專利名稱：一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光電測(cè)定裝置，尤其涉及一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置。
背景技術(shù)：
人體皮膚由表皮和真皮組成，皮下組織為疏松結(jié)締組織和脂肪組織，該層的膠原纖維和彈性纖維與肌肉相連，皮膚和皮下組織的厚度因分布的位置、年齡、性別而不同，而位于人額骨和頂骨的厚度較薄，一般皮膚厚度約為1-4mm，皮下組織厚度約為3-5mm。
一般認(rèn)為，女性或體胖的人皮下組織較厚，但發(fā)明人發(fā)現(xiàn)位于腦部額骨和頂骨的皮膚及皮下組織有著并不象一般通常認(rèn)為的這種規(guī)律，不同年齡、性別、體質(zhì)、胖瘦與人額骨和頂骨的皮膚及皮下組織的厚度沒有直接的關(guān)連，甚至初生嬰兒也是如此，而且皮層的厚度并不隨年齡的增長(zhǎng)成正比例關(guān)系，這種現(xiàn)象是發(fā)明人在數(shù)十年從事智力研究過程中發(fā)現(xiàn)的，而且還發(fā)現(xiàn)人的智力和運(yùn)動(dòng)能力的水平與人額骨和頂骨的皮膚及皮下組織的厚度有密切的聯(lián)系，能夠通過該處的皮膚及皮下組織的厚度這種外部特征表現(xiàn)出來。
為了證明這種聯(lián)系的客觀性，發(fā)明人設(shè)計(jì)出一種可以準(zhǔn)確測(cè)定皮層厚度的光電裝置，不同于現(xiàn)有的機(jī)械地將皮層拉起進(jìn)行測(cè)定的裝置，由于人額骨和頂骨的皮膚及皮下組織與下層組織結(jié)合緊密，也不可能用這種機(jī)械裝置測(cè)定。
運(yùn)用已知的近紅外光在750-1000納米的范圍對(duì)皮膚有很好的透射率，光透過皮膚進(jìn)入脂肪之后會(huì)產(chǎn)生吸收和散射兩個(gè)效應(yīng)，散射部分可穿過皮膚層而被檢測(cè)到，由于皮下組織和肌肉之間的分介層對(duì)紅外光起到強(qiáng)烈的吸收作用，因此，肌肉不會(huì)對(duì)背向散射光產(chǎn)生作用，發(fā)明人設(shè)計(jì)出一種光電裝置，通過對(duì)散射光的數(shù)據(jù)采集，和該裝置設(shè)置的軟件進(jìn)行人的散射光、皮層厚度、智力和運(yùn)動(dòng)能力的水平的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行分析，來測(cè)定人的智力和運(yùn)動(dòng)能力的高低，從而為早期發(fā)現(xiàn)人才、培養(yǎng)人才、開發(fā)人才提供科學(xué)客觀依據(jù)。
人的智力不僅與先天遺傳有關(guān)，而且與后天的發(fā)展和訓(xùn)練有關(guān)，先天遺傳很難改變，但后天的發(fā)展和訓(xùn)練在很大程度上可以彌補(bǔ)先天的不足，發(fā)明人正是基于開發(fā)智力和對(duì)智力開發(fā)的需要，設(shè)計(jì)這種裝置，以做到早期開發(fā)、選拔人才、人盡其才的目的。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種光電測(cè)定裝置，尤其提供一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，具有準(zhǔn)確、時(shí)間短、無副作用的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是包括本體、本體上的近紅外光發(fā)射或接收光束的窗孔和顯示單元；所述本體還設(shè)有使測(cè)定裝置工作的開關(guān)和完成數(shù)據(jù)采集的功能鍵；所述本體可為前后兩面配合的殼體，所述窗孔和顯示單元位于所述殼體上；所述本體包括近紅外光發(fā)射單元、光接收及放大單元、數(shù)據(jù)采集微處理芯片和顯示單元，以及預(yù)設(shè)有采樣參考值的軟件；所述近紅外光發(fā)射單元包括發(fā)射紅外光的紅外發(fā)光二極及其連接的單穩(wěn)態(tài)脈沖信號(hào)發(fā)生電路；所述脈沖信號(hào)發(fā)生路產(chǎn)生一定脈寬的脈沖，輸出脈沖經(jīng)放大，驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)光二極管饋電，并使其發(fā)光，作為入射到皮膚的光源。
