨率彩色監(jiān)視器4觀看到的視覺刺激圖像，觀看時被試者的腦電波將發(fā)生變化，其腦電波經(jīng)電極送入腦電放大器1放大后，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換板2轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，最后由微機(jī)5采集。
本儀器考慮到視覺方式的應(yīng)用特點和實際需要，設(shè)計并實現(xiàn)了國際上公認(rèn)為比較理想而通常采用的以下五類刺激作業(yè)a．隨機(jī)作業(yè)隨機(jī)顯示出字母、數(shù)字或圖形，以低概率(10-25％)為靶，高概率(90-75％)為非靶，主要誘發(fā)P3成分。
b．記憶比較作業(yè)從多個字母或數(shù)字的非靶中找出短時記憶的靶(1個或多個)信號，通過記憶量的改變，觀察P3的變化。
c．選擇注意作業(yè)分別在兩個或多個方位上給出一組刺激(包括靶與非靶)，要求只注意一個方位的靶刺激，而獲得注意差別負(fù)波。
d．字、詞匹配作業(yè)給出不同含意的一組字或詞，被試者按作業(yè)要求進(jìn)行比較、匹配，并作出相應(yīng)的反應(yīng)，主要誘發(fā)N400成分。
e．注意廣度作業(yè)給出復(fù)雜的字母辨識作業(yè)，一種作法是進(jìn)行辨識誘發(fā)ERP；另一種作法是不進(jìn)行辨識而做簡單反應(yīng)操作時誘發(fā)ERP；誘發(fā)的這二個ERP波形相減，獲得注意相關(guān)負(fù)波。
2．聽覺刺激方式采用聲霸卡新技術(shù)，產(chǎn)生多種頻率、不同持續(xù)時間的純音信號。把若干聲音刺激信號通過多媒體聲霸卡8和耳機(jī)7同時輸送到左右兩個聲道，實現(xiàn)了ERP聽覺刺激方式在國際上較新的誘發(fā)方法，從而獲得Nd和MMN等新的ERP成分。測試時讓被試者通過微機(jī)5的鍵盤或鼠標(biāo)9選擇從耳機(jī)7收聽到的聽覺刺激聲音，收聽時被試者的腦電波將發(fā)生變化，其腦電波經(jīng)電極送入腦電放大器1放大后，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換板2轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，最后由微機(jī)5采集。
本儀器在聽覺刺激方式中設(shè)計了以下三類聽覺刺激作業(yè)a．隨機(jī)作業(yè)通過耳機(jī)，同步給兩耳予高調(diào)和低調(diào)純音，以偶發(fā)的低概率音調(diào)為靶刺激。主要誘發(fā)P3成分。
b．雙隨機(jī)作業(yè)同步給兩耳三個音調(diào)，一個音調(diào)為靶(低概率)，一個音調(diào)為低概率非靶，再一個音調(diào)為高概率非靶，這兩個非靶的音調(diào)比較接近，由低概率非靶誘發(fā)失配負(fù)波(MMN)。
c．選擇注意作業(yè)分別給兩耳靶和非靶音調(diào)，只注意辨別一側(cè)耳的靶音調(diào)，忽略其它音調(diào)。由注意側(cè)靶的ERP與非注意側(cè)靶的ERP相減，而獲得注意差別負(fù)波(Nd)。
二．?dāng)?shù)據(jù)實時采集。長時程同步定時采集實驗過程中的以下三類數(shù)據(jù)1．腦電數(shù)據(jù)以200點/秒速率，同步采集8-16通道，持續(xù)8-14分鐘的數(shù)據(jù)，并存盤。
2．標(biāo)記信號采集靶刺激、非靶刺激、被試者反應(yīng)標(biāo)記。
3．工效數(shù)據(jù)采集正確反應(yīng)率、正確否定率、漏報率、虛報率、反應(yīng)時等。
三．?dāng)?shù)據(jù)分析。主要包括以下三個過程1．預(yù)處理包括平滑、帶通濾波、直接法或線性回歸法去眨眼電位。
2．累加平均可選擇不同方式進(jìn)行累加平均。
3．二次處理包括ERP的波形間處理、功率譜、面積、等電位圖分析。
