专利名称：事件相关电位测谎仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及公安部门办案的仪器，适用于测试案发当事人供词诚实与否的测谎仪。
以往的测谎仪，例如，国内外流行的“poIygraph”测谎仪，受试者要接受心理医生预先设定与案情相关和无关的语言提问，文字提问及图片、照片、实物等物证的心理强刺激。与此同时，采用常规医学体检的仪器仪表，同步观察受试人的血压、呼吸、皮肤电阻等生理参数的变化。当涉及撤谎问题时，当事人心理不安，会导致生理参数的变化，例如血压与呼吸波动以及因出汗而皮肤电阻的急骤下降等。这些主要表现在植物神经系统的功能的异常；据此判定当事人供词有无谎情。
然而，受试者尤其老奸巨滑深于世故者，能够有意地控制自己的心理与生理过程，测谎结果可靠性令人置疑，假阳性率最高可达64％。针对上述缺陷，本发明给出了全新的测谎概念和技术。
本发明的目的在于用照片，音像多煤体等视听强刺激，同时要求应试者用按键或口头应答，并实时采集其头部与事件相关电极电位脑电图的测谎仪。
本发明是这样实现的一种事件相关电位测谎仪，包括计算机，其特征在于还包括受试屏幕与音响设备、应答按钮、应当麦克风及脑波电极与前置放大器；应答按钮、应答麦克风直接与计算机主机相连，脑波电极经过前置放大器再与计算机主机相连，计算机主机输出与受试屏幕与音响设备相连。
所述前置放大器包括顺序连接的放大器与模/数转换器；放大器的输入端连接受试者的脑波电极，模/数转换器输出端与计算机主机相连。
所述应答按钮就是延伸的健盘功能键，与计算机主机相连。
所述应答麦克风连接计算机主机的板载或插于槽口的声卡上。
所述受试屏幕与音响设备包括终端监视器和有源音响喇叭。
结合附图，进一步说明其发明结构和原理。
图1是本发明示意图；图2是已有技术流程图；图3是本发明流程图；图4是脑波电极安置位图；图5是本发明结构图。
图中1、受试者2、受试屏幕与音响设备
3、计算机4、监视与编排后台5、麦克风6、应答按钮7、脑电图采集电极图1是本发明示意图，心理医生在后台4通过监视器和键盘编排多煤体强刺激文件，同时用于监视受试者的应答等反应。受试者在屏幕2前受到物证和案发地点等照片和音像多煤体等强刺激，以点按钮6做按钮应答和在麦克风5前做口头应答，同时通过受试者头部电极7提取受试者脑电图数据。计算机3既处理强刺激多煤体节目程序的编排、制作及播放，又处理受试者应答的口头回答、按钮反馈信号及脑电图的数据，最后做出受试者诚实与否的判断得分。
多煤体强刺激文件内容，预先由调查人员赴案发现场，用数码相机，普通相机及数码摄相机采拍；使用数码相机、数码摄相机与计算机直接相连以输入采拍来的内容，普通相机拍摄的图片阴片或阳片，借助扫描仪扫描法向计算机输入。
心理医生在计算机后台4把采拍内容分为靶刺激文件(即相关刺激)和非靶刺激文件(无关刺激)，依据案情编排成强刺激文件。
在受试者头颅的特定部位，按放二种电极。一种是与事件相关正向电位反应的CZ电极，一种是与事件相关负向电位反应的PZ电极，左右可是参考电极，其23个电极位。前者CZ采集事件相关的脑波正波幅波电位P300，后者PZ采集靶刺激和启动语句义场匹配与否的靶电位N400(参见《大脑高级功能的神经电生理》，中国科学出版社，1998年出版，北京)。P300正向波幅波面结合N400负向波幅波面进行分析，可以判定谎情。本发明标注为P300/N400测谎仪，或简称ERP测谎仪。
测谎操作1)、向受试者提供指导词；2)、给受试者按放脑电波电极；3)、播放靶刺激和非靶刺激的多煤体视听文件，并令受试人用按钮和口头立即应答；4)、计算机对实时采集的脑波数据进行处理。
5)、计算机给出谎情判定结果。
受试者受到多煤体强刺激后，大脑必然活动，表现脑电图的本能波动。这种波动几乎与心理控制无关。因此，本发明的测谎仪可信度大为改善。这也是对流行的原“PoIygragh测谎仪”的概念和技术的全新改进。
P300测谎是Sution于1965年发明的相关电位脑波测谎法。测谎电极安放在头颅部位，以记录受试人的脑波，参考电极夹在双耳上。强刺激至少由2个事件组成的刺激序列，要求受试者用计数或用按键方式等作业应答的刺激为靶刺激，不要求作业应答的为非靶刺激。
从事件刺激到有反应，脑波电极电位变化约在1000ms左右之后，这反映人对刺激信息的初步加工，不掺杂人为意识内容；人出现意识内容大约需要3秒左右之后。受到刺激后300ms之内出现的脑波电极电位是正波幅波面的为阳性。这种阳性判断测谎法，简称P300测谎。
N400测谎是用预先设定的语句作刺激的测谎法。语句内容要与案件相关，分为前序部分的启动刺激和实际内容关键词的靶刺激。前者出现语句义场，后者出现语义。当语义场与语义不匹配时，受试人脑波电极电位的导波幅波面的为阳性。例如“我上街去买·书。”变成“我上街去买·输”语句时看脑波的变化。黑点分隔号之前“我上街去买”为启动刺激，黑点分隔号之后的“书”或“输”为靶刺激。
启动刺激S1每个字显示200-300ms，并伴有红灯或笛声，随后有500-750ms间隔空白，接下来是靶刺激S2,S2之后的大停顿3-10秒为整个语句间隔。
前序刺激无变化，变换的只是靶刺激的关键字，它分为同声异义字，同声异形字，异声同义字及异形同义字等。
