專利名稱：記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的設(shè)備及其操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，S卩，涉及通過(guò)測(cè)量皮膚電位反應(yīng)(SPR)來(lái)診斷個(gè)體的生物體狀態(tài)的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
神經(jīng)生理狀態(tài)(PPS)影響個(gè)體動(dòng)念(ideomotoric)動(dòng)作及在處理信息和作出快速?zèng)Q策方面的能力。因此記錄從ー種神經(jīng)生理狀態(tài)到另一種狀態(tài)轉(zhuǎn)變的設(shè)備的進(jìn)ー步的改進(jìn)及方法 的研發(fā)顯得重要。這些轉(zhuǎn)變恰好可能從本質(zhì)上影響勞動(dòng)效率、人身安全和健康。通過(guò)知曉初始神經(jīng)生理狀態(tài)和記錄從ー種狀態(tài)到另ー種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變，人們可以對(duì)個(gè)體當(dāng)前的神經(jīng)生理狀態(tài)作出正確判斷。個(gè)體的多種神經(jīng)生理狀態(tài)包括極度興奮(hyperactivation)、興奮(activation)、放松(relaxation)和睡眠(falling asleep)狀態(tài)。區(qū)分為兩種轉(zhuǎn)變動(dòng)態(tài)特性第一種類型的轉(zhuǎn)變的特征在于突然并且無(wú)意識(shí)的流，此時(shí)個(gè)體在短時(shí)間內(nèi)(少于5分鐘)無(wú)意識(shí)地從ー種神經(jīng)生理狀態(tài)轉(zhuǎn)變到另ー種神經(jīng)生理狀態(tài)；而第二種類型的轉(zhuǎn)變的特征在于逐漸發(fā)展，此時(shí)，在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)(30分鐘或更久)反應(yīng)過(guò)程中累積PPS的改變。建立ー種區(qū)分第一種和第二種類型轉(zhuǎn)變的通用方法的需求尚未得到滿足。在美國(guó)專利4088125中教導(dǎo)的用于監(jiān)測(cè)皮膚電位反應(yīng)的生物反饋設(shè)備包括用于檢測(cè)皮膚電位的電極，用于放大信號(hào)和將信號(hào)饋送至一對(duì)可變比較器的放大器，當(dāng)該反應(yīng)超過(guò)預(yù)定的上下界限吋，該比較器提供輸出。該輸出進(jìn)而提供音頻或視頻反饋信號(hào)，或用作到輔助設(shè)備的輸入。只要監(jiān)測(cè)信號(hào)在選定的界限內(nèi)就不產(chǎn)生反饋信號(hào)。在超過(guò)預(yù)設(shè)值的范圍內(nèi)該反應(yīng)的幅度可被量化。在專利’ 125中描述的設(shè)備在不同的PFS中需要針對(duì)不同的個(gè)體預(yù)先測(cè)量界限。在USSR(蘇聯(lián))發(fā)明人證書(shū)No. 1，725，829中描述的用于記錄皮膚電位反應(yīng)的方法和設(shè)備中，通過(guò)電路提取測(cè)量與皮膚電活動(dòng)的激勵(lì)分量相關(guān)聯(lián)的電平相位分量，該電路包括(在相應(yīng)放大器的輸出端)高頻濾波器和低頻濾波器以及分壓電路。由于在’ 829中測(cè)得的結(jié)果并未轉(zhuǎn)換為相對(duì)值，所以該測(cè)量結(jié)果受到個(gè)體皮膚特性的影響。在公開(kāi)的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 2008/00214903中教導(dǎo)的用于個(gè)體狀態(tài)監(jiān)測(cè)的移動(dòng)設(shè)備包括從位于個(gè)體的身體上的一個(gè)或更多個(gè)傳感器采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的裝置，以及為自控而在移動(dòng)設(shè)備顯示器(電話，筆記本，等)上顯示上述數(shù)據(jù)的裝置。由于PPS不是通過(guò)設(shè)備估算，而是通過(guò)用戶自己基于設(shè)備得知，所以在’903中描述的設(shè)備并不適用于實(shí)時(shí)PPS估算。該設(shè)備只是將傳感器的測(cè)量值通知給個(gè)體。在俄國(guó)發(fā)明專利No. 2，107,460中教導(dǎo)的一種用于記錄皮膚電位反應(yīng)的方法，將兩個(gè)電極置于個(gè)體的身體上，對(duì)電極施加電壓，記錄電極之間電流的時(shí)間變化，記錄皮膚電活動(dòng)的相位區(qū)段中的電流脈沖，分析該相位區(qū)段中脈沖序列中的每個(gè)脈沖的形態(tài)(通過(guò)記錄作為電流對(duì)數(shù)的時(shí)間導(dǎo)數(shù)的信號(hào)，確定傾向值，其由皮膚電生理活動(dòng)的激勵(lì)分量中信號(hào)的變化產(chǎn)生，通過(guò)減去該傾向值校正ー階導(dǎo)數(shù)值)，并由電流值的對(duì)數(shù)確定ー階和ニ階時(shí)間導(dǎo)數(shù)。