专利名称：高真实度职业测试方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子测试装置，尤其涉及一种计算机辅助的职业测试装置，更具体的说是一种提高测试真实度和准确性的职业测试装置。该装置由计算机主机及其多媒体输入和输出装置、显示器、多通道脑电波采集、放大、调理、A/D转换、输出接口电路、ERP提取和分析模块、同步询问发生模块等组成，采用事先编辑的图象、文字、声音等询问顺序，随机呈现给被测试者，并同步实时采集其头部的脑电波信号，对事件相关电位进行分析，对被测者被询问时的心理状态进行分析，判断其回答的真实程度。这种方法和装置可以广泛应用在多种类型的人才及职业测试领域。
背景技术：
职业测试是现代工商管理和人力资源管理、人才教育和个人成长的最重要工具。目前在美国，每年用于人才及职业测试的费用约200亿美元，各类大、中型企业约80％的员工招聘及其管理中应用人才及职业测试。目前国内这一领域远远落后美国，有极大市场需求及拓展空间。该产品可以广泛应用于人才招聘，职业招聘，人才管理，人才培训，职业培训，个人成长，个人继续教育，成人教育等领域。
目前心理及职业测试设备是由测试软件安装在计算机构成的计算机辅助形式的测试设备，虽然通过自动计分、时间控制、效度分析等手段提高了测试的效率，但是，处于多种理由，在应用上述设备进行心理测试和职业测试时，有些被测者并不如实的回答测试题，使测试的真实度受到很多质疑，明显影响到测试的真实性和准确性。然而，在被测者以不真实的状态回答测试题时，其生理指标会发生某些改变，这就是测谎仪的基本原理。所以，在进行心理和职业测试同时，在征得被测者同意基础下，同步监测被测者的单项或多项生理指标，可能会为分析、评估测试的真实度提供有用的依据，从而提高测试的准确性。
P300波(ERP电位)是一个主要与心理因素相关的内源性成分，也称意义波和理解波。经过多年的研究，人们对P300的认识不断深入，P300现已被公认是研究人的认知活动和判断人的认知能力的有用指标，美国的学者发现，刺激物与被试者的利害关系及被试者的情绪都在P300上有所反映，而且P300的这些变化是被试者无法控制的。P300已经成为用脑电波进行心理测试的主要成分，这是当代心理测试研究的一次突破。
除了分析比较脑电波或ERP的频率以外，脑电波宽度也被常常分析。在诱发事件后，一旦出现宽大的脑电波，其宽度超过300ms或更多时，这种宽大型脑电波就代表被测者存在认知心理加工过程。
有证据支持，P300波形被诱发的是更新、变更或工作记忆需要时才会出现。
大量的P300波形很少会出现在非期待的事件中，当他们与目标任务相关时。这样的事件可能会引导重建或更新工作记忆。
这种更新的过程代表“活动”，或是归因于某些事件的“标记”，这些事件被假设为回顾某些事情。因而，以P300波形检测被测者职业测试的可信度是可靠而准确的。
本发明的目的在于提供一种高真实度职业测试装置，用事先编辑好的图片、文字、声音等询问序列，随机呈现给被试者，并同时实时采集其头部的脑电信号，然后对脑电波电位变化进行算法分析，从而对被试者对各种询问时的心理状态进行评判。
发明内容
为实现本发明的目的，本发明解决其技术问题采用的技术方案，其特征是，该装置由计算机主机及其多媒体输入和输出装置、显示器、多通道脑电波采集、放大、调理、A/D转换、输出接口电路、ERP提取和分析模块、同步询问发生模块等组成，采用事先编辑的图象、文字、声音等询问顺序，随机呈现给被测试者，并同步实时采集其头部的脑电波信号，对事件相关电位进行分析，对被测者被询问时的心理状态进行分析，判断其回答的真实程度。这种方法和装置可以广泛应用在多种类型的人才及职业测试领域。
本发明的技术特征是，本发明装置由脑电极、信号采集与转换电路、计算机、耳机和投影仪等部分组成，其放置在头皮上的脑电极通过屏蔽线与脑电信号采集与转换电路连接，再与计算机相连；投影仪和耳机同计算机输出相连。其脑电信号采集与转换电路由前置放大器、陷波器、高通放大滤波器、低通放大滤波器及A/D转换器顺序连接组成；脑电信号采集与转换电路的输入端连接放置在头皮上的脑电极，A/D转换器的输出端通过USB总线与计算机相连。其计算机包括数据通讯模块、ERP提取和分析系统、专家评判系统和刺激发生系统(STIM)；其中，输入端接数据通讯模块，数据通讯模块与ERP提取和分析系统电连接，ERP提取和分析系统分别与专家评判系统和刺激发生系统电连接，专家评判系统连有显示器，刺激发生系统连有输出端。其脑电信号中ERP电位的提取算法采用β-样条小波变换和独立分量分析。其投影仪屏幕或终端显示器上呈现的询问问题，由操作人员事先编辑好后，存于计算机硬盘。
