一种大脑脑部神经强化训练装置及方法与流程

本发明涉及训练、强化大脑脑部神经的技术领域，具体涉及一种大脑脑部神经强化训练装置及方法。

背景技术：

随着脑电波检测技术的发展，脑电波来源于锥体细胞顶端树突的突触后电位。脑电波同步节律的形成还与皮层丘脑非特异性投射系统的活动有关。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次之间的，可划分为四个波段，即δ(1－3hz)、θ(4－7hz)、α(8－13hz)、β(14－30hz)。除此之外，在觉醒并专注于某一事时，常可见一种频率较β波更高的γ波，其频率为30-80hz，波幅范围不定；而在睡眠时还可出现另一些波形较为特殊的正常脑电波，如驼峰波、σ波、λ波、κ-复合波、μ波等。不同的波段代表了人体大脑不同的情绪，大脑电荷的峰值对应于关键时刻的理解，目前的脑电波利用上，仅处于辅助判断颅内病变的层面，没有利用其作为大脑脑部神经强化训练。

技术实现要素：

为克服所述不足，本发明的目的在于提一种大脑脑部神经强化训练装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大脑脑部神经强化训练装置，包括耳机本体、训练装置本体，所述训练装置本体包括无线通信单元、音频播放控制模块、信号处理单元、信号检测单元，所述耳机本体包括两个耳包、头带、旋转支架，头带的两端铰接在耳包上，旋转支架靠近两端的位置铰接在耳包上，耳包上设有转轴，头带的两端开设有第一通孔，第一通孔安装在转轴上，旋转支架靠近两端的位置开设有第二通孔，第二通孔安装在转轴上，实现头带与旋转支架共用转轴，旋转支架内侧面设有信号检测单元，所述信号检测单元采用五个或五个以上电位电极，电位电极安装在旋转支架的内侧面，信号检测单元与信号处理单元相连接，佩戴时，电位电极分别将检测到的大脑eeg信号送至信号处理单元。

具体地，所述信号处理单元包括信号处理芯片、控制单元，所述信号处理芯片分别与控制单元、无线通信单元相连接，无线通信单元与存储模块、音频播放控制模块相连接。

具体的，所述信号处理芯片的主控部分采用单片机、soc芯片或者其他asic芯片，控制单元包括单片机供电控制单元、脑电供电控制单元，主要用于做脑电信号的采集和调理等预处理工作，所述信号处理芯片分别与处理芯片供电控制单元、脑电供电控制单元相连接，信号处理芯片分别与五个电位电极相连接。

具体的，所述无线通信单元采用csr8670蓝牙模块或者其他带有蓝牙双模式功能的芯片，将音频播放控制模块与无线通信单元集成在一个芯片上，所述无线通信单元与usb接口、存储模块相连接，csr8670蓝牙模块与usb接口相连接、flash存储模块相连接，csr8670蓝牙模块用于与移动通信设备通信，并将从移动通信设备等后台获取的课程数据以流媒体格式传输至音频播放控制模块进行播放，flash存储模块用于存储单片机处理的数据和结果。

具体地，所述信号处理单元通过无线通信单元与移动通信设备相连，移动通信设备通过网络与管理课程模块相连接，所述管理课程模块包括云上课管理与同步模块、本地课程管理模块，所述移动通信设备安装app软件模块，app软件模块用以连接、并启动信号处理单元，连接管理课程模块。

一种大脑脑部神经强化训练方法，包括以下步骤：

s1移动通信设备连接信号处理单元

移动通信设备通过app软件模块搜寻并连接装置的无线通信单元，并连接信号处理单元，如果未连接，则返回搜寻，直至搜寻并连接到装置的无线通信单元，并启动信号处理单元；

s2采集信号

信号处理单元命令信号检测单元采集人体大脑eeg信号，信号检测单元采集人体eeg信号后，通过过滤电路将部分干扰噪声滤除，并放大微弱脑波信号，传送给信号处理单元，通过信号处理单元将剩余的信号噪声和干扰去除，信号处理单元利用时频分析、非线性分析近似熵算法和谱分析算法等结合，提取脑波的特征信息；

s3分析信号

所述信号处理单元识别分类生理参数，然后根据脑科学理论，即功能半球侧化、功能分区理论等，将基本脑波特征进行分类处理，根据频率分析识别出α/β/θ/δ等波形，并判断此时人体状态，识别至不同情绪状态，平静、激动、兴奋、疲劳等，和其他生理特性，并将识别数据和结果存储在本地存储模块，并通过无线通信单元传送给移动通信设备的app软件模块，将识别的数据和结果存储在云端缓存；

s4根据识别结果查找归类课程

移动通信设备的app软件模块维护、并保存信号处理单元传送的当前脑电识别数据、结果，并根据当前数据、结果匹配管理课程模块中的所需训练课程，并结合儿童期脑部发育特点，调整和控制耳机本体内音频播放控制模块播放音频课程，辅之以语音引导，让大脑快速进入α波状态，刺激激活脑部特定功能区域；

s5持续采集人体大脑eeg信号

循环s2、s3、s4步骤，持续采集人体大脑eeg信号，信号处理单元分析信号，并发送给移动通信设备，移动通信设备的app软件模块根据识别结果查找归类课程，并根据当前数据、结果调整所需训练课程，达到训练、强化大脑脑部神经连接、以及优势半球功能导联，通过课程训练，增加人体大脑eeg信号出现概率，提高大脑专注度和逻辑思维能力。