在’ 460描述的設(shè)備中包括電極，具有固定裝置，其連接到輸入單元，用于切斷脈沖干擾的裝置，用于從皮膚電活動(dòng)的相位區(qū)段中提取信號(hào)的裝置，用于檢測(cè)相位分量脈沖，和記錄單元，其中用于從皮膚電活動(dòng)的相位區(qū)段中提取信號(hào)的裝置以及用于檢測(cè)相位分量脈沖的裝置以鏈接方式執(zhí)行，鏈接到輸入信號(hào)的低頻輸入濾波器，所述輸入信號(hào)傳送至一階和ニ階時(shí)間導(dǎo)數(shù)轉(zhuǎn)換單元以及脈沖形狀分析単元，其中后者的輸出連接到記錄單元的輸入。在’460中描述的設(shè)備不能用于具有高電導(dǎo)率皮膚的個(gè)體，因?yàn)殡S著皮膚電阻的增加測(cè)量恒定電壓下的電流需要成比例地増大。這可能影響皮膚的新陳代謝過(guò)程而導(dǎo)致結(jié)果失真。該設(shè)備還需要預(yù)設(shè)個(gè)體反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)樣本。信號(hào)的處理包括使用更為復(fù)雜的裝置計(jì) 算電流值的對(duì)數(shù)的ー階和ニ階導(dǎo)數(shù)，上述更為復(fù)雜的裝置包括存儲(chǔ)器単元和脈沖形狀分析單元。盡管確實(shí)需要改進(jìn)用于記錄個(gè)體神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的方法和設(shè)備，但是還沒(méi)有簡(jiǎn)單且可靠的方法和設(shè)備被認(rèn)可。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間轉(zhuǎn)變的方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的設(shè)備，該設(shè)備包括(a)讀取單元，所述讀取単元被設(shè)置為能夠在O. 5至5. O微安的直流電流下測(cè)量電動(dòng)勢(shì)以產(chǎn)生信號(hào)；(b)至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極連接到所述讀取単元，所述電極被設(shè)置為能夠固定在個(gè)體的身體上；(C)取對(duì)數(shù)單元，所述取對(duì)數(shù)単元被設(shè)置為產(chǎn)生來(lái)自讀取単元的信號(hào)的對(duì)數(shù)；以及(d)量化単元，所述量化単元被設(shè)置為能夠按照電平量化信號(hào)，所述量化単元包括(e)比較器，所述比較器被設(shè)置為能夠確定當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值是否大于N，其中N為O. I至2. O厘奈培(centineper)的預(yù)定值；以及(f)脈沖生成器，所述脈沖生成器被設(shè)置為當(dāng)當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值大于N時(shí)能夠生成具有幅值N的脈沖；其中，所述設(shè)備進(jìn)ー步包括(g)補(bǔ)償單元，所述補(bǔ)償単元被設(shè)置為能夠按照來(lái)自脈沖生成器的脈沖值校正來(lái)自取對(duì)數(shù)單元的信號(hào)值以生成校正后的信號(hào)，并將校正后的信號(hào)提供給所述比較器；(h)處理單元，所述處理単元能夠監(jiān)測(cè)所述脈沖值；以及⑴至少ー個(gè)電源。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的方法，該方法包括以下步驟
(a)在從0. 5至5. 0微安的區(qū)間中的直流電流下，測(cè)量固定在個(gè)體的皮膚上的電極之間的電動(dòng)勢(shì)；(b)對(duì)在步驟(a)中測(cè)得的信號(hào)取對(duì)數(shù)；(c)按照O. I至2. O厘奈培的電平來(lái)量化來(lái)自步驟(b)的信號(hào)的對(duì)數(shù)值；以及(d)通過(guò)記錄單向信號(hào)脈沖數(shù)量的突增，或者通過(guò)記錄與初始值相比高達(dá)
I.5-3. O倍的信號(hào)電平的變化，確定個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。本發(fā)明的技術(shù)效果在于，増加了 SPR信號(hào)的信息內(nèi)容，改進(jìn)了 PPS轉(zhuǎn)變記錄的可靠性，并且簡(jiǎn)化了針對(duì)個(gè)體皮膚特性的容限的預(yù)設(shè)。


圖I為根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
的框圖。圖2為轉(zhuǎn)變記錄方法的框圖。開(kāi)始(10)。初始值設(shè)置(11)。通過(guò)單元(1-2)測(cè)量
(12)。在単元(3-5)中的信號(hào)處理(13)。如果不滿足條件(14)《存在來(lái)自脈沖生成器(6)的信號(hào)？》，則繼續(xù)測(cè)量(12)，否則，如果滿足條件(15)《信號(hào)電平以最大速度變化2秒？》或者條件(16)《信號(hào)電平從初始值改變I. 5倍？》，則采用對(duì)對(duì)象的PPS狀態(tài)進(jìn)行響應(yīng)的程序(17)，否則繼續(xù)測(cè)量(12)。
