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1、(10)授权公告号 CN 203815454 U (45)授权公告日 2014.09.10 CN 203815454 U (21)申请号 201420108248.5 (22)申请日 2014.03.11 A61B 5/053(2006.01) A61B 5/16(2006.01) (73)专利权人 天津师范大学 地址 300387 天津市西青区宾水西道 393 号 (72)发明人 杨海波 白学军 曾力 胡振慧 (74)专利代理机构 天津市杰盈专利代理有限公 司 12207 代理人 朱红星 (54) 实用新型名称 一种体表电导分布测试仪 (57) 摘要 本实用新型公开了一种体表电导分布测试 仪。
2、， 包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的阵 列电导传感器、 通路切换开关、 电荷检测器、 多通 道 ADC 转换器以及数据处理器 ； 通路切换开关、 电 荷检测器、 多通道 ADC 转换器和数据处理器分别 与嵌入式信号处理器连接， 嵌入式信号处理器上 还连接有显示器。本实用新型的体表电导分布测 试仪， 使用阵列式电导传感器， 使测试电极与人体 皮肤之间形成一个电容 Cs， 通过电荷检测器检测 Cs 的充放电电荷， 经过 ADC 转换器计算出电容值 Cs， 从而计算出人体内电场的强度， 得到体表电导 分布图。本实用新型只通过体表电极进行检测而 且电极与皮肤是绝缘的， 对被试者没有任何影响， 检测。
3、精度高， 检测速度快， 稳定性好， 能对人的情 绪变化， 注意力变化等进行评估。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)授权公告号 CN 203815454 U CN 203815454 U 1/1 页 2 1. 一种体表电导分布测试仪， 其特征在于 ： 该测试仪包括设置在测试仪外壳内部并依 次连接的阵列电导传感器、 通路切换开关、 电荷检测器、 多通道 ADC 转换器以及数据处理 器 ； 通路切换开关、 电荷。
4、检测器、 多通道 ADC 转换器和数据处理器分别与嵌入式信号处理器 连接， 嵌入式信号处理器上还连接有显示器 ； 测试仪外壳的一侧分布有多个测试电极， 测试 电极与设置在测试仪外壳内部的内部的阵列电导传感器连接 ； 测试仪外壳与设置有测试电 极的一侧相对的另一侧设置有显示屏， 显示屏与测试仪外壳内部的显示器连接。 2. 根据权利要求 1 所述的体表电导分布测试仪， 其特征在于 ： 测试电极外侧设置有一 层绝缘膜。 3. 根据权利要求 2 所述的体表电导分布测试仪， 其特征在于 ： 测试仪外壳呈扁平的长 方体状， 测试仪外壳的左侧和右侧分别设置有一条固定带， 左固定带通过固定带连接轴连 接在测试。
5、仪外壳的左侧， 右固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的右侧。 4. 根据权利要求 3 所述的体表电导分布测试仪， 其特征在于 ： 右固定带上套接有固定 环， 右固定带的端部设置有固定搭扣。 5. 根据权利要求 1 所述的体表电导分布测试仪， 其特征在于 ： 测试仪外壳的一侧分布 有 16 个测试电极。 权 利 要 求 书 CN 203815454 U 2 1/4 页 3 一种体表电导分布测试仪 技术领域 0001 本实用新型属于心理学生物反馈技术领域， 涉及一种体表电导分布测试仪。 背景技术 0002 量子力学认为， 人体的器官， 组织， 细胞， 分子， 原子都要辐射电磁波， 这些电磁波 。
6、驻波的叠加， 在体内形成非均匀的电场。人体生理和心理的状态对人体内的电场分布影响 极大。通过体表电导分布的检测， 可以检测体内电场分布的变化。利用生物反馈技术， 可进 行心理训练和治疗。 0003 目前， 普遍使用皮电检测的方法来检测一些生理指标， 皮电是表示皮肤上两个选 定点之间的电阻值。皮电生物反馈的原理是 ： 情绪紧张， 恐惧或焦虑情况下汗腺分泌增加， 皮肤表面汗液增多， 引起导电增加而致皮电升高 ； 情绪平静时汗腺分泌减少， 皮肤导电性降 低， 引起皮电降低。因此， 皮电的高低能反映情绪的变化， 是反映情绪变化的生理指标。 0004 皮肤电反应个体在情绪状态时， 皮肤内血管的舒张和收缩。