本发明具有以下有益效果：本发明结构简单，利用检测单元持续采集人体大脑eeg信号，并将信号传输给信号处理单元分析信号，信号信号处理单元发送给移动通信设备，移动通信设备的app软件模块根据识别结果查找归类课程，并根据当前数据、结果调整所需训练课程，达到训练、强化大脑脑部神经连接、以及优势半球功能导联，通过课程训练，增加人体大脑eeg信号(40+hz)出现概率，提高大脑专注度和逻辑思维能力。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明大脑导联阵列位置示意图一。

图3为本发明大脑导联阵列位置示意图二。

图4为本发明大脑导联阵列位置示意图三。

图5为本发明处理单元系统的单片机电路图。

图6为本发明处理单元系统的无线通信单元的电路图。

图7为本发明电位电极一的电路图。

图8为本发明电位电极二的电路图。

图9为本发明电位电极三的电路图。

图10为本发明电位电极四的电路图。

图11为本发明电位电极五的电路图。

图12为本发明控制原理。

图13为本发明的控制流程图。

图中1耳包，2头带，3旋转支架，4信号处理芯片，5单片机电源控制模块，6脑电供电控制单元，7存储单元，8usb接口，9无线通信单元，10检测单元。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。

如图1-13所示的一种大脑脑部神经强化训练装置，包括耳机本体、训练装置本体，所述训练装置本体包括无线通信单元9、音频播放控制模块、信号处理单元、信号检测单元10，所述耳机本体包括两个耳包1、头带2、旋转支架3，头带2的两端铰接在耳包1上，旋转支架3靠近两端的位置铰接在耳包1上，耳包1上设有转轴，头带2的两端开设有第一通孔，第一通孔安装在转轴上，旋转支架3靠近两端的位置开设有第二通孔，第二通孔安装在转轴上，实现头带2与旋转支架3共用转轴，旋转支架3内侧面设有信号检测单元10，所述信号检测单元10采用5个或5个以上电位电极，电位电极安装在旋转支架3的内侧面，信号检测单元10与信号处理单元相连接，电位电极导联阵列位置如图2、3、4所示，佩戴时，电位电极分别将检测到的大脑eeg信号送至信号处理单元。

具体地，所述信号处理单元包括信号处理芯片4、控制单元，所述信号处理芯片4分别与控制单元、无线通信单元9相连接，无线通信单元9与存储模块7、音频播放控制模块相连接。

具体的，所述信号处理芯片4的主控部分采用单片机、soc芯片或者其他asic芯片，控制单元包括单片机供电控制单元、脑电供电控制单元，主要用于做脑电信号的采集和调理等预处理工作，所述信号处理芯片4分别与处理芯片供电控制单元5、脑电供电控制单元6相连接，信号处理芯片4分别与五个电位电极相连接。

具体的，所述无线通信单元9采用csr8670蓝牙模块或者其他带有蓝牙双模式功能的芯片，将音频播放控制模块与无线通信单元9集成在一个芯片上，所述无线通信单元9与usb接口8、存储模块7相连接，如图6所示，csr8670蓝牙模块与usb接口相连接、flash存储模块相连接，csr8670蓝牙模块用于与移动通信设备通信，并将从移动通信设备等后台获取的课程数据以流媒体格式传输至音频播放控制模块进行播放，flash存储模块用于存储单片机处理的数据和结果。

具体地，所述信号处理单元通过无线通信单元9与移动通信设备相连，移动通信设备通过网络与管理课程模块相连接，所述管理课程模块包括云上课管理与同步模块、本地课程管理模块，所述移动通信设备安装app软件模块，app软件模块用以连接、并启动信号处理单元，连接管理课程模块。

一种大脑脑部神经强化训练方法，包括以下步骤：

s1移动通信设备连接信号处理单元

移动通信设备通过app软件模块搜寻并连接装置的无线通信单元4，并连接信号处理单元，如果未连接，则返回搜寻，直至搜寻并连接到装置的无线通信单元，并启动信号处理单元；

s2采集信号

信号处理单元命令信号检测单元采集人体大脑eeg信号，信号检测单元10采集人体eeg信号后，通过过滤电路将部分干扰噪声滤除，并放大微弱脑波信号，传送给信号处理单元，通过信号处理单元将剩余的信号噪声和干扰去除，信号处理单元利用时频分析、非线性分析近似熵算法和谱分析算法等结合，提取脑波的特征信息；

s3分析信号

所述信号处理单元识别分类生理参数，然后根据脑科学理论，即功能半球侧化、功能分区理论等，将基本脑波特征进行分类处理，根据频率分析识别出α/β/θ/δ等波形，并判断此时人体状态，识别至不同情绪状态，平静、激动、兴奋、疲劳等，和其他生理特性，并将识别数据和结果存储在本地存储模块，并通过无线通信单元9传送给移动通信设备的app软件模块，将识别的数据和结果存储在云端缓存；

s4根据识别结果查找归类课程

移动通信设备的app软件模块维护、并保存信号处理单元传送的当前脑电识别数据、结果，并根据当前数据、结果匹配管理课程模块中的所需训练课程，并结合儿童期脑部发育特点，调整和控制耳机本体内音频播放控制模块播放音频课程，辅之以语音引导，让大脑快速进入α波状态，刺激激活脑部特定功能区域；

s5持续采集人体大脑eeg信号

循环s2、s3、s4步骤，持续采集人体大脑eeg信号，信号处理单元分析信号，并发送给移动通信设备，移动通信设备的app软件模块根据识别结果查找归类课程，并根据当前数据、结果调整所需训练课程，达到训练、强化大脑脑部神经连接、以及优势半球功能导联，通过课程训练，增加人体大脑eeg信号(40+hz)出现概率，提高大脑专注度和逻辑思维能力。

本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。