具體實(shí)施例方式因此，本發(fā)明的目的在于獲取SPR信號(hào)，不需要對(duì)個(gè)體皮膚特性的繁雜的初歩判斷，根據(jù)該信號(hào)即可得到關(guān)于個(gè)體神經(jīng)生理狀態(tài)的可靠結(jié)論，并且可以形成設(shè)備對(duì)個(gè)體臨界狀態(tài)的出現(xiàn)的響應(yīng)。本發(fā)明適用于記錄所述第一種和第二種類型的轉(zhuǎn)變狀態(tài)。如上文提到的，本發(fā)明的技術(shù)效果在于，增加了 SPR信號(hào)中的信息內(nèi)容，改進(jìn)了PPS轉(zhuǎn)變記錄的可靠性，以及簡(jiǎn)化了針對(duì)個(gè)體皮膚特性的預(yù)先調(diào)節(jié)。技術(shù)效果通過(guò)設(shè)計(jì)用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括(a)讀取單元，所述讀取単元被設(shè)置為能夠在O. 5至5. O微安的直流電流下測(cè)量電動(dòng)勢(shì)以產(chǎn)生信號(hào)；(b)至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極連接到所述讀取単元，所述電極被設(shè)置為能夠固定在個(gè)體的身體上；(C)取對(duì)數(shù)單元，所述取對(duì)數(shù)単元被設(shè)置為產(chǎn)生來(lái)自讀取単元的信號(hào)的對(duì)數(shù)；以及(d)量化単元，所述量化単元被設(shè)置為能夠按照電平量化信號(hào)，所述量化単元包括(e)比較器，所述比較器被設(shè)置為能夠確定當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值是否大于N，其中N為O. I至2. O厘奈培的預(yù)定值；以及(f)脈沖生成器，所述脈沖生成器被設(shè)置為當(dāng)當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值大于N時(shí)能夠生成具有幅值N的脈沖；其中，所述設(shè)備進(jìn)ー步包括(g)補(bǔ)償單元，所述補(bǔ)償単元被設(shè)置為能夠按照來(lái)自脈沖生成器的脈沖值校正來(lái)自取對(duì)數(shù)單元的信號(hào)值以生成校正后的信號(hào)，并將校正后的信號(hào)提供給所述比較器；(h)處理單元，所述處理單元能夠監(jiān)測(cè)所述脈沖值；以及⑴至少一個(gè)電源。在一個(gè)特定的實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(j)信號(hào)發(fā)送單元，其中所述讀取單元具有輸出端并且所述取對(duì)數(shù)單元具有與該輸出端相連接的輸入端；所述取對(duì)數(shù)單元具有輸出端并且所述補(bǔ)償單元具有與該輸出端相連接的第一輸入端；所述比較器具有輸出端并且所述脈沖生成器具有與該輸出端相連接的輸入端；所述脈沖生成器具有第一輸出端并且所述信號(hào)發(fā)送單元具有與該第一輸出端相連接的輸入端；所述脈沖生成器具有第二輸出端并且所述補(bǔ)償單元具有與該第二輸出端相連接的第二輸入端；所述發(fā)送單元具有輸出端并且所述處理單元具有與該輸出端相連接的輸入端。
在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(k)具有溫度計(jì)的控制單元，所述控制單元能夠控制記錄的可靠性。在另一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述電極為用于一個(gè)手的手指的環(huán)的形狀，并且它的主體框架為橫桿(crossbar)的形狀，所述環(huán)連接到所述橫桿。這種設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)為例如在手指的掌心側(cè)具有接觸點(diǎn)的雙環(huán)，其中兩環(huán)之間的橫桿容納功率單元、對(duì)數(shù)放大器、量化單元以及信號(hào)發(fā)送單元(所有這些實(shí)現(xiàn)為一個(gè)或幾個(gè)微芯片)。信號(hào)發(fā)送單元可以實(shí)現(xiàn)為電去I禹合器(galvanic decoupler),其中該電去f禹合器可實(shí)現(xiàn)為藍(lán)牙微芯片或任何其它發(fā)送設(shè)備，與處理中心的接收單元兼容。與處理中心和檢測(cè)器結(jié)合在一個(gè)物理單元中也是可能的。在另一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括要佩戴在個(gè)體的手上的手套，所述電極容納在所述手套中。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(I)無(wú)線電發(fā)送器單元和(m)連接到所述處理單元的數(shù)據(jù)接收單元，其中，所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元通過(guò)無(wú)線通信信道相連接，由此實(shí)現(xiàn)在所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元之間的數(shù)據(jù)交換。