7、以及汗腺分泌等变化， 引起皮肤电阻的变化， 它代表了自主神经系统的情绪反应。 0005 传统的皮电检测方法通常间接测皮肤电阻 , 加电压会影响皮肤的生物电。 发明内容 0006 本实用新型就是为了解决上述现有技术中的问题， 而提供了一种只通过体表电极 进行检测的体表电导分布测试仪。 0007 本实用新型是按照以下的技术方案来实现的 ： 0008 本实用新型的体表电导分布测试仪， 包括设置在测试仪外壳内部并依次连接的阵 列电导传感器、 通路切换开关、 电荷检测器、 多通道 ADC 转换器以及数据处理器 ； 通路切换 开关、 电荷检测器、 多通道 ADC 转换器和数据处理器分别与嵌入式信号处理器连。
8、接， 嵌入式 信号处理器上还连接有显示器 ； 测试仪外壳的一侧分布有多个测试电极， 并设置有一层绝 缘膜， 测试电极与设置在测试仪外壳内部的阵列电导传感器连接 ； 测试仪外壳与设置有测 试电极的一侧相对的另一侧设置有显示屏， 显示屏与测试仪外壳内部的显示器连接。 0009 所述的测试仪外壳呈扁平的长方体状， 测试仪外壳的左侧和右侧分别设置有一条 固定带， 左固定带通过固定带连接轴连接在测试仪外壳的左侧， 右固定带通过固定带连接 轴连接在测试仪外壳的右侧。 0010 所述的右固定带上套接有固定环， 右固定带的端部设置有固定搭扣。 0011 本实用新型具有的优点和积极效果是 ： 0012 本实用新。
9、型的体表电导分布测试仪， 使用阵列式电导传感器， 设有多个测试电极， 测试电极与人体皮肤之间有一个绝缘膜， 使电极与皮肤之间形成一个电容 Cs， 通过电荷检 测器检测 Cs 的充放电电荷， 经过 ADC 转换器计算出电容值 Cs， 从而计算出人体内电场的强 度。通过数据处理器和信号处理器得到体表电导分布图。本实用新型只通过体表电极进行 检测而且电极与皮肤是绝缘的， 对被试者没有任何影响， 检测精度高， 检测速度快， 稳定性 说 明 书 CN 203815454 U 3 2/4 页 4 好， 能对人的情绪变化， 注意力变化， 情绪的稳定性等进行评估。 0013 本实用新型的电导测量技术可替代皮电。
10、测量技术， 比现有的皮电测量方法更合 理， 更科学， 可应用于测试人的情绪变化， 注意力变化， 意识状态变化等心理学领域。 附图说明 0014 图 1 是本实用新型的体表电导分布测试仪的内部结构框图 ； 0015 图 2 是本实用新型的体表电导分布测试仪外观结构示意图 ； 0016 图 3 是本实用新型的电荷检测器的电路原理图 ； 0017 图中主要部件符号说明 ： 0018 1 ： 阵列电导传感器 2 ： 通路切换开关 0019 3 ： 电荷检测器 4 ： 多通道 ADC 转换器 0020 5 ： 数据处理器 6 ： 显示器 0021 7 ： 嵌入式信号处理器 8 ： 固定搭扣 0022 9。
11、 ： 左固定带 10 ： 固定带连接轴 0023 11 ： 测试仪外壳 12 ： 绝缘膜 0024 13 ： 测试电极 14 ： 右固定带 0025 15 ： 固定环 16 ： 体表电位 0026 17 ： 电压测量点 18 ： 积分电容 0027 19 ： 运算放大器 20 ： 输出端。 具体实施方式 0028 以下结合附图和具体实施方式对本实用新型的体表电导分布测试仪进行详细描 述， 附图中与现有技术相同的部件采用了相同的标号。下述各实施例仅用于说明本实用新 型而并非对本实用新型的限制。 0029 图 1 是本实用新型的体表电导分布测试仪的内部结构框图 ； 图 2 是本实用新型的 体表电导。
12、分布测试仪外观结构示意图。如图 1 和图 2 所示， 本实用新型的体表电导分布测 试仪， 包括设置在测试仪外壳 11 内部并依次连接的阵列电导传感器 1、 通路切换开关 2、 电 荷检测器 3、 多通道 ADC 转换器 4 以及数据处理器 5。通路切换开关 2、 电荷检测器 3、 多通 道ADC转换器4和数据处理器5分别与嵌入式信号处理器7连接， 嵌入式信号处理器7上还 连接有显示器 6。测试仪外壳 11 的一侧分布有多个测试电极 13， 并设置有一层绝缘膜 12， 测试电极 13 与设置在测试仪外壳 11 内部的阵列电导传感器 1 连接。测试仪外壳 11 与设 置有测试电极 13 的一侧相对。
13、的另一侧设置有显示屏， 显示屏与测试仪外壳内部的显示器 6 连接。 0030 测试仪外壳 11 呈扁平的长方体状， 测试电极 13 和显示屏分别设置于测试仪外壳 的正面和背面。测试仪外壳 11 的左侧和右侧分别连接有一条固定带， 左固定带 9 通过固定 带连接轴 10 连接在测试仪外壳的左侧， 右固定带 14 通过固定带连接轴 10 连接在测试仪外 壳的右侧。右固定带 14 上套接有固定环 15， 右固定带 14 的端部设置有固定搭扣 8。使用 时， 左固定带 9 穿过固定搭扣 8 并根据松紧程度进行固定， 左固定带 9 伸出固定搭扣 8 的多 余部分由固定环 15 束缚固定。 说 明 书 C。
