Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом - RU173166U1
Код документа: RU173166U1
Чертежи
Описание
Заявляемая полезная модель относится к области измерения биоэлектрических сигналов организма с применением электроэнцефалографии.
Известна система связи с использованием мозговой активности (патент US 6011991, опубликован 04.01.2000). Активность мозга человека отслеживается, фиксируется и передается, например, с помощью спутника. Принятый сигнал проходит процедуру сравнения с предварительно созданными кривыми активности мозга, характерными для определенного набора действий человека. При наличии совпадения можно определить какое именно действие совершил человек.
Основными недостатками известной системы являются низкий уровень распознавания сигналов мозга, низкие функциональные возможности.
Наиболее близким к заявляемому решению являются устройство, система и способ управления электронными устройствами через мысли (Патент WO 2014102722, опубликован 03.07.2014). Способ заключается в детектировании мозговой активности при помощи одного или более электродов, расположенных в непосредственной близости от головного мозга пользователя, анализа полученных сигналов для сравнения их с образцом мозговой активности пользователя. На основе сходства сигналов определяется, какая именно команда поступает.
Основным недостатком известной системы также является невысокая точность распознавания сигналов мозга наряду с узкой областью применения.
Целью заявляемой полезной модели является устранение указанных недостатков для достижения таких технических результатов, как повышение точности распознавания сигналов мозга, расширение функциональных возможностей.
Поставленная цель достигается следующим образом: детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, состоящий из корпуса с модулем индикации, включающий последовательно соединенные приемный блок сигналов головного мозга, усилитель сигналов головного мозга, аналого-цифровой преобразователь сигнала головного мозга, блок записи сигналов головного мозга, блок памяти, блок сравнения, а также содержащий блок электропитания, при этом он дополнительно содержит два канала приемника электромагнитных колебаний в диапазоне излучения головного мозга, так что каждый из них последовательно включает антенну, приемник входного сигнала, усилитель входного сигнала, аналого-цифровой преобразователь входного сигнала, процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов, блок определения амплитуды входного сигнала, причем выходы соединены как с сумматором, выход которого соединен с входом блока сравнения, так и с блоком определения местоположения источника излучения головного мозга, снабженным каскадом сравнения уровней амплитуды сигналов, поступивших с разных антенн; в свою очередь, выходы блока сравнения и блока определения местоположения соединены с модулем индикации.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что приемный блок сигналов головного мозга снабжен разъемом для непосредственного соединения с источником таких сигналов.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что снабжен Wi-Fi приемником.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что снабжен портом USB.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что блок записи сигналов головного мозга, блок памяти, блок сравнения сформированы на основе встроенного компьютера.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что усилитель входного сигнала содержит более одного каскада усиления.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов осуществлен на однокристальном микропроцессоре.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что аналого-цифровой преобразователь снабжен процессором защиты от помех.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что модуль индикации представляет собой экран монитора.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что модуль индикации представляет собой информационное табло с подсветкой.
Детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, в частности, может характеризоваться тем, что модуль индикации представляет собой агрегат голосового сообщения обработанной информации.
На чертеже представлена блок-схема детектора электромагнитных волн, где цифрами обозначены:
1 Корпус
2 Входной порт
3 Модуль индикации в виде дисплея
4 Приемный блок сигнала индивидуальных данных ЭЭГ
5 Усилитель сигнала индивидуальных данных ЭЭГ
6 Аналого-цифровой преобразователь индивидуальных данных ЭЭГ
7 Блок записи индивидуальных данных ЭЭГ
8 Блок памяти
9 Блок сравнения
10 Антенна 1
11 Приемник входного сигнала 1
12 Усилитель входного сигнала 1
13 Аналого-цифровой преобразователь 1
14 Процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 1
15 Блок определения амплитуды входного сигнала 1
16 Антенна 2
17 Приемник входного сигнала 2
18 Усилитель входного сигнала 2
19 Аналого-цифровой преобразователь 2
20 Процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 2
21 Блок определения амплитуды входного сигнала 2
22 Сумматор
23 Блок определения местоположения источника излучения
Представленный на чертеже детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, устроен и действует следующим образом.
В блоке памяти 8 имеется ряд предварительно записанных сигналов от человека (либо животного), идентифицированных и записанных ранее на типовом оборудовании. Запись сигналов происходит при помощи, например, типового электроэнцефалографа (не показан), который может быть подключен к заявляемому детектору через входной порт 2. Сигнал, подлежащий записи, поступает на приемный блок сигнала индивидуальных данных ЭЭГ 4, при этом сам приемный блок может иметь разъем для соединения с типовым оборудованием, являющимся источником сигнала, и/или иметь Wi-Fi приемник, и/или иметь порт USB. Сигнал от типового оборудования (например, электроэнцефалографа) проходит процесс усиления при помощи блока усилителя сигнала индивидуальных данных ЭЭГ 5, преобразовывается в цифровой сигнал при помощи аналого-цифрового преобразователя индивидуальных данных ЭЭГ 6 и записывается при помощи блока записи индивидуальных данных ЭЭГ 7, откуда помещается на хранение в блок памяти 8.