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(I)無(wú)線電發(fā)送器單元和(m)連接到所述處理單元的數(shù)據(jù)接收單元，其中，所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元通過(guò)無(wú)線或有線通信信道相連接，由此實(shí)現(xiàn)在所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元之間的數(shù)據(jù)交換。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述處理單元為移動(dòng)通信設(shè)備、移動(dòng)電話、蜂窩式電話、通信裝置或智能手機(jī)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述處理單元為機(jī)動(dòng)車機(jī)載計(jì)算機(jī)。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，所述處理單元為計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)或便攜式計(jì)算機(jī)。在另一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(η)能夠記錄結(jié)果的記錄裝置。在另一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(O)能夠影響個(gè)體的至少一種感覺(jué)器官的執(zhí)行單元。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述執(zhí)行單元被設(shè)置為能夠通過(guò)聲、光、振動(dòng)和/或氣味影響個(gè)體的至少一種感覺(jué)器官。在特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(O)影響個(gè)體的感覺(jué)器官的執(zhí)行單元，所述執(zhí)行單元容納在所述處理單元中或與所述處理單元相連接。在另一特定實(shí)施方式中，所述電源通過(guò)導(dǎo)體連接到所述處理單元。在另一特定實(shí)施方式中，所述電源容納在所述處理單元中。在另一特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括容納在所述電源中且被設(shè)置為能夠生成交變磁場(chǎng)的至少一個(gè)單元；和能夠生成由所述磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的至少一個(gè)單元。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括被設(shè)置為能夠生成交變磁場(chǎng)的至少一個(gè)單元和能夠生成由所述磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的至少兩個(gè)單元,其中，這些單元中的至少一個(gè)單元容納在所述發(fā)送單元中并且其它單元容納在所述處理單元中。在另一特定實(shí)施方式中，所述取對(duì)數(shù)單元、所述補(bǔ)償單元、所述量化單元、所述發(fā)送單元、所述處理單元、所述執(zhí)行單元和所述電源中的至少兩個(gè)容納在一個(gè)主體中。 另一方面，提供了一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的方法，該方法包括以下步驟(a)在從O. 5至5. O微安的直流電流下，測(cè)量固定在個(gè)體的皮膚上的電極之間的電動(dòng)勢(shì)；(b)對(duì)在步驟(a)中測(cè)得的信號(hào)取對(duì)數(shù)；(c)按照O. I至2. O厘奈培的電平來(lái)量化來(lái)自步驟(b)的信號(hào)的對(duì)數(shù)值；以及(d)通過(guò)記錄單向信號(hào)脈沖數(shù)量的突增，或者通過(guò)記錄與初始值相比高達(dá)I. 5-3. O倍的信號(hào)電平的變化，確定個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。根據(jù)本發(fā)明的方法，兩個(gè)電極固定于個(gè)體的身體上。優(yōu)選的信號(hào)記錄區(qū)域?yàn)樯窠?jīng)末梢密度增大的皮膚區(qū)域，尤其是手指的手掌一側(cè)。對(duì)電極(I)施加最小流量的直流電，優(yōu)選O. 5至5微安，尤其優(yōu)選2. O微安的電流。通過(guò)讀取單元(2)來(lái)測(cè)量信號(hào)(emf)，采集連續(xù)的模擬信號(hào)E。在取對(duì)數(shù)單元(3)中，對(duì)信號(hào)取對(duì)數(shù)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，由此，獲得信號(hào)對(duì)數(shù)值的讀數(shù)InE1, InE2, ......，InE^1, InEi其中，InEi為時(shí)間值i處的信號(hào)對(duì)數(shù)值。