一種新穎的反饋電刺激裝置研制與應用
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腦電放大器的第一級由運放電路構成電壓跟隨器，以提高放大電路的共模抑制比和輸入阻抗。考慮到供電與功耗的問題，放大電路可選用微功耗可低電壓工作的四運放運算放大器芯片LM324，其結構緊湊，功耗低。放大電路的第二級選用了功率放大芯片LM386。后級是一個帶通濾波器，通帶為0．5～70 Hz，可以濾除腦電的高頻分量和一些高頻干擾信號。電路中應設置60 Hz工頻濾除電路，即工頻陷波。經過放大調理后的腦電信號，幅值應在0～5 V之間。
1．3 回歸復雜度
對于N點的原始一維時間序列，如腦電圖時間序列ui，通過時間延遲的方法，可以重建得到一組相空間中的向量：
式中：τ是延遲時間；m是嵌入維數(shù)。
將上述向量采用如下所述的的算法在二維平面上展示出來，進而分析該序列的相關特性和二維圖中每一點表示的時間i和時間j之間是否存在著復原關系，這樣的二維圖稱之為回歸圖。
在數(shù)學上，回歸圖計算公式可以表示為：
式中：εi是截止距離；||?||表示范數(shù)；@(z)是Heavi-side函數(shù)
本裝置所進行的計算中，嵌入維數(shù)m和時間延遲τ均取3，截止距離εi取所有向量距離中最大值的5％。在按上述方法得到腦電的回歸圖后，定義回歸復雜度為回歸圖上回歸點所占的比例：本文引用地址：http://2s4d.com/article/188450.htm
該回歸復雜度的取值在0～1之間。根據(jù)回歸復雜度與睡眠的深度基本成正比的關系，可判斷睡眠質量越好，回歸復雜度越小；睡眠質量越差，回歸復雜度越大。圖2(a)為睡眠質量較高時，回歸復雜度為0．17的回歸圖；圖2(b)為睡眠質量不高時，回歸復雜度為0．71的回歸圖。
根據(jù)計算的腦電信號的回歸復雜度指數(shù)值，直接將睡眠的深度量級用回歸復雜度指數(shù)代表。即提取受試者不同睡眠期四道腦電回歸復雜度的平均值，該平均值是睡眠深度的量化結果。
1．4 刺激波形的產生
本文提出的個性化神經反饋失眠治療裝置，是由一個CPU為C8051的單片機控制的。C8051單片機內部集成了一個12位模／數(shù)轉換器、5個通用16位定時器、內部可編程振蕩器、低功耗128 B的非易失數(shù)據(jù)存儲以及豐富的輸入輸出資源，擴展系統(tǒng)中還包含64 KB的隨機存取存儲器RAM和64 KB的只讀存儲器ROM。運用系統(tǒng)中的數(shù)／模轉換電路通過編程可以產生方波、三角波和正弦波等不同波形和參數(shù)的刺激模式，通過在程序中加人延時程序可以改變刺激波形的頻率，通過改變數(shù)／模轉換的數(shù)字信號值調節(jié)刺激波形的幅度。
利用單片機內部可編程振蕩器作為單片機系統(tǒng)時鐘，內部的參考電壓作為數(shù)／模轉換電路的參考電壓，其中數(shù)／模轉換電路的寄存器的值分別在定時器的中斷服務程序中設定，并啟動轉換，轉換結果經過由功率放大器進行幅度放大。
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