ERP測試分析操作過程主要包括參數(shù)設(shè)置、操作準(zhǔn)備、實驗運(yùn)行、數(shù)據(jù)處理、退出等五個階段。
該測試分析流程的特點是采用多層次下拉菜單式的用戶界面，使測試分析方便、直觀；操作模式中的參數(shù)可根據(jù)不同實驗要求，在一定范圍內(nèi)改變調(diào)整；刺激作業(yè)可根據(jù)設(shè)計者需要，任意改變其刺激內(nèi)容；刺激出現(xiàn)順序采用隨機(jī)數(shù)控制，可避免各次實驗刺激順序重復(fù)；對ERP輸出波形，可同屏顯示一個通道或多個通道，并可在一定范圍內(nèi)放大或縮小。該儀器經(jīng)過二年余的實際使用，證明其功能完善、性能可靠。
本實用新型的優(yōu)點是1．利用多媒體及彩色掃描儀技術(shù)，設(shè)計并在技術(shù)上實現(xiàn)了視覺與聽覺二種方式共八類刺激作業(yè)，可有效地提取ERP的各種成分。特別是設(shè)計的聽覺選擇注意作業(yè)所獲得的差別負(fù)波(Nd)，能客觀地判斷精神病患者大腦認(rèn)知功能的障礙程度。
2．采用線性回歸法消除眨眼電位偽跡，提高了ERP測試分析數(shù)據(jù)的可靠性。
3．對腦電數(shù)據(jù)采用按不同操作方式進(jìn)行累加平均，比一般采用的按靶與非靶累加平均所獲得的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。
4．運(yùn)用不同記憶負(fù)荷所測數(shù)據(jù)，計算出正常人信息加工模型。能區(qū)分出編碼時間、比較記識項目時間、決策記識項目時間與組織運(yùn)動反應(yīng)時間，可以更加深入研究人腦認(rèn)知功能特征和心理狀態(tài)。
5．運(yùn)用綜合評定方法，即把ERP數(shù)據(jù)、心理測試及工效指標(biāo)綜合分析，使其對大腦認(rèn)知功能評價更加全面客觀。
權(quán)利要求1．一種事件相關(guān)電位儀，其特征在于它由微機(jī)、聲音接口卡、耳機(jī)、彩色掃描儀、腦電放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換板組成，其中聲音接口卡插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中；耳機(jī)接聲音接口卡的輸出；彩色掃描儀接微機(jī)的輸入接口；腦電放大器的輸出端口接模數(shù)轉(zhuǎn)換板的輸入端口；模數(shù)轉(zhuǎn)換板插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中。
2．如權(quán)利要求1所述的事件相關(guān)電位儀，其特征在于所述微機(jī)還配接鼠標(biāo)和打印機(jī)。
專利摘要可進(jìn)行視覺和聽覺ERP檢測的事件相關(guān)電位儀由微機(jī)、聲音接口卡、耳機(jī)、彩色掃描儀、腦電放大器、模數(shù)轉(zhuǎn)換板組成,其中:聲音接口卡插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中;耳機(jī)接聲音接口卡的輸出;彩色掃描儀接微機(jī)的輸入接口;腦電放大器的輸出端口接模數(shù)轉(zhuǎn)換板的輸入端口;模數(shù)轉(zhuǎn)換板插在微機(jī)的輸入輸出擴(kuò)展槽中。該儀器解決了目前沒有專用儀器設(shè)備和完整實驗方法的問題,能客觀地判斷精神病患者大腦認(rèn)知功能的障礙程度,可以更加深入地研究人腦認(rèn)知功能特征和心理狀態(tài)。
文檔編號A61B5/0476GK2343970SQ9720014
公開日1999年10月20日 申請日期1997年1月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月3日
發(fā)明者趙旭, 黃華明 申請人:中國人民解放軍第514醫(yī)院