優(yōu)選的信號(hào)讀數(shù)間隔時(shí)段為O. 01至O. 5秒。在量化單元(5-6)中量化信號(hào)對(duì)數(shù)值的讀數(shù)之后，獲取一系列的脈沖R R1, R2, ......, Ri^1, Ri為了該目的，在取對(duì)數(shù)單元(3)的輸出端引入校正值Q。校正值Q表示信號(hào)對(duì)數(shù)值在前一設(shè)備周期(apparatus cycle)上的累加值Q1, Q2, ......H并且電流R被提供到比較器(5)的輸入端。在比較器(5)中，比較電流R值與量化電平，并且如果差值超過(guò)N值(離散化的電平量化)，則脈沖生成器(6)提供對(duì)應(yīng)符號(hào)的脈沖。由此，如果I InEi-Qp11 < N,則Ri = O,否則如果InEi-Qp1 > N，則Ri = N，否則如果Qp1-InEi < N,則Ri = -N，而且，N為預(yù)先設(shè)置的，并且根據(jù)研究目標(biāo)代表在O. 25至2. O厘奈培的范圍內(nèi)的值。此后，計(jì)算單向脈沖的頻率。在高頻的單向脈沖持續(xù)兩秒的情況下記錄第一種類型的轉(zhuǎn)變狀態(tài)(正脈沖-轉(zhuǎn)變?yōu)楦d奮狀態(tài)，負(fù)脈沖-轉(zhuǎn)變?yōu)榕d奮度更低的狀態(tài))。否則，如果在更長(zhǎng)時(shí)段內(nèi)，信號(hào)電平與初始值相比改變了 I. 5到3倍，則記錄第二種類型的轉(zhuǎn)變狀態(tài)。在考慮到個(gè)體在興奮或放松狀態(tài)下信號(hào)改變的具體速度的情況下，通過(guò)常規(guī)的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定特定電平的轉(zhuǎn)變。在實(shí)驗(yàn)中確定信號(hào)改變的速度。為獲得初始的測(cè)量狀態(tài)，需要達(dá)到在150到600厘奈培范圍內(nèi)的信號(hào)電平(針對(duì)興奮狀態(tài)的范圍，由經(jīng)驗(yàn)確定)，為此，建議個(gè)體采取一些行為，用于穩(wěn)定地處于興奮狀態(tài)。針對(duì)興奮狀態(tài)的相當(dāng)寬的數(shù)值范圍是源于不同對(duì)象的不同皮膚特性。甚至對(duì)于同一對(duì)象的該電平也可能基于許多因素而改變(季節(jié)以及健康狀況)，因此需要在每次應(yīng)用本方法或設(shè)備時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。本發(fā)明的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，如果只有一個(gè)對(duì)象，對(duì)個(gè)體參數(shù)的調(diào)節(jié)變得簡(jiǎn)單且需要不超過(guò)兩分鐘的時(shí)間。可以理解，本發(fā)明的任何及所有實(shí)施方式都可以和其它實(shí)施方式結(jié)合，以描述本發(fā)明的另外的實(shí)施方式。此外，一個(gè)實(shí)施方式中的任何元件可以和任何實(shí)施方式中的任何或其它所有元件相結(jié)合，以描述另外的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，只有可操作的那些部件的組合是本發(fā)明的實(shí)施方式。信號(hào)電平量化減少了由測(cè)量方法的特殊性以及由對(duì)象活動(dòng)的干擾所帶來(lái)的噪聲。由此，使用本發(fā)明增加了在興奮狀態(tài)測(cè)量個(gè)體神經(jīng)生理狀態(tài)的操作評(píng)估的可靠性，并且使得對(duì)于個(gè)體危險(xiǎn)的PPS記錄變?yōu)榭赡?。本發(fā)明可以用于神經(jīng)生理狀態(tài)的控制或自我控制，尤其是在需要精力高度集中的興奮狀態(tài)，特別是，當(dāng)駕駛機(jī)動(dòng)車時(shí)，并且用于記錄注意力的降低和反應(yīng)的下降。本發(fā)明還可以用在針對(duì)患者狀態(tài)監(jiān)測(cè)的醫(yī)學(xué)研究中。
具體實(shí)施例方式為說(shuō)明本發(fā)明人的意圖，給出如下的示例。下述描述不應(yīng)被理解為對(duì)本發(fā)明的限制。很顯然，知曉本發(fā)明思想的普通技術(shù)人員為獲取所述的目標(biāo)，可以采用本發(fā)明的主要的區(qū)別技術(shù)特征，并且在不違背本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以引入其它等效替換。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)備具有兩個(gè)電極(I)，電極連接到讀取單元(2)的第一輸入端和第二輸入端。讀取單元(2)的輸出端，讀取單元的輸出端連接到取對(duì)數(shù)單元(3)的輸入端，取對(duì)數(shù)單元的輸出端連接到補(bǔ)償單元(4)的第一輸入端，補(bǔ)償單元的輸出端連接到比較器(5)的輸入端，所述比較器(5)與脈沖生成器(6)共同構(gòu)成量化單元的組成部分。比較器(5)的輸出端連接到脈沖生成器(6)的輸入端。脈沖生成器(6)的第一輸出端連接到補(bǔ)償單元(4)的第二輸入端，脈沖生成器的第二輸出端連接到信號(hào)發(fā)送單元(7)的輸入端。