专利名称：一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电测定装置，尤其涉及一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置。
背景技术：
人体皮肤由表皮和真皮组成，皮下组织为疏松结缔组织和脂肪组织，该层的胶原纤维和弹性纤维与肌肉相连，皮肤和皮下组织的厚度因分布的位置、年龄、性别而不同，而位于人额骨和顶骨的厚度较薄，一般皮肤厚度约为1-4mm，皮下组织厚度约为3-5mm。
一般认为，女性或体胖的人皮下组织较厚，但发明人发现位于脑部额骨和顶骨的皮肤及皮下组织有着并不象一般通常认为的这种规律，不同年龄、性别、体质、胖瘦与人额骨和顶骨的皮肤及皮下组织的厚度没有直接的关连，甚至初生婴儿也是如此，而且皮层的厚度并不随年龄的增长成正比例关系，这种现象是发明人在数十年从事智力研究过程中发现的，而且还发现人的智力和运动能力的水平与人额骨和顶骨的皮肤及皮下组织的厚度有密切的联系，能够通过该处的皮肤及皮下组织的厚度这种外部特征表现出来。
为了证明这种联系的客观性，发明人设计出一种可以准确测定皮层厚度的光电装置，不同于现有的机械地将皮层拉起进行测定的装置，由于人额骨和顶骨的皮肤及皮下组织与下层组织结合紧密，也不可能用这种机械装置测定。
运用已知的近红外光在750-1000纳米的范围对皮肤有很好的透射率，光透过皮肤进入脂肪之后会产生吸收和散射两个效应，散射部分可穿过皮肤层而被检测到，由于皮下组织和肌肉之间的分介层对红外光起到强烈的吸收作用，因此，肌肉不会对背向散射光产生作用，发明人设计出一种光电装置，通过对散射光的数据采集，和该装置设置的软件进行人的散射光、皮层厚度、智力和运动能力的水平的对应关系进行分析，来测定人的智力和运动能力的高低，从而为早期发现人才、培养人才、开发人才提供科学客观依据。
人的智力不仅与先天遗传有关，而且与后天的发展和训练有关，先天遗传很难改变，但后天的发展和训练在很大程度上可以弥补先天的不足，发明人正是基于开发智力和对智力开发的需要，设计这种装置，以做到早期开发、选拔人才、人尽其才的目的。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种光电测定装置，尤其提供一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，具有准确、时间短、无副作用的优点。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是包括本体、本体上的近红外光发射或接收光束的窗孔和显示单元；所述本体还设有使测定装置工作的开关和完成数据采集的功能键；所述本体可为前后两面配合的壳体，所述窗孔和显示单元位于所述壳体上；所述本体包括近红外光发射单元、光接收及放大单元、数据采集微处理芯片和显示单元，以及预设有采样参考值的软件；所述近红外光发射单元包括发射红外光的红外发光二极及其连接的单稳态脉冲信号发生电路；所述脉冲信号发生路产生一定脉宽的脉冲，输出脉冲经放大，驱动红外发光二极管馈电，并使其发光，作为入射到皮肤的光源。
所述光接收及放大单元包括光电转换器及其构成的放大电路，所述光电转换器为接收皮层下反射回的红外信号的光电接收管；入射光经皮肤透出后射到光电转换器的光敏面上，产生的电流进入光电接收管，并经其构成的光电放大电路予以放大，输出电压送给信号采样板采集；所述信号采样板以转换插结口与所述放大单元连接的、并对放大信号进行信号数据采集；所述信号采样板为单片机，并与显示器连接；所述信号采样板将数据输入微处理芯片进行数据处理得到采样值，对照软件预设的采样参考值，评定人智力和运动能力的高低。
本实用新型还可设有与信号采样板连接的声音装置，以利数字转换后进行测定的确认；本实用新型涉及的元器件均可为现有已知元器件。
本实用新型的工作原理是发光二极管由脉冲信号发生器激发近红外光射入待测的额骨和顶骨处的皮肤，该皮肤的背向散射光由光接收接收转换成电压信号，由信号放大，进行光电数据转换、数据采集，信号采样板、微处理芯片将信号数据转换为采样值，显示在显示器上，对照软件预设的采样参考值，评定人智力和运动能力的高低。
由于不同个体体温的差异，这种差异对近红外光的背向散射光信号转换的采样值会产生差异，为消除该差异，可进行多次测试，并求得体温差异与转换的采样值差异之间的相关系数，并编入智力和运动能力测定软件中，使评定结果更可靠。
为了长期追踪智力和运动能力的变化，本实用新型还可以包括与所述信号采样板连接的计算机处理系统，将所述信号或采样值输入计算机，进行分析。