我们发明的P300/N400测谎仪(简称ERP测谎仪)，与Polygraph测谎仪不同，有着不同的测谎流程。图3为ERP测谎仪流程图。图2为Polygraph测谎仪流程图。
P300/N400测谎仪的脑波电极安放法简称10/20系流电极设置法，也称Jasper法。先把头颅从鼻根至枕后粗隆的顶中线分减10等分，而鼻根、外耳孔、枕后粗隆的环线按与顶中线的交点作起点而分成12等分；再以头颅上顶中心为圆心，以1/4顶中线长为半径画同心圆。这同心圆及顶中线与环线左右对称点的3对连线相交，而得出10个交点。8个交点，12个环线等分点、颅顶点及左右耳共得23个电极电位。这23个电极电位的变化组成脑电图，或简称脑图。参见图4图5是本发明结构图。本发明包括计算机主机(见图1的3、4)，受试屏幕与音响的设备(见图1的2)，应答按钮(见图1的6)，应答麦克风(见图1的5)，及脑波电极与前置放大器(见图1的7)；应答按钮、应答麦克风直接与计算机主机相连，脑波电极经过前置放大器与计算机主机相连，计算机主机的输出与受试屏幕与音响设备相连。
前置放大器包括顺序连接的放大器和模/数转换器(A/D)，放大器输入端连接受试者的脑波电极，一个放大器连接多个电极，和进行分时采集；A/D输出连接计算机主机。
前置放大器的规格为1)输入短路噪音小于0.7μV峰峰值。
2)输入阻抗200MΩ。
3)高通滤波器0.01HZ,0.1HZ,0.3HZ,1HZ共四档可调。
4)低通滤波器30,100,300,1000,10000HZ共五档。
5)50HZ陷波-60dB(±0.5HZ)6)增益1000,2000,10000,50000共四档可调。
7)共模抑制比不低于100dB。
8)采样率最高2000次/秒。
9)复零电路有。
10)电极选择单极导联(左右耳相连，左右耳分开，左右耳交叉)。
11)基线调节自动。
12)接触电阻检测1kΩ-100kΩ。
13)其他要求16通道，通道间串扰抑制100dB。
前置放大器把头颅的脑波电极提取的生物电信号，放大和进行模/数转换；转换出的数字信号，送给计算机主机。
应答按钮是键盘功能键的延伸，连接于计算机主机。
麦克风连接主机板的板载或插于主机板槽内上的声卡上。声音模拟信号在声卡内转换成数字信号再进入计算机。
受试屏幕与音响设备包括终端监视器(即屏幕)和有源音响喇叭，它们直接连到计算机的输出端。
计算机硬件系统包括个人计算机(PⅢ以上)、普通相机、数码相机、数码摄相机、扫描仪及打印机；计算机软件系统包括Windos98、photoshop、pouerpocivt、office97和自行设计与编程的“Scientific2000多煤体编辑与播放软件”和“P300/N400测谎分析软件”。
本发明的优点1)本发明用脑波电极采集受试人的反应，避开了心理干扰，测谎准确性可高达85-100％；2)操作方便，设备数字化；3)“Scientific2000多煤体编辑与播放”和“P300/N400测谎分析”等软件可以升级，而不增加用户投资。
本发明与传统PoIygraph测谎仪性能比较列表如下比较项目ERP测谎仪 PoIygraph测谎仪测试刺激照片显示有关内容口头询问有关内容判定指标大脑的生物电位 心理和生理改变ERP:P300/N400)(血压、呼吸、皮肤电阻等)心理对指标影响 无 有受试者干扰实验 极微 较大阳性率 85-100％ 37-95％假阴性率 0-15％26-31％假阳性率 0％ 28-64％事件相关电位测谎仪起名“ERP测谎仪”，其脑波电极采集的生物电位简称ERP:P300/N400大脑生物电位。
权利要求
1.一种事件相关电位测谎仪，包括计算机，其特征在于还包括受试屏幕与音响设备、应答按钮、应当麦克风、脑波电极及前置放大器，其特征是应答按钮、应答麦克风直接与计算机主机相连，脑波电极经过前置放大器再与计算机主机相连，受试屏幕与音响设备同计算机主机输出相连。
2.根据权利要求1所述的事件相关电位测谎仪，其特征是所述前置放大器包括顺序连接的放大器与模/数转换器；放大器的输入端连接受试者的脑波电极，模/数转换器的输出端与计算机主机相连。
3.根据权利要求1所述的事件相关电位测谎仪，其特征是所述应答按钮就是延伸的健盘功能键，与计算机主机相连。
4.根据权利要求1所述的事件相关电位测谎仪，其特征是所述应答麦克风连接计算机主机的板载或插于槽口的声卡上。
5.根据权利要求1所述的事件相关电位测谎仪，其特征是所述受试屏幕与音响设备包括终端监视器和有源音响喇叭。
全文摘要
一种事件相关电位测谎仪涉及公安部门办案的仪器,适用于测试案发当事人供词诚实与否的测谎仪。其目的在于用照片,音像多媒体等视听强刺激,同时要求应试者用按键或口头应答,并实时采集其头部电极电位脑电图的测谎仪。测谎仪包括计算机主机,受试屏幕与音响的设备,应答按钮,应答麦克风,及脑波电极与前置放大器。其效果是:本发明用脑波电极采集受试人的反应,避开了心理干扰,测谎准确性可高达85－100%;操作方便。
文档编号A61B5/16GK1314130SQ01104240
公开日2001年9月26日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者杨文俊 申请人:中国人民解放军第一军医大学第一附属医院