發(fā)送單元(7)的輸出端連接到處理單元(8)的輸入端。在特定實(shí)施方式中，處理單元(8)是以結(jié)構(gòu)上分開(kāi)的方式實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)通信信道(有線的或無(wú)線的)與設(shè)備的其它部分連接，或者可以與設(shè)備的其它部分實(shí)現(xiàn)在一個(gè)主體中。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理單元(8)的輸出端連接到執(zhí)行單元的輸入端。 設(shè)備工作流程如下讀取單元(2)提供范圍在O. 5至5微安的直流電流通過(guò)固定到對(duì)象皮膚的電極(I)，讀取單元(2)測(cè)量ems并將信號(hào)提供給取對(duì)數(shù)單元(3)的輸入端。取對(duì)數(shù)單元(3)將信號(hào)對(duì)數(shù)值提供給補(bǔ)償單元(4)的輸入端。補(bǔ)償單元(4)根據(jù)校正值Q的當(dāng)前值改變輸入的信號(hào)，并將該信號(hào)提供給比較器(5)的輸入端。比較器(5)將當(dāng)前信號(hào)與它之前的值進(jìn)行比較，并且如果差值超過(guò)預(yù)設(shè)的信號(hào)量化電平N (優(yōu)選選自O(shè). I至2厘奈培(centineper)的范圍)，則將信號(hào)提供給脈沖生成器(6)的輸入端。當(dāng)在脈沖生成器(6)的輸入端上提供信號(hào)時(shí)，脈沖生成器(6)在它的第一輸出端和第二輸出端上產(chǎn)生具有預(yù)設(shè)絕對(duì)值的信號(hào)，所述信號(hào)的符號(hào)取決于比較器中信號(hào)的差值。當(dāng)在補(bǔ)償單元(4)的第二輸入端上提供信號(hào)時(shí)，校正值Q根據(jù)預(yù)先設(shè)定的電平量化離散值N (其可以為正值和負(fù)值)而變化。來(lái)自脈沖生成器￠)的第二輸出端的信號(hào)輸入到信號(hào)發(fā)送單元(7)的輸入端。發(fā)送單元(7)發(fā)送該信號(hào)至處理單元(8)，優(yōu)選通過(guò)無(wú)線電信道發(fā)送。脈沖在優(yōu)選為I至1000毫秒的時(shí)段內(nèi)發(fā)送給處理單元，特別優(yōu)選的是該時(shí)段為100毫秒。在檢測(cè)到PPS轉(zhuǎn)變狀態(tài)的情況下的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，發(fā)送單元(8)將信號(hào)提供給執(zhí)行單元(9)。此時(shí)執(zhí)行單元(9)影響個(gè)體的感覺(jué)器官。出于研究目的，處理單元可以在存儲(chǔ)設(shè)備上包含信號(hào)處理程序和結(jié)果記錄程序，以及對(duì)對(duì)象的影響和測(cè)量記錄進(jìn)行同步的裝置。為設(shè)置初始的校正值Q(即初始信號(hào)對(duì)數(shù)值)，將設(shè)備連接到個(gè)體，連續(xù)地累加正脈沖，取平均值以確定恒定的均值。根據(jù)信號(hào)測(cè)量中的經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算，設(shè)置初始信號(hào)值的時(shí)間優(yōu)選為一至兩分鐘。為縮短設(shè)置時(shí)間，可采用直接傳送信號(hào)對(duì)數(shù)值的第一獲取值至處理中心，而后通過(guò)獲取的脈沖進(jìn)行校正。這種情況下，初始設(shè)置的時(shí)間可縮短到10秒。為控制測(cè)量的可靠性，在一個(gè)實(shí)施方式中，設(shè)備還包括控制單元，該控制單元裝備有溫度計(jì)(體溫影響皮膚的導(dǎo)電特性)。溫度每?jī)煞昼姭@取一次，在測(cè)量的溫度范圍內(nèi)(介于10至42度之間)，離散量為O. I度且誤差為+/-0. 2度。設(shè)備的特征在于，在無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間的個(gè)體調(diào)整的情況下對(duì)于個(gè)體轉(zhuǎn)變狀態(tài)的高質(zhì)量診斷；在測(cè)量開(kāi)始的2分鐘之后就能估計(jì)對(duì)象的PPS (這使得設(shè)備的廣泛應(yīng)用成為可能從家用設(shè)備到可操作的醫(yī)療診斷儀器)；減少了設(shè)備對(duì)對(duì)象的影響(使得測(cè)量失真)，并由此實(shí)現(xiàn)了測(cè)量結(jié)果的高可靠性；該設(shè)備實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)單方案，帶來(lái)了生產(chǎn)和操作上的成本效率。以上描述的設(shè)備的改進(jìn)及改變，以及根據(jù)本發(fā)明原理的其它應(yīng)用對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯然地包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)的。權(quán)利要求
