专利名称：一种脑电波反馈网瘾戒除仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种戒除网瘾的设备，特别是一种脑电波反馈网瘾戒除仪。
背景技术：
据最新统计，我国网民超过一亿，其中青少年网民占80%，青少年上网大多以玩游戏和聊天为主。我国网络成瘾的青少年高达250万人，14岁 24岁是网瘾最高发的时期，占整个网瘾青少年的90%。济南在押的1500名少年犯中，80%是"网瘾"造成的，北京更是有90%的青少年犯罪案与"网瘾"有关。 网络成瘾属于一种精神障碍疾病，长时间上网会在大脑诸多神经元中制造"上网兴奋点"，这些兴奋点会使大脑对上网产生持续的兴奋，这种成瘾的病理与吸毒、赌博十分相似，也和吸毒、赌博一样很难戒断。主要症状有 1)强烈的依恋性网络成瘾者的心理和行为为上网这一活动所支配，上网时间和
精力所占比例逐渐加大，进而导致了个体生物钟的紊乱。当无法上网时，会体验强烈的渴
求，甚至产生烦躁和不安的情绪及相应的生理和行为反应，上网后情况好转。
2)情感淡漠成瘾者对网友如胶似漆，相比之下对有血肉联系的亲人则显得更为
冷漠。网络成瘾者情绪低落时也不向家人和朋友表露，把情绪隐藏起来，转而在网上倾吐和
宣泄。另外网络成瘾者由于家人对其上网的限制而与家人时常发生冲突。
3)人际交往范围变窄网络成瘾者将自己的人际交往转入虚拟的网络空间，现实
的人际关系逐渐疏远或恶化，对周围的人和环境采取逃避或对抗的态度。另外，网络成瘾者
的语言表达能力下降，出现人际交往障碍。 4)意志力薄弱网络成瘾者虽能意识到过度上网所带来的危害，企图縮短上网时间，但总以失败告终。经过一段时间的强制戒除之后，就会变得焦躁不安，不可抑制地想上网，最后成瘾行为反复发作，并且表现出更为强烈的倾向。
网络成瘾和吸毒、赌博一样，是一种精神依赖病症，一旦陷入，很难自拔。当前国内
有诸多网络成瘾戒除学校，对陷入网络的成瘾者进行一系列的教育和治疗，但是这种治疗
方式需要患者及其家庭高度配合，并且将对患者集中起来进行军事化管理， 一般一个周期需要三到四个月，其手段多种多样西药治疗、行为治疗、中药治疗、感情治疗等等，更有甚
者，使用电休克治疗，使得治疗过程如同"受刑"。这些方式费用非常昂贵，对于普通的家庭一般难以承受。戒除网瘾后，在短时期内可以抑制网瘾的发作，但是如果没有长时间有效的跟踪治疗，复发率较高。
发明内容本实用新型针对以上方式的缺点，采用脑电波反馈，纯物理方式，非侵入戒除网瘾，对患者，针对性强、起效时间短，因而对患者无任何痛苦和副作用，且本实用新型不需要电脑辅助即可独立工作，方便携带，操作简单，非常适合家庭用户使用。网瘾戒除后，依然可以使用本实用新型进行辅助巩固治疗，预防网瘾复发。[0010] 人的大脑皮层有自发的电活动，其电位随时间发生变化，用电极将这种电位波形
提取出来就可以得到脑电波，它反映了人的大脑当前的工作状态。 脑电波是一些自发的有节律的神经电活动，其频率变动范围在每秒1-30次之间，可划分为四个波段，即 a波频率8-13Hz，振幅20-100iiV，它是节律性脑电波中最明显的波。 13波13波频率约为13-30Hz，振幅约为5-20ii V，是一种快波，P波的出现一般
意味着大脑比较兴奋。 e波e波频率为4-7Hz，振幅约为10-50 ii V，它是在困倦时，中枢神经系统处于抑制状态时所记录的波形。 S波在睡眠、深度麻醉、缺氧或大脑有器质性病变时出现，频率为1-3. 5Hz，振幅为20-200 ii V。 当患者长时间上网时，会在大脑诸多神经元中制造"上网兴奋点"，这些兴奋点会使大脑产生过度的13波，从而人体保持高度的兴奋。而正常人的大脑最佳工作状态是处于a波的状态，a波为优势脑电波，人此时意识清醒，身体放松，大脑运作快速、顺畅、直觉敏锐。 同时，由于脑电波的频率和波形因人而异，所以针对每一位患者，采用脑电波信号采集电路，通过耳夹电极采集正常状态下的脑电波，并存储下来。