专利名称：嵌入式生物反馈调节设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种心理调节设备，特别是一种嵌入式生物反馈调节设备。
背景技术：
在现代竞技体育运动中，随着重大比赛日益临近，运动员的技战术水平和身体机 能状态都会逐渐趋于稳定，到大赛前阶段一般不会有大的变化。但此阶段运动员心理的变 化却可能会导致竞技状态的大起大落，并可直接影响到比赛结果。实践证明，竞技水平越 高，竞争越激烈，运动员的心理压力相对就会越大。所以，目前许多奥运体育强国都越来越 重视奥运参赛运动员心理压力的系统调节与积极应对工作。心理压力是一种动态情境，是 个体面对已经发生的或者将要发生的事情时感知和体验到的一种情绪反应。心理压力过大 可导致人体交感神经系统整体被激活，使肌体处于紧张和警觉状态，肌体释放的能量被抑 制并积聚在体内，内脏器官也会出现过度反应，由此，也自然会产生相应的身心问题。运动 员在训练与比赛中受到上述各方面压力的影响，会随之产生一系列的身心反应，从而影响 技战术发挥。所以，如何做好重大比赛前的系统心理压力调节工作已成为影响训练和比赛 成绩的重要环节。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种嵌入式生物反馈调节设备，从而使 运动员能够有意识地调控自我心理，缓解心理压力和疲劳，塑造运动员的良好情绪状态和 行为模式。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案一种嵌入式生物反馈调节设备，其 构成包括外壳和传感器，在外壳内装有A/D转换器、处理器和反馈调节装置；在外壳上设有 传感器接口和VGA接口 ；VGA接口连接显示器，传感器连接在传感器接口上，传感器接口连 接至处理器，处理器连接反馈调节装置。上述的嵌入式生物反馈调节设备中，所述的传感器主要包括心率传感器、血压传 感器、皮肤电位传感器、肌肉电位传感器或脑电波传感器等生理信息传感器。前述的嵌入式生物反馈调节设备中，所述的处理器包括特征分析处理器、特征提 取处理器和数据融合处理器。前述的嵌入式生物反馈调节设备中，所述的反馈调节装置包括音乐播放装置、视 频播放装置、Flash播放装置或游戏装置等。前述的嵌入式生物反馈调节设备中，在所述的外壳上还设有远程通信端口。本实用新型的有益效果现代神经心理学研究证明，音乐对神经系统，特别是对大 脑皮层状态有直接影响。不同功能性的音乐会对心率、血压、皮肤电位、肌肉电位、内分泌和 体内生化物质(肾上腺素、去甲肾上腺素、内啡肽、免疫球蛋白)以及脑电波等产生不同的影 响。音乐的节奏还可以明显地改变呼吸速度、心率等。从心理学上看，音乐能表达情感，并 通过心理作用影响运动员的情绪状态，从而达到缓解和消除心理压力的目的。本实用新型采用生物反馈调节方法，利用现代心理生理科学仪器，通过传感器采集人体不易觉察到的 内在生理信息信号并将其放大，实现可视和可控性心理调节训练，使运动员经过训练后，能 够有意识地用“意念”调控自我心理。根据运用指标的不同，生物反馈训练包括脑电生物反 馈、肌电生物反馈、皮温生物反馈、皮电生物反馈、心率变异生物反馈调节方法等。通过本实 用新型的生物反馈调节可以提高运动员的放松、注意力集中、捕捉运动员在训练和比赛过 程中的兴奋点和最佳表现能力以及比赛应激反应等能力，可以矫正运动员的不良行为和习 惯以及赛前焦虑等，起到缓解心理压力和疲劳、塑造运动员的良好情绪状态和行为模式的 作用。与现有技术相比，本实用新型具有以下几大特点(1)、远程语音心理辅导。可通 过本实用新型的远程通信端口采用网络技术对运动员进行远程心理辅导。(2)、远程监控、 聊天。可通过本实用新型的远程通信端口采用网络技术对运动员的心理指标进行远程采 集、监控，由心理专家给出心理指导建议，以及可采用文字聊天方式给出一个具体的解决方 案。(3)、基于特征提取的运动心理分析。由于运动员采集的心理指标必须进行量化后才能 直观的反映出其状态，因此对于生物指标在采集的过程中由于环境、温度等诸多因素的影 响，必须进行特征分析(小波变换)、特征提取(分型变化)、数据融合等技术才能准确的采集 信息。(4)、个体数据统计分析。由于训练的个体(心理、呼吸)在非常紧张、很紧张、紧张、正 常中存在一定差异，因此需对其进行统计分析，根据不同个体给出其判别条件。(5)反馈。 根据个体统计分析的数据，当心理状态异常时个体可以根据其喜好提供音乐、视频、Flash 或游戏等进行自我调整，同时也可进行远程心理辅导。(6)、整个平台依托在嵌入式平台下， 系统体积小，便于携带。本实用新型在运动员心理辅导以及缓解学生压力、心理狭隘的学生 理疗、治愈自闭症患者等方面都有较好的应用前景。