Генерируемые головным мозгом электромагнитные колебания, улавливаются при помощи как минимум двух каналов (для повышения точности определения координаты источника мозговых колебаний может быть несколько таких каналов), состоящих из антенны 1 10, сигнал с которой приходит на приемник входного сигнала1 и далее проходит усиление при помощи усилителя входного сигнала 1 12, который может содержать более одного каскада усиления. Затем сигнал происходит первичную обработку при помощи блока аналого-цифрового преобразователя 1 13, который в целях повышения надежности работы детектора может быть снабжен процессором защиты от помех. После этого цифровой сигнал проходит процесс шумоподавления, при помощи процессора выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 1 14, который может быть, например, однокристальным, и поступает на блок определения амплитуды входного сигнала 1 15. Сигналы, уловленные антенной 2 16, проходят сходный процесс обработки, где сигнал движется по тракту приемник входного сигнала 2 17, далее на усилитель входного сигнала 2 18, который также может содержать более одного каскада усиления. После этого сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь 2 19, который также может быть снабжен процессором защиты от помех. Затем сигнал идет на процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 2 20, который также может быть, например, однокристальным. После этого сигнал поступает на блок определения амплитуды входного сигнала 2 21. Сигналы, полученные с двух блоков - процессора выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 1 14 и процессора выделения сигналов головного мозга на фоне шумов 2 21, смешиваются на блоке 22 - сумматоре. Затем сигнал с сумматора 22 происходит процесс сравнивания сигнала в блоке сравнения 9 с сигналами, которые хранятся в блоке памяти 8. На основании сравнения указанных сигналов делается вывод об идентификации исходных сигналов головного мозга людей или животных.
Блок определения местоположения источника излучения 23 может быть снабжен каскадом сравнения уровней амплитуды сигналов, поступивших с разных антенн, и служит для определения координат идентифицированного человека (либо животного). Также он включается в цепь в месте соединения блока определения амплитуды входного сигнала-1 15 и блока определения амплитуды входного сигнала-2 21.
Необходимая информация в процессе работы может выводиться на модуль индикации в виде дисплея 3, реализация которого может быть представлена, например, в виде экрана монитора или табло с подсветкой, или агрегата голосового сообщения обработанной информации. Дисплей 3 соединяется с блоком сравнения 9 и блоком определения местоположения источника излучения 23.
Все блоки заявляемого устройства соединены между собой известными способами и установлены в едином корпусе 1. Работа всех компонентов обеспечивается при помощи подачи электропитания с внутреннего блока (блок электропитания на чертеже не показан).
Применение в приемном канале электромагнитных волн усилителя входного сигнала, аналого-цифрового преобразователя совместно с процессором выделения сигналов головного мозга на фоне шумов несомненно позволяет достичь заявляемого технических результата - повышения точности распознавания сигналов мозга, а наличие нескольких каналов приемника обеспечивает расширение функциональных возможностей прибора, в частности не только осуществляет идентификацию сигналов головного мозга живого существа, но и определение его местоположения в пространстве.
Промышленная применимость
Заявляемый детектор электромагнитных волн, имеет широкую сферу применения, и может быть особенно полезен, например, в медицинской сфере, в частности, в качестве инструмента пеленгации больных в пределах палаты. Может быть изготовлен на базе отечественных предприятий электропромышленности.
Реферат
Заявляемая полезная модель относится к области измерения биоэлектрических сигналов организма с применением электроэнцефалографии.Целью заявляемой полезной модели является достижение таких технических результатов, как повышение точности распознавания сигналов мозга, расширение функциональных возможностей.Поставленная цель достигается следующим образом: детектор электромагнитных волн, излучаемых головным мозгом, состоящий из корпуса с антеннами, входными портами и модулем индикации, включающий последовательно соединенные приемный блок сигналов головного мозга, усилитель сигналов головного мозга, аналого-цифровой преобразователь сигналов головного мозга, блок записи сигналов головного мозга, блок памяти, блок сравнения, а также содержащий блок электропитания, при этом он дополнительно содержит по меньшей мере два канала приемника электромагнитных колебаний в диапазоне излучения головного мозга, так что каждый из них последовательно включает антенну, приемник входного сигнала, усилитель входного сигнала, аналого-цифровой преобразователь входного сигнала, процессор выделения сигналов головного мозга на фоне шумов, блок определения амплитуды входного сигнала, причем выходы этих каналов соединены как с сумматором, выход которого соединен с входом блока сравнения, так и с блоком определения местоположения источника излучения головного мозга; в свою очередь, выходы блока сравнения и блока определения местоположения соединены с модулем индикации.Заявляемый детектор электромагнитных волн имеет широкую сферу применения и может быть особенно полезен, например, при взаимодействии и с людьми, либо животными, или их идентификации, когда, в частности, имеются затруднения в вербальном общении.