1.一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的設(shè)備，所述設(shè)備包括 (a)讀取單元，所述讀取單元被設(shè)置為能夠在0.5至5. O微安的直流電流下測(cè)量電動(dòng)勢(shì)以產(chǎn)生信號(hào)； (b)至少兩個(gè)電極，所述至少兩個(gè)電極連接到所述讀取單元，所述電極被設(shè)置為能夠固定在個(gè)體的身體上； (c)取對(duì)數(shù)單元，所述取對(duì)數(shù)單元被設(shè)置為產(chǎn)生來(lái)自讀取單元的信號(hào)的對(duì)數(shù)；以及 (d)量化單元，所述量化單元被設(shè)置為能夠按照電平量化信號(hào)，所述量化單元包括 (e)比較器，所述比較器被設(shè)置為能夠確定當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值是否大于N，其中N為0. I至2. 0厘奈培的預(yù)定值；以及 (f)脈沖生成器，所述脈沖生成器被設(shè)置為當(dāng)當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值大于N時(shí)能夠生成具有幅值N的脈沖； 其中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括 (g)補(bǔ)償單元，所述補(bǔ)償單元被設(shè)置為能夠按照來(lái)自脈沖生成器的脈沖值校正來(lái)自取對(duì)數(shù)單元的信號(hào)值以生成校正后的信號(hào)，并將校正后的信號(hào)提供給所述比較器； (h)處理單元，所述處理單元能夠監(jiān)測(cè)所述脈沖值；以及 (i)至少一個(gè)電源。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(j)信號(hào)發(fā)送單元，其中所述讀取單元具有輸出端并且所述取對(duì)數(shù)單元具有與該輸出端相連接的輸入端；所述取對(duì)數(shù)單元具有輸出端并且所述補(bǔ)償單元具有與該輸出端相連接的第一輸入端；所述比較器具有輸出端并且所述脈沖生成器具有與該輸出端相連接的輸入端；所述脈沖生成器具有第一輸出端并且所述信號(hào)發(fā)送單元具有與該第一輸出端相連接的輸入端；所述脈沖生成器具有第二輸出端并且所述補(bǔ)償單元具有與該第二輸出端相連接的第二輸入端；所述發(fā)送單元具有輸出端并且所述處理單元具有與該輸出端相連接的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(k)具有溫度計(jì)的控制單元，所述控制單元能夠控制記錄的可靠性。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其中，所述電極為用于一個(gè)手的手指的環(huán)的形狀，并且它的主體框架為橫桿的形狀，所述環(huán)附接到所述橫桿。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括要佩戴在個(gè)體的手上的手套，所述電極容納在所述手套中。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(I)無(wú)線電發(fā)送器單元和(m)連接到所述處理單元的數(shù)據(jù)接收單元，其中，所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元通過(guò)無(wú)線通信信道相連接，由此實(shí)現(xiàn)在所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元之間的數(shù)據(jù)交換。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(I)無(wú)線電發(fā)送器單元和(m)連接到所述處理單元的數(shù)據(jù)接收單元，其中，所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元通過(guò)無(wú)線或有線通信信道相連接，由此實(shí)現(xiàn)在所述無(wú)線電發(fā)送器單元和所述接收單元之間的數(shù)據(jù)交換。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述處理單元為移動(dòng)通信設(shè)備、移動(dòng)電話、蜂窩式電話、通信裝置或智能手機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述處理單元為機(jī)動(dòng)車機(jī)載計(jì)算機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述處理單元為計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、移動(dòng)計(jì)算機(jī)或便攜式計(jì)算機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(n)能夠記錄結(jié)果的記錄裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(O)能夠影響個(gè)體的至少一種感覺(jué)器官的執(zhí)行單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，所述執(zhí)行單元被設(shè)置為能夠通過(guò)聲、光、振動(dòng)和/或氣味影響個(gè)體的至少一種感覺(jué)器官。
