一种新颖的反馈电刺激装置研制与应用
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脑电放大器的第一级由运放电路构成电压跟随器，以提高放大电路的共模抑制比和输入阻抗。考虑到供电与功耗的问题，放大电路可选用微功耗可低电压工作的四运放运算放大器芯片LM324，其结构紧凑，功耗低。放大电路的第二级选用了功率放大芯片LM386。后级是一个带通滤波器，通带为0．5～70 Hz，可以滤除脑电的高频分量和一些高频干扰信号。电路中应设置60 Hz工频滤除电路，即工频陷波。经过放大调理后的脑电信号，幅值应在0～5 V之间。
1．3 回归复杂度
对于N点的原始一维时间序列，如脑电图时间序列ui，通过时间延迟的方法，可以重建得到一组相空间中的向量：
式中：τ是延迟时间；m是嵌入维数。
将上述向量采用如下所述的的算法在二维平面上展示出来，进而分析该序列的相关特性和二维图中每一点表示的时间i和时间j之间是否存在着复原关系，这样的二维图称之为回归图。
在数学上，回归图计算公式可以表示为：
式中：εi是截止距离；||・||表示范数；@(z)是Heavi-side函数
本装置所进行的计算中，嵌入维数m和时间延迟τ均取3，截止距离εi取所有向量距离中最大值的5％。在按上述方法得到脑电的回归图后，定义回归复杂度为回归图上回归点所占的比例：本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/188450.htm
该回归复杂度的取值在0～1之间。根据回归复杂度与睡眠的深度基本成正比的关系，可判断睡眠质量越好，回归复杂度越小；睡眠质量越差，回归复杂度越大。图2(a)为睡眠质量较高时，回归复杂度为0．17的回归图；图2(b)为睡眠质量不高时，回归复杂度为0．71的回归图。
根据计算的脑电信号的回归复杂度指数值，直接将睡眠的深度量级用回归复杂度指数代表。即提取受试者不同睡眠期四道脑电回归复杂度的平均值，该平均值是睡眠深度的量化结果。
1．4 刺激波形的产生
本文提出的个性化神经反馈失眠治疗装置，是由一个CPU为C8051的单片机控制的。C8051单片机内部集成了一个12位模／数转换器、5个通用16位定时器、内部可编程振荡器、低功耗128 B的非易失数据存储以及丰富的输入输出资源，扩展系统中还包含64 KB的随机存取存储器RAM和64 KB的只读存储器ROM。运用系统中的数／模转换电路通过编程可以产生方波、三角波和正弦波等不同波形和参数的刺激模式，通过在程序中加人延时程序可以改变刺激波形的频率，通过改变数／模转换的数字信号值调节刺激波形的幅度。
利用单片机内部可编程振荡器作为单片机系统时钟，内部的参考电压作为数／模转换电路的参考电压，其中数／模转换电路的寄存器的值分别在定时器的中断服务程序中设定，并启动转换，转换结果经过由功率放大器进行幅度放大。
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