当患者网瘾发作时，实时采集患者的脑电波，并与之前采集的正常脑电波进行比较，产生强度、频率、波形与人体脑电波高度相似的治疗脑电波，并将脑电波通过耳夹电极注入脑部，通过人体内的生理和病理信息的自身调节，来引导患者脑电波迅速恢复正常水平，从而消除病理过程，恢复身心健康。此方法治疗目的明确，非侵入式治疗，直观有效，指标精确，因而对患者无任何痛苦和副作用。 为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的一种脑电波反馈网瘾戒除仪，由单片机中心控制模块1、信号采集模块2、 DDS治疗波发生模块3、人机交互模块和串口模块5构成，单片机中心控制模块1分别与信号采集模块2、DDS治疗波发生模块3、人机交互模块和串口模块5相连，其中，单片机中心控制模块1还通过波形查找表6与DDS治疗波发生模块3相连，进行波形对比和数据传输。单片机中心控制模块1还与复位模块和波形存储模块相连。信号采集模块2与耳夹采样电极7相连，通过耳夹采样电极7采集数据，信号采集模块2还与DDS治疗波发生模块3进行数据传输。信号采集模块2还包括有信号放大器、高通滤波器、低通滤波器和模数转换处理器。DDS治疗波发生模块3由信号处理模块、DDS波形合成模块和数模转换模块组成，其中，信号处理模块主要由CPLD和外部存储器SRAM构成，DDS波形合成模块与数模转换模块相连，产生数据，通过变压器传送至耳夹治疗电极8与耳夹治疗电极8。 DDS治疗波发生模块与耳夹治疗电极8相连，输出治疗数据。人机交互模块包括按键输入模块4、LCD显示模块9和LED指示灯。串口模块5与PC机10相连，对单片机中心控制模块1进行软件升级和数据保存。[0019] 采用上述脑电波反馈网瘾戒除仪，有以下优点 1、本实用新型治疗电波与人体脑电波频率、幅度高度一致，改变了之前治疗波单一 ，没有针对性，疗效不明显的问题。 2、本实用新型中治疗波针对每一例患者均不相同，由其自身脑电波生成，更具有3/5页
针对性，目的明确。 3、本实用新型在治疗过程中具有生物反馈机制，根据患者脑电波的变化，实时更新治疗波，从而使治疗波随患者脑电波状态的变化而变化，更具有针对性和适应性，充分保护患者大脑，避免过度的治疗波对大脑的伤害 4、本实用新型采用现代电子频率数字合成技术(DDS)，产生与患者脑电波高度一致的治疗脑电波，精确诱导脑电波变化。
图1为本实用新型整体框图； 图2为本实用新型脑电波信号采集电路原理图； 图3为本实用新型脑电波采集电路框图； 图4为本实用新型DDS治疗波信号产生电路原理图； 图5为本实用新型单片机中心控制电路原理图和人机交互电路原理图； 图中标记1-单片机中心控制模块；2_信号采集模块；3-DDS治疗波发生模块；
4_按键输入模块；5-串口模块；6-波形查找表；7-耳夹采样电极；8-耳夹治疗电极；9-LCD
显示模块；10-PC机；
具体实施方式为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，
以下结合附图及具体实施方式
对本实用新型作进一步的详细描述。 如图1所示，本实用新型为一种脑电波反馈网瘾戒除仪，由单片机中心控制模块1、信号采集模块2、DDS治疗波发生模块3、人机交互模块和串口模块5构成，单片机中心控制模块1分别与信号采集模块2、DDS治疗波发生模块3、人机交互模块和串口模块5相连，其中，单片机中心控制模块1还通过波形查找表6与DDS治疗波发生模块3相连，进行波形对比和数据传输。单片机中心控制模块l还与复位模块和波形存储模块相连。信号采集模块2与耳夹采样电极7相连，通过耳夹采样电极7采集数据，信号采集模块2还与DDS治疗波发生模块3进行数据传输。信号采集模块2还包括有信号放大器、高通滤波器、低通滤波器和模数转换处理器。DDS治疗波发生模块3由信号处理模块、DDS波形合成模块和数模转换模块组成，其中，信号处理模块主要由CPLD和外部存储器SRAM构成，DDS波形合成模块与数模转换模块相连，产生数据，通过变压器传送至耳夹治疗电极8与耳夹治疗电极8。 