本发明的技术特征是，采用本发明方法和装置进行测试时，测试者在后台通过监视器和键盘编排多媒体询问文件，同时用于监视受试者应答反应；受试者在屏幕前受到多媒体询问，以点击按钮做按钮应答和在麦克风前做口头应答；在上述应答过程中同时通过受试者头部电极提取受试者脑电图数据；脑波电极提取的生物电信号通过放大器放大，输入计算机进行分析判断。
本发明技术其特征是应答按钮、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，前置放大器包括顺序连接的放大器与模/数转换器；放大器包括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，应答按钮就是延伸的键盘功能键，与计算机主机相连，麦克风连接计算机主机的板载或插于槽口的声卡上。
本发明的技术特征是，本发明装置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。
本发明的技术特征是，本发明方法和装置应用在职业测试过程中，主持测试人可以采用多媒体方式编排有关职业测试的询问题目。这些题目可以从现有的格式化职业测试题库中挑选，或根据受测者个人状态专门设计。询问的方式，可以是以图形文字方式显示，或者播放预先录音的格式化询问题。多媒体询问系统和电脑采集、记录系统由串行口方式连接，前者以毫秒精度呈现视听刺激和记录被测者反应同时，经串行通讯口发出相应事件。脑电采集模块采集脑电波同时经由串行通讯口接收来自多媒体询问子系统的刺激和行为事件。多媒体询问子系统采用表格来编排和存储刺激与行为的编码及对应参数。
本发明的技术特征是，多媒体刺激反应子系统兼顾通用性和灵活性，采用表格来编排和存储刺激与行为反应的编码及对应参数，用户不需要编程技能，利用视觉和听觉刺激材料可编排、设计社实现各类实验范式，可以毫秒级精度呈现图片和声音并记录反应时间等行为指标，同时通过串行通讯口向脑电/认知电位记录分析子系统发送刺激和行为反应事件编码。在一个目标刺激后的规定时间段中，出现宽大的P300波，就代表出现一个“不真实状态”，用计算机程序来解释和分析这种脑波。P300波的宽度出现在刺激后400-800毫秒内。数据采集模块同步记录和存储来自脑电放大器的脑电波和来自多媒体询问反应子系统的刺激事件和反应事件中。
本发明的技术特征是，本发明装置中分析事件相关电位(ERP)和P300波，是在每个询问题目播放后1000毫秒内，选取询问题目前200毫秒和播放题目后800毫秒的脑电波，寻找宽度大于300毫秒的宽大脑电波波形(见图5)。P300波的特征是出现在事件刺激后1000毫秒内，脑电波宽度大于300毫秒。可以采用小波变换和独立分量分析方法对ERP电位和P300波进行提取和分析，也可以采用通用型生理信号采集和分析软件或通过脑电波分析软件对ERP电位和P300波进行人工提取和分析。
本发明的有益效果是显著提高职业测试和人才测试的真实度和准确性，减少聘用机构的资源浪费。
图1是本发明装置原理2是本发明装置流程3是脑电信号采集及调理方框4是脑电极位置示意5是P300波示意图具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明实施例1.
本发明原理图如图1所示。一种由显示器或屏幕、耳机或扬声器、脑电极、采集及调理模块、计算机等部分组成的职业测试装置，其特征在于放置在头皮上的脑电极通过屏蔽线与脑电采集与转换电路相连，采集与转换电路再与计算机输入端相连，投影仪和耳机同计算机输出相连。
所述脑电信号采集与转换电路，如图3所示，由前置放大器、陷波器、高通放大滤波器、低通放大滤波器及A/D转换器顺序连接组成；脑电信号采集与转换电路的输入端连接放置在头皮上的脑电极，A/D转换器的输出端通过USB总线与计算机相连。运算放大器2的输出端与高通放大滤波器的输入端连接，高通放大滤波器的输出端连接到低通放大滤波器的输入端，低通放大滤波器的输出端再与A/D转换器连接，最后连接到计算机主机。
脑电信号采集与转换电路性能指标●短路输入噪声小于0.7μV峰峰值；●系统频带0.5-40Hz；●50Hz陷波衰减不低于60dB；●输入阻抗可实现大于1010Ω；●放大倍数可实现50,000倍以上，可调；●共模抑制比不低于110dB；●采样频率每导程为256Hz；●电极导联方式单极导联，双极导联可选；●各通道间隔离度不低于100dB；其中通道间隔离度的测试方法是(1)各通道前置放大器两个输入端短路共地，记录各通道短路输出噪声的峰峰值Ai(i＝1，...，n)；(2)保留第i通道输入端短路共地，其它通道通过调节输入信号，使其输出处于满幅工作状态，并记录其峰峰值P，同时记录第i通道输出信号的峰峰值A’i；(3)然后带入公式通道间隔离度＝(20*log(A’i-Ai/p))dB(4)同样方法对其它各通道进行测试。
本发明装置中ERP电位(P300)的捉取采用目前最先进的信号处理方法-小波变换和独立分量分析方法。