本实用新型所述软件是通过发明人长期从事解剖实验和社会实践中总结出来的，该软件在评定人智力和运动能力，不仅包括头部皮层厚度，还包括大脑皮层厚度、人耳部的大小特征数据。其中，头部皮层和大脑皮层越薄智力的水平越高。发明人把人的大脑分为男性脑和女性脑，该分类是指智力和运动能力的标准，男女通用，发明人发现上下之间的长度和耳的宽度可表现人的智力和运动能力，耳长度代表女性脑，耳的宽度代表男性脑，长度越长，宽度越宽，智力和运动能力也越高。
发明人根据人智力和运动能力的水平分为32各等级并编入所述软件中1、男特一级智力，一步脑(该类人属国家栋梁之才，相当于博士后、博导、院士及高级党政军领导)2、女特一级智力，一步脑(该类人属国家栋梁之才，相当于博士后、博导、院士及高级党政军领导)3、男特二级智力，二步脑(该类人属国家栋梁之才，相当于博士后、博导、院士及高级党政军领导)4、女特二级智力，二步脑(该类人属国家栋梁之才，相当于博士后、博导、院士及高级党政军领导)5、男一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、教授及党政军领导)6、女一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、教授及党政军领导)7、男二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、教授)8、女二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、教授)
9、男三级智力，三步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、副教授)10、女三级智力，三步脑(相当于名牌大学学士、硕士、博士、副教授)11、男四级智力，四步脑(相当于一般大学学士、硕士)12、女四级智力，四步脑(相当于一般大学学士、硕士)13、男五级智力，五步脑(相当于一般大学学士、大专)14、女五级智力，五步脑(相当于一般大学学士、大专)15、男六级智力，六步脑(相当于大专、中专)16、女六级智力，六步脑(相当于大专、中专)17、纯男特一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、研究生)18、纯男特二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、研究生)19、纯男性一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、研究生)20、纯男性二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、研究生)21、纯男性三级智力，三步脑(相当于本科、大专)22、纯男性四级智力，四步脑(相当于本科、大专)23、纯男性五级智力，五步脑(相当于大专、中专)24、纯男性六级智力，六步脑(相当于大专、中专)25、纯女特一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、研究生)26、纯女特二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、研究生)27、纯女特一级智力，一步脑(相当于名牌大学学士、研究生)28、纯女特二级智力，二步脑(相当于名牌大学学士、研究生)29、纯女性三级智力，三步脑(相当于大专、中专)30、纯女性四级智力，四步脑(相当于大专、中专)31、纯女性五级智力，五步脑(相当于大专、中专)32、纯女性六级智力，六步脑(相当于大专、中专)上述标准经长期测试，准确率为95％以上。
所述标准还用于测试人智力开发程度，发明人将智力开发程度分为50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、100％，准确率为95％以上。
所述标准还用于测试人智力衰退年龄，发明人将智力衰退年龄分为40岁、45岁、50岁、60岁、70岁，准确率为85％以上。
本标准还用于测试运动能力情况，可用于选拔运动员和特殊技能人才的参考，准确率为95％以上。
本标准还用于测试青少年智力开发程度、学习情况，用于早期开发智力和运动能力的培养，准确率为95％以上。
发明人对人智力和运动能力进行长期测验，发现智力和运动能力水平与头部皮层厚度、大脑皮层厚度、人耳部的大小有以下对应关系，见表1、表2、表3。