DDS治疗波发生模块与耳夹治疗电极8相连，输出治疗数据。人机交互模块包括按键输入模块4、LCD显示模块9和LED指示灯。串口模块5与PC机10相连，对单片机中心控制模块1进行软件升级和数据保存。 如图2所示，为脑电波信号采集电路原理图，在正常情况下，脑电波的振幅从波峰到波谷为5 200ii V，其频率主要集中在O. 5 40Hz之间，在不同的正常人中也存在着不同的表现。因此，本实用新型就针对每一位患者采集不同的脑电波，从而获得与该患者脑电波高度一致的治疗波，具有极高的针对性，目的非常明确，治疗效果就非常突出。通过两个耳夹电极，采集到的脑电波幅度非常小，所以必须采用带屏蔽驱动电路的差动输入低噪声前置放大器和高共模抑制比、低漂移的各种方式来提取生物电信号。并通过高通和低通
5滤波，滤除脑电波频率范围以外的干扰，得到纯净的脑电波经过放大后，由采样电路进行采 样，转换为数字信号交给处理器进行处理。 如图3所示为脑电波采集电路框图，由三个低噪声的高性能运放U1、U4、U8组成前 置差分放大电路，得到的差分信号由高共模抑制比的仪表放大器U4进行信号放大。带通滤 波电路由一个高通滤波器和一个低通滤波器组成。高通滤波器设计截止频率为1Hz，低通滤 波器设计截至频率为40Hz。 如图4所示为DDS治疗波产生电路原理图。当患者处于正常状态时，通过采样电
极得到患者大脑的正常波，并存储至EEPROM。发病时将通过采样电极得到病态波，并与之前
采集到的正常波作比较分析后，通过现代先进的电子频率数字合成技术(DDS)产生与脑电
波高度相似的治疗波，通过耳夹电极注入脑部，直接抑制网瘾瘾发作时产生的心理和生理
需求。在治疗过程中，连续采集病态波，实时更新治疗波，作用目标明确，针对性强。 DDS电路主要分为四个部分信号采集模块、信号处理模块、DDS波形合成模块、数
模转换模块。 患者正常状态下，信号采集模块通过采样电极采集大脑各脑叶正常波形，经放大、 滤波、隔离后，经CPLD转发给单片机U17，存储至EEPR0M芯片IC6。治疗过程中，信号采集 模块连续采集大脑各脑叶病态波性，经放大、滤波、隔离后，传送至CPLD进行分析处理。 信号处理模块主要由CPLD和外部存储器SRAM构成。治疗时，CPLD首先将存储在 EEPROM芯片IC6中的正常波读出放入高速SRAM芯片IC3，然后与实时采集到的病态波比较 分析后，得到当前需要的治疗数据。 DDS波形合成模块将当前的治疗数据，根据单片机发出的指令实时调整幅度和相 位，最终通过数模转换模块IC2直接产生与患者脑电波高度相似的治疗波，并通过变压器 T1、T2升压后传送至耳夹治疗电极。治疗电极的电压幅度可通过电阻进行调节。 如图5所示为单片机中心控制电路原理图，包括人机交互电路原理图。 单片机控制电路主要由单片机模块、复位模块、串口模块、波形存储模块构成。单 片机U17为本实用新型的核心控制单元，它将实时监控系统中各部分的工作状况，并分析 当前治疗波的相位和幅度，通知DDS电路实时修正治疗波。同时，它还要负责人机之间的交 互，在采集正常波和治疗波状态下切换，并通过LCD显示屏U5和LED指示灯显示当前的工 作状态。复位电路保障系统的稳定工作，一旦检测到异常，通过IC5立即重启整个系统，避 免不可预知的故障对系统造成的不稳定因素，同时也最大程度保护患者在任何情况下都不 受伤害。串口模块IC4允许本网瘾戒除仪与其它设备(例如PC)进行通信，可以通过PC机 保存不同患者的各种脑电波数据，对临床数据采集有着巨大的帮助。同时，可以通过串口模 块对本网瘾戒除仪进行软件升级，实时更新各种功能。波形存储模块IC6负责掉电情况下 存储患者正常的脑电波波形数据，对于每一位患者采集一次正常脑电波即可进行治疗，避 免每次治疗需要重新采集正常脑电波的情况出现。 人机交互界面主要包括按键、LCD显示屏和LED指示灯三个部分。 用户根据不同的需要，可以通过按键KEY1选择当前工作模式采集波形或网瘾治