所述光接收及放大單元包括光電轉(zhuǎn)換器及其構(gòu)成的放大電路，所述光電轉(zhuǎn)換器為接收皮層下反射回的紅外信號(hào)的光電接收管；入射光經(jīng)皮膚透出后射到光電轉(zhuǎn)換器的光敏面上，產(chǎn)生的電流進(jìn)入光電接收管，并經(jīng)其構(gòu)成的光電放大電路予以放大，輸出電壓送給信號(hào)采樣板采集；所述信號(hào)采樣板以轉(zhuǎn)換插結(jié)口與所述放大單元連接的、并對(duì)放大信號(hào)進(jìn)行信號(hào)數(shù)據(jù)采集；所述信號(hào)采樣板為單片機(jī)，并與顯示器連接；所述信號(hào)采樣板將數(shù)據(jù)輸入微處理芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理得到采樣值，對(duì)照軟件預(yù)設(shè)的采樣參考值，評(píng)定人智力和運(yùn)動(dòng)能力的高低。
本實(shí)用新型還可設(shè)有與信號(hào)采樣板連接的聲音裝置，以利數(shù)字轉(zhuǎn)換后進(jìn)行測(cè)定的確認(rèn)；本實(shí)用新型涉及的元器件均可為現(xiàn)有已知元器件。
本實(shí)用新型的工作原理是發(fā)光二極管由脈沖信號(hào)發(fā)生器激發(fā)近紅外光射入待測(cè)的額骨和頂骨處的皮膚，該皮膚的背向散射光由光接收接收轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，由信號(hào)放大，進(jìn)行光電數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)采集，信號(hào)采樣板、微處理芯片將信號(hào)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為采樣值，顯示在顯示器上，對(duì)照軟件預(yù)設(shè)的采樣參考值，評(píng)定人智力和運(yùn)動(dòng)能力的高低。
由于不同個(gè)體體溫的差異，這種差異對(duì)近紅外光的背向散射光信號(hào)轉(zhuǎn)換的采樣值會(huì)產(chǎn)生差異，為消除該差異，可進(jìn)行多次測(cè)試，并求得體溫差異與轉(zhuǎn)換的采樣值差異之間的相關(guān)系數(shù)，并編入智力和運(yùn)動(dòng)能力測(cè)定軟件中，使評(píng)定結(jié)果更可靠。
為了長(zhǎng)期追蹤智力和運(yùn)動(dòng)能力的變化，本實(shí)用新型還可以包括與所述信號(hào)采樣板連接的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，將所述信號(hào)或采樣值輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行分析。
本實(shí)用新型所述軟件是通過發(fā)明人長(zhǎng)期從事解剖實(shí)驗(yàn)和社會(huì)實(shí)踐中總結(jié)出來的，該軟件在評(píng)定人智力和運(yùn)動(dòng)能力，不僅包括頭部皮層厚度，還包括大腦皮層厚度、人耳部的大小特征數(shù)據(jù)。其中，頭部皮層和大腦皮層越薄智力的水平越高。發(fā)明人把人的大腦分為男性腦和女性腦，該分類是指智力和運(yùn)動(dòng)能力的標(biāo)準(zhǔn)，男女通用，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)上下之間的長(zhǎng)度和耳的寬度可表現(xiàn)人的智力和運(yùn)動(dòng)能力，耳長(zhǎng)度代表女性腦，耳的寬度代表男性腦，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，寬度越寬，智力和運(yùn)動(dòng)能力也越高。
發(fā)明人根據(jù)人智力和運(yùn)動(dòng)能力的水平分為32各等級(jí)并編入所述軟件中1、男特一級(jí)智力，一步腦(該類人屬國(guó)家棟梁之才，相當(dāng)于博士后、博導(dǎo)、院士及高級(jí)黨政軍領(lǐng)導(dǎo))2、女特一級(jí)智力，一步腦(該類人屬國(guó)家棟梁之才，相當(dāng)于博士后、博導(dǎo)、院士及高級(jí)黨政軍領(lǐng)導(dǎo))3、男特二級(jí)智力，二步腦(該類人屬國(guó)家棟梁之才，相當(dāng)于博士后、博導(dǎo)、院士及高級(jí)黨政軍領(lǐng)導(dǎo))4、女特二級(jí)智力，二步腦(該類人屬國(guó)家棟梁之才，相當(dāng)于博士后、博導(dǎo)、院士及高級(jí)黨政軍領(lǐng)導(dǎo))5、男一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、教授及黨政軍領(lǐng)導(dǎo))6、女一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、教授及黨政軍領(lǐng)導(dǎo))7、男二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、教授)8、女二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、教授)