14.根據(jù)權(quán)利要求6到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括(O)影響個(gè)體的感覺(jué)器官的執(zhí)行單元，所述執(zhí)行單元容納在所述處理單元中或與所述處理單元相連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述電源通過(guò)導(dǎo)體連接到所述處理單元。
16.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，所述電源容納在所述處理單元中。
17.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括容納在所述電源中且被設(shè)置為能夠生成交變磁場(chǎng)的至少一個(gè)單元；和能夠生成由所述磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的至少一個(gè)單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，所述設(shè)備進(jìn)一步包括被設(shè)置為能夠生成交變磁場(chǎng)的至少一個(gè)單元和能夠生成由所述磁場(chǎng)感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的至少兩個(gè)單元，其中，這些單元中的至少一個(gè)單元容納在所述發(fā)送單元中并且其它單元容納在所述處理單元中。
19.根據(jù)權(quán)利要求I到10中的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述取對(duì)數(shù)單元、所述補(bǔ)償單元、所述量化單元、所述發(fā)送單元、所述處理單元、所述執(zhí)行單元和所述電源中的至少兩個(gè)容納在一個(gè)主體中。
20.一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)轉(zhuǎn)變的方法，所述方法包括以下步驟 (a)在從0.5至5. 0微安的直流電流下，測(cè)量固定在個(gè)體的皮膚上的電極之間的電動(dòng)勢(shì)； (b)對(duì)在步驟(a)中測(cè)得的信號(hào)取對(duì)數(shù)； (C)按照0. I至2. 0厘奈培的電平來(lái)量化來(lái)自步驟(b)的信號(hào)的對(duì)數(shù)值；以及 (d)通過(guò)記錄單向信號(hào)脈沖數(shù)量的突增，或者通過(guò)記錄與初始值相比高達(dá)I. 5-3. 0倍的信號(hào)電平的變化，確定個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)藥及醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域。一種用于記錄個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的設(shè)備包括讀取單元，其被設(shè)置為能夠在0.5至5.0微安的直流電流下測(cè)量電動(dòng)勢(shì)以產(chǎn)生信號(hào)；連接到讀取單元的至少兩個(gè)電極，所述電極被設(shè)置為能夠固定在個(gè)體的身體上；取對(duì)數(shù)單元；量化單元，其包括比較器和脈沖生成器，該比較器被設(shè)置為能夠確定當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值是否大于N，其中N為0.1至2.0厘奈培的預(yù)定值，該脈沖生成器被設(shè)置為當(dāng)當(dāng)前信號(hào)值和之前的信號(hào)值之間的差值大于N時(shí)能夠生成具有幅值N的脈沖；所述設(shè)備進(jìn)一步包括補(bǔ)償單元；處理單元，其能夠監(jiān)測(cè)脈沖值；和至少一個(gè)電源。一種用于記錄個(gè)體神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變的方法包括以下步驟(a)在從0.5至5.0微安的直流電流下，測(cè)量固定在個(gè)體的皮膚上的電極之間的電動(dòng)勢(shì)；(b)對(duì)信號(hào)取對(duì)數(shù)；(c)按照0.1至2.0厘奈培的電平來(lái)量化來(lái)自步驟(b)的信號(hào)的對(duì)數(shù)值；以及(d)通過(guò)記錄單向信號(hào)脈沖數(shù)量的突增，或通過(guò)記錄與初始值相比高達(dá)1.5-3.0倍的信號(hào)電平的變化，確定個(gè)體的神經(jīng)生理狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)變。
文檔編號(hào)A61B5/16GK102665554SQ200980161206
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者A·M·利文斯藤, V·V·蘇克霍多耶夫 申請(qǐng)人:A·M·利文斯藤, Pps 診斷有限公司, V·V·蘇克霍多耶夫