疗，KEY2键为开始按键，KEY3键为停止按键。 LCD显示屏U5实时显示当前的治疗状态、治疗波参数、脑电波频率、病态波参数等 信息，治疗信息一 目了然，非常便于患者进行治疗调节。
6[0044] LED指示灯分别指示电源状态、当前工作模式、工作正常指示(慢速闪烁)、工作异 常报警。 本实用新型公开了一种脑电波反馈网瘾戒除仪，采用现代电子合成技术，产生于 患者脑电波高度一致的治疗脑电波，并通过耳夹电极输入脑部。运用仿生学原理、脑科学的 脑电波原理、物理学的共振原理，通过同步治疗波与脑波共振，间接诱导脑电波迅速达到与 正常状态相对应的最佳脑电波频率；并在治疗过程中，根据患者脑电波的不同，实时更新治 疗波，从而快速、有效地抑制网瘾的发作。
权利要求一种脑电波反馈网瘾戒除仪，由单片机中心控制模块(1)、信号采集模块(2)、DDS治疗波发生模块(3)、人机交互模块和串口模块(5)构成，其特征在于所述单片机中心控制模块(1)分别与信号采集模块(2)、DDS治疗波发生模块(3)、人机交互模块和串口模块(5)相连，其中，单片机中心控制模块(1)还通过波形查找表(6)与DDS治疗波发生模块(3)相连，进行波形对比和数据传输。
2. 如权利要求1所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述单片机中心控制模 块(1)还与复位模块和波形存储模块相连。
3. 如权利要求l所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述信号采集模块(2) 与耳夹采样电极(7)相连，通过耳夹采样电极(7)采集数据，所述信号采集模块(2)还与所 述DDS治疗波发生模块(3)进行数据传输。
4. 如权利要求3所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述信号采集模块(2) 还包括有信号放大器、高通滤波器、低通滤波器和模数转换处理器。
5. 如权利要求1所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述DDS治疗波发生模 块(3)由信号处理模块、DDS波形合成模块和数模转换模块组成，其中，信号处理模块主要 由CPLD和外部存储器SRAM构成，DDS波形合成模块与数模转换模块相连，产生数据，通过 变压器传送至所述耳夹治疗电极(8)与耳夹治疗电极(8)。
6. 如权利要求1所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述DDS治疗波发生模 块与耳夹治疗电极(8)相连，输出治疗数据。
7. 如权利要求1所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述人机交互模块包括 按键输入模块(4) 、 LCD显示模块(9)和LED指示灯。
8. 如权利要求l所述的脑电波反馈网瘾戒除仪，其特征在于所述串口模块(5)与PC 机(10)相连，对单片机中心控制模块(1)进行软件升级和数据保存。
专利摘要本实用新型公开了一种脑电波反馈网瘾戒除仪，主要由单片机中心控制模块(1)、信号采集模块(2)、DDS治疗波发生模块(3)、人机交互模块和串口模块(5)构成，单片机中心控制模块(1)分别与信号采集模块(2)、DDS治疗波发生模块(3)、人机交互模块和串口模块(5)相连，其中，单片机中心控制模块(1)还通过波形查找表(6)与DDS治疗波发生模块(3)相连，进行波形对比和数据传输。本实用新型采用现代电子合成技术，运用仿生学原理、脑科学的脑电波原理、物理学的共振原理，通过同步治疗波与脑波共振，间接诱导脑电波迅速达到与正常状态相对应的最佳脑电波频率，根据患者脑电波的不同，实时更新治疗波，快速、有效地抑制网瘾的发作。
文档编号A61N1/32GK201453836SQ20092008688
公开日2010年5月12日 申请日期2009年6月24日 优先权日2009年6月24日
发明者王志忠 申请人:王志忠