本发明装置工作过程如图4所示首先，按国际标准10-20系统放置记录电极于P2、Cz和Fz点，地极置于前额中央，参考电极夹于耳垂，如图4所示。电极放置前以酒精和乙醚混合液脱脂去污，使皮肤电阻小于5KΩ。为了便于对被测试人员的数据管理，需要建立被试者的个人信息档案，其中包括被试者的姓名、年龄、联系方式、健康状况等。然后进入询问序列的编排和询问发生系统的设置。按顺序对询问序列进行编排，并确定询问次数。外围硬件设备接好后，就可以进行脑电波心理测试和数据采集。最后进行图谱回放与算法分析，包括图谱编辑、存储、脑电分析和ERP电位特征提取、专家分析评判等，其中ERP电位的提取采用小波变换和独立分量分析方法。
被试者在受到询问(图片、文字等)，大脑必然活动，即内源性ERP电位变化，这种电位与人的认知心理加工过程有关，与事件刺激的物理参数无关。这种脑波变化是被试者无法控制的。被试者越想控制，他的脑波越不正常，因为他的这种“想控制”的想法本身就会产生与众不同的脑波。因此，职业测试可信度大为改善。
权利要求
1.本发明涉及一种提高测试真实度和准确性的职业测试装置，其特征是，该装置由计算机主机及其多媒体输入和输出装置、显示器、多通道脑电波采集、放大、调理、A/D转换、输出接口电路、ERP提取和分析模块、同步询问发生模块等组成，采用事先编辑的图象、文字、声音等询问顺序，随机呈现给被测试者，并同步实时采集其头部的脑电波信号，对事件相关电位进行分析，对被测者被询问时的心理状态进行分析，判断其回答的真实程度，这种方法和装置可以广泛应用在多种类型的人才及职业测试领域。
2.按照权利要求1所述的装置，本发明的技术特征是，本发明的装置由脑电极、信号采集与转换电路、计算机、耳机和投影仪等部分组成，其放置在头皮上的脑电极通过屏蔽线与脑电信号采集与转换电路连接，再与计算机相连；投影仪和耳机同计算机输出相连，其脑电信号采集与转换电路由前置放大器、陷波器、高通放大滤波器、低通放大滤波器及A/D转换器顺序连接组成；脑电信号采集与转换电路的输入端连接放置在头皮上的脑电极，A/D转换器的输出端通过USB总线与计算机相连，其计算机包括数据通讯模块、ERP提取和分析系统、专家评判系统和刺激发生系统(STIM)；其中，输入端接数据通讯模块，数据通讯模块与ERP提取和分析系统电连接，ERP提取和分析系统分别与专家评判系统和刺激发生系统电连接，专家评判系统连有显示器，刺激发生系统连有输出端，其脑电信号中ERP电位的提取算法采用β-样条小波变换和独立分量分析，其投影仪屏幕或终端显示器上呈现的询问问题，由操作人员事先编辑好后，存于计算机硬盘。
3.按照权利要求1所述的装置，本发明的技术特征是，本发明方法和装置应用在职业测试过程中，主持测试人可以采用多媒体方式编排有关职业测试的询问题目，这些题目可以从现有的格式化职业测试题库中挑选，或根据受测者个人状态专门设计，询问的方式，可以是以图形文字方式显示，或者播放预先录音的格式化询问题，多媒体询问系统和电脑采集、记录系统由串行口方式连接，前者以毫秒精度呈现视听刺激和记录被测者反应同时，经串行通讯口发出相应事件，脑电采集模块采集脑电波同时经由串行通讯口接收来自多媒体询问子系统的刺激和行为事件，多媒体询问子系统采用表格来编排和存储刺激与行为的编码及对应参数。
4.按照权利要求1所述的装置，本发明的技术特征是，多媒体刺激反应子系统兼顾通用性和灵活性，采用表格来编排和存储刺激与行为反应的编码及对应参数，用户不需要编程技能，利用视觉和听觉刺激材料可编排、设计社实现各类实验范式，可以毫秒级精度呈现图片和声音并记录反应时间等行为指标，同时通过串行通讯口向脑电/认知电位记录分析子系统发送刺激和行为反应事件编码，在一个目标刺激后的规定时间段中，出现宽大的P300波，就代表出现一个“不真实状态”，用计算机程序来解释和分析这种脑波，P300波的宽度出现在刺激后400-800毫秒内，数据采集模块同步记录和存储来自脑电放大器的脑电波和来自多媒体询问反应子系统的刺激事件和反应事件中。
全文摘要
本发明涉及一种电子测试装置，尤其涉及一种计算机辅助的职业测试装置，更具体的说是一种提高测试真实度和准确性的职业测试装置。该装置由计算机主机及其多媒体输入和输出装置、显示器、多通道脑电波采集、放大、调理、A/D转换、输出接口电路、ERP提取和分析模块、同步询问发生模块等组成，采用事先编辑的图象、文字、声音等询问顺序，随机呈现给被测试者，并同步实时采集其头部的脑电波信号，对事件相关电位进行分析，对被测者被询问时的心理状态进行分析，判断其回答的真实程度。这种方法和装置可以广泛应用在多种类型的人才及职业测试领域。
文档编号A61B5/16GK1745701SQ200510028030
公开日2006年3月15日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者高春平 申请人:高春平