14、N 203815454 U 4 3/4 页 5 0031 本实用新型的理论基础如下 ： 任何生物都由分子构成， 分子由原子构成， 原子由原 子核及电子构成。电子围绕原子核旋转产生磁场。人体的心理， 生理发生变化时， 首先是构 成人体的物质结构要素发生变化， 构成原子的电子的正常运动首先异常。由于电子运动和 磁场的相关性， 一旦引起正常电子的共振磁场变化， 从原子到分子， 从分子到细胞， 从细胞 到器官的信息传递通道发生变化， 结果引起体内电场分布的变化。 0032 事实上， 当被测者情绪波动时， 皮肤电阻值并不是单调的下降， 而是急剧地上下波 动。 在情绪波动时， 电磁场的耗散结构会出现大幅度。
15、的涨落， 从而导致身体电导能力的大幅 度波动。 0033 电导 （J） 是电阻 （R） 的倒数， 也就是 R=1/J 或 J=I/V) 。从物理学的角度来看， 电导 （J） 与电场强度是成正比的。J=E， 是与物质有关的一个常数。在皮肤上测量的不是什 么皮肤电阻而是身体电导， 根据公式 J=E ： 电导 （J） 是与电场强度 （E） 成正比。结论是在 皮肤上测量的就是身体内的电场强度 （E） 。 0034 “耗散结构” 是一种动态的结构， 依靠不断的能量供应才能存在， 而人体内的能量 分布是由电磁波形成的耗散结构。 人体的器官， 组织， 细胞， 分子等等都会发射电磁波， 所以 它们都是电磁波的。
16、波源， 又称 “振子” 。 人体的心和肺就是两个典型的电磁波源， 也是两个振 子。常用的心电图就是测量心脏发出的电磁波。不常用的肺电图同样也是测量电磁波。它 们必须有各自的固有频率， 但是它们又不能完全独立。 运动时， 彼此都要相应加速 ； 休息时， 又要相应减速。 0035 物理学理论指出， 人体的电导与内电场的强度成正比。 在很大程度上， 人体电导的 测量可以在体表运行， 从而测定人体内电场的分布。这种内电场的非均匀分布主要是由电 磁驻波的重叠产生的。我们没有必要测量和计算电磁波的频谱， 而可以在体表对这个电磁 波的干涉图进行采样测定， 从而得出人体生理和心理状态的改变。 0036 为了通。
17、过体表检测体内的电场强度， 又不影响人体本身的电场。在检测电极和皮 肤之间放置了绝缘膜， 使检测电极和皮肤之间形成了一个测量电容CS。 通过对电容的检测， 推算出体表的电场。 0037 图 3 是本发明的电荷检测器的电路原理图。如图 3 所示， 电荷检测器内部设置有 运算放大器19， 积分电容18连接在运算放大器19的同相输入端和输出端之间， 复位开关K2 与积分电容 18 并联。检测电极与皮肤上的体表电位 16 之间形成测量电容 Cs， 测量电容 Cs 通过开关K1连接到运算放大器的同相输入端。 测量时， 首先， 对测量电容Cs充电， 闭合开关 K1， 从运算放大器的反相输入端的电压测量点 。
18、17 测得测量电压 V1， 再断开开关 K1， 从运算放 大器的输出端20处得到测量电荷Q1； 然后， 让测量电容Cs放电， 闭合开关K1， 从电压测量点 17 得到偏置电压 V2， 再断开开关 K1， 从运算放大器的输出端 20 处得到偏置电荷 Q2。根据公 式 CS=(Q1-Q2)/(V1-V2)， 即可得到检测电极与皮肤之间的电容值， 从而推算出体表的电导。 0038 通过阵列式电导传感器测得体表各点得电位后， 经过 A/D 转换器计算出电容值 Cs， 计算出人体内电场的强度。 通过数据处理器和嵌入式信号处理器得到体表电导分布图， 并在显示器上显示。 0039 本技术只通过体表电极进行检。
19、测而且电极与皮肤是绝缘的， 对被试者没有任何影 响， 检测精度高， 检测速度快， 稳定性好。 为心理学的生物反馈提供了一种新的反馈技术。 通 过计算机的计算和图形技术， 就能得到人体表面电导的分布图。它能反映人体心理和生理 说 明 书 CN 203815454 U 5 4/4 页 6 的变化， 可为心理学的生物反馈提供一个新的反馈量。 0040 本实用新型的体表电导分布测试仪， 对心理学领域普遍使用的皮电测量技术， 进 行了改进。电导测量技术可替代皮电测量技术， 比现有的皮电测量方法更合理， 更科学。可 应用于测试人的情绪变化， 注意力变化， 意识状态变化等心理学领域。 说 明 书 CN 203815454 U 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 203815454 U 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 203815454 U 8 。