表1 耳的长度与智力和运动能力分级对应表耳上下之间长度(cm) 脑分级8以上 女性脑一步7.6-8.0女性脑二步7.1-7.5女性脑三步6.6-7.0女性脑四步6.1-6.5女性脑五步5.6-6.0女性脑六步表2耳的宽度与智力和运动能力分级对应表耳廓后部宽度(cm) 脑分级0.8以上男性脑一步0.7-0.8(不含0.8) 男性脑二步0.6-0.7(不含0.7) 男性脑三步0.5-0.6(不含0.6) 男性脑四步0.4-0.5(不含0.5) 男性脑五步0.3-0.4(不含0.4) 男性脑六步表3头部皮层厚度、大脑皮层厚度与智力和运动能力分级对应表序号头部皮层厚度(mm)大脑皮层厚度(mm)脑分级1 1以下0.01特一步2 1-2(不含2) 0.015 二步3 2-3(不含2) 0.02 一步4 3-4(不含2) 0.08 二步5 4-5(不含2) 0.12 三步6 5-6(不含2) 0.14 四步7 6-7(不含2) 0.18 五步8 7-8(不含2) 0.2 六步发明人测试后发现，如果大脑为开发，无论几级大脑，它门的头部皮层厚度、大脑皮层厚度差别很小，而头部皮层厚度与大脑皮层厚度相适应，如，对于特一步脑，头部皮层厚度和大脑皮层厚度均很薄，1mm以下。
发明人经16万人的测试，推算出在我国13亿人口中具有男特一级脑又具有女特一级脑的人极少，在男性中大约12-13人，在女性中大约8-9人，而没有男性脑的纯女特一步脑在男性中也仅有10左右。
本实用新型具有以下优点1、可用于智力和运动能力测试2、具有测量准确、操作方便的优点，由于选择的近红外光波长仅作用于人的皮层部位，对人无任何伤害，十分安全可靠。
图1为本实用新型结构示意图图2为本实用新型工作流程示意图图3为本实用新型发射单元电路示意图图4为本实用新型接收单元电路示意图具体实施方式
实施例如图1、图2、图3、图4所述的一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是包括本体1、本体上的近红外光发射窗孔7或接收光束的窗孔8和显示单元2；所述本体还设有使测定装置工作的开关4、5和功能键6；所述本体还包括前后两面配合的壳体3，所述窗孔和显示单元位于所述壳体上；本实用新型的工作原理是图3发射单元为一个由NE555构成的单稳态脉冲发生器，在5，6，7腿上分别接C1、C2和R1。3腿接+5V，1腿接地，适当调整电阻、电容R1、C1、C2的数值，可使脉冲宽度达到405ms，输出脉冲由8腿输出，经过R2、W1对发光管L1和L2进行馈电，并使其发近红外光，射入待测的额骨和顶骨处的皮肤。图4接收单元为3DU5L硅光电三极管，透过该皮肤的背向散射光射到光电转换器3DU5L的光敏面上，使其产生光电流，此光电流由光电管3DU5L的发射极送入到三极管89013的基极，并由其构成的光电流放大电路予以放大，并从89013的发射极上、电阻R4取出输出电压送给8098单片机采集；由于光接收信号转换成电压信号，信号采样板将接收的信号通过微处理芯片进行数据转换为采样值，显示在显示器上，对照装置中软件预设的采样参考值，评定人智力和运动能力的高低。
为了长期追踪智力和运动能力的变化，本实用新型还包括接收单片机信号、并进行数字转换的计算机处理系统，将所述信号、采样值储存进行分析。
权利要求1.一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是包括本体、所述本体上的近红外光发射或接收光束的窗孔和显示单元；所述本体包括近红外光发射单元、光接收及放大单元、信号采样板、微处理芯片、预设有采样参考值的软件和显示器；所述近红外光发射单元包括发射红外光的红外发光二极管及其连接的脉冲信号发生电路；所述光接收及放大单元包括光电转换器、与之连接的放大电路；所述信号采样板以与所述放大单元连接，并与显示器连接。。
2.根据权利要求1所述的与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是所述信号采样板为单片机。
3.根据权利要求1所述的与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是所述本体还设有开关和功能键。
4.根据权利要求1所述的与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是所述本体可为两面配合的壳体。
5.根据权利要求1所述的与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是所述装置还设有与所述信号采样板连接的声音装置。
6.根据权利要求1所述的与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是所述装置还设有与所述信号采样板连接的计算机处理系统。
专利摘要本实用新型涉及一种与智力有关的头部皮层厚度的测定装置，其特征是包括本体、所述本体上的近红外光发射或接收光束的窗孔和显示单元；所述本体包括近红外光发射单元、光接收及放大单元、信号采样板、微处理芯片和预设有采样参考值的软件。本实用新型具有测量准确、操作方便的优点，由于选择的近红外光波长仅作用于人的皮层部位，对人无任何伤害，安全可靠。
文档编号A61B6/00GK2631429SQ0326668
公开日2004年8月11日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者方梅普 申请人:方梅普