图1是本实用新型的外壳结构示意图；图2是本实用新型的结构原理图。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步的说明。
具体实施方式
实施例。如图1、2所示，包括外壳1和传感器2，传感器2用于获取生物信号，根据 实际需要可以采用心率传感器、血压传感器、皮肤电位传感器、肌肉电位传感器或脑电波传 感器等人体生理信息传感器。在外壳1内装有A/D转换器3、处理器4和反馈调节装置5， A/D转换器3用于将模拟信号转换为数字信号；处理器4包括特征分析处理器6、特征提取 处理器7和数据融合处理器8 ；特征分析处理器6用于分析生物信号的平稳度以及信号的 噪声，通过小波变换将其过滤为平稳的生物信号(降噪)。特征提取处理器7用于将多信道 的生物信号根据其不同类型提取出对应的生物信号(分型、分路)。数据融合处理器8用于 通过数据融合，将信号混合为分析系统的可使用的数据。反馈调节装置5包括音乐播放装 置、视频播放装置、Flash播放装置或游戏装置等；在外壳1上设有传感器接口和VGA接口 ； VGA接口连接显示器，传感器2连接在传感器接口上，传感器接口连接至处理器4，处理器4 连接反馈调节装置5。[0015]工作原理通过多个传感器2分别获取采样对象的心率、血压、脑电波等生物信 号，经A/D转换器3转换为数字信号，通过特征分析处理器、特征提取处理器将信号进行 降噪、分型、分路，再通过数据融合处理器获取稳定的多路生理信号，再对其信号量进行统 计性比对(即通过大量的训练样本分析该混合信号的综合性指标)，判别采样对象的心理状 态，如果心理状态异常则启动反馈系统，通过本地的反馈调节装置5 (音乐播放装置、视频播 放装置、Flash播放装置或游戏装置等)对被采集的生物对象进行心理调节。也可以通过外 壳1上设置的远程通信端口，利用网络技术，心理辅导人员可远程获知被采样对象的当前 生理状态，并通过文字反馈一对多的为多个被采样对象进行心理辅导(远程聊天)或通过语 音反馈与被采样对象间进行一对一的心理辅导。本实用新型的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本实用新型宗旨的前提下做 出的各种变化均属于本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种嵌入式生物反馈调节设备，包括外壳(1)和传感器(2)，其特征在于在外壳(1) 内装有A/D转换器(3)、处理器(4)和反馈调节装置(5)；在外壳(1)上设有传感器接口和 VGA接口；VGA接口连接显示器，传感器(2 )连接在传感器接口上，传感器接口连接至处理器 (4)，处理器(4)连接反馈调节装置(5)。
2.根据权利要求1所述的嵌入式生物反馈调节设备，其特征在于所述的传感器(2)包 括心率传感器、血压传感器、皮肤电位传感器、肌肉电位传感器或脑电波传感器。
3.根据权利要求1所述的嵌入式生物反馈调节设备，其特征在于所述的处理器(4)包 括特征分析处理器(6 )、特征提取处理器(7 )和数据融合处理器(8 )。
4.根据权利要求1所述的嵌入式生物反馈调节设备，其特征在于所述的反馈调节装 置(5)包括音乐播放装置、视频播放装置、Flash播放装置或游戏装置。
5.根据权利要求1所述的嵌入式生物反馈调节设备，其特征在于在所述的外壳(1)上 设有远程通信端口。
专利摘要本实用新型公开了一种嵌入式生物反馈调节设备，包括外壳(1)和传感器(2)，在外壳(1)内装有A/D转换器(3)、处理器(4)和反馈调节装置(5)；在外壳(1)上设有传感器接口和VGA接口；VGA接口连接显示器，传感器(2)连接在传感器接口上，传感器接口连接至处理器(4)，处理器(4)连接反馈调节装置(5)。本实用新型在运动员心理辅导以及缓解学生压力、心理狭隘的学生理疗、治愈自闭症患者等方面有较好的应用前景。
文档编号A61M21/02GK201861645SQ20102061556
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者卢塞军, 林天成, 胡圣波, 舒恒, 郭子仪 申请人:贵州师范大学