9、男三級(jí)智力，三步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、副教授)10、女三級(jí)智力，三步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、碩士、博士、副教授)11、男四級(jí)智力，四步腦(相當(dāng)于一般大學(xué)學(xué)士、碩士)12、女四級(jí)智力，四步腦(相當(dāng)于一般大學(xué)學(xué)士、碩士)13、男五級(jí)智力，五步腦(相當(dāng)于一般大學(xué)學(xué)士、大專)14、女五級(jí)智力，五步腦(相當(dāng)于一般大學(xué)學(xué)士、大專)15、男六級(jí)智力，六步腦(相當(dāng)于大專、中專)16、女六級(jí)智力，六步腦(相當(dāng)于大專、中專)17、純男特一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)18、純男特二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)19、純男性一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)20、純男性二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)21、純男性三級(jí)智力，三步腦(相當(dāng)于本科、大專)22、純男性四級(jí)智力，四步腦(相當(dāng)于本科、大專)23、純男性五級(jí)智力，五步腦(相當(dāng)于大專、中專)24、純男性六級(jí)智力，六步腦(相當(dāng)于大專、中專)25、純女特一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)26、純女特二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)27、純女特一級(jí)智力，一步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)28、純女特二級(jí)智力，二步腦(相當(dāng)于名牌大學(xué)學(xué)士、研究生)29、純女性三級(jí)智力，三步腦(相當(dāng)于大專、中專)30、純女性四級(jí)智力，四步腦(相當(dāng)于大專、中專)31、純女性五級(jí)智力，五步腦(相當(dāng)于大專、中專)32、純女性六級(jí)智力，六步腦(相當(dāng)于大專、中專)上述標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)長(zhǎng)期測(cè)試，準(zhǔn)確率為95％以上。
所述標(biāo)準(zhǔn)還用于測(cè)試人智力開發(fā)程度，發(fā)明人將智力開發(fā)程度分為50％、60％、70％、80％、85％、90％、95％、100％，準(zhǔn)確率為95％以上。
所述標(biāo)準(zhǔn)還用于測(cè)試人智力衰退年齡，發(fā)明人將智力衰退年齡分為40歲、45歲、50歲、60歲、70歲，準(zhǔn)確率為85％以上。
本標(biāo)準(zhǔn)還用于測(cè)試運(yùn)動(dòng)能力情況，可用于選拔運(yùn)動(dòng)員和特殊技能人才的參考，準(zhǔn)確率為95％以上。
本標(biāo)準(zhǔn)還用于測(cè)試青少年智力開發(fā)程度、學(xué)習(xí)情況，用于早期開發(fā)智力和運(yùn)動(dòng)能力的培養(yǎng)，準(zhǔn)確率為95％以上。
發(fā)明人對(duì)人智力和運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)智力和運(yùn)動(dòng)能力水平與頭部皮層厚度、大腦皮層厚度、人耳部的大小有以下對(duì)應(yīng)關(guān)系，見表1、表2、表3。
表1 耳的長(zhǎng)度與智力和運(yùn)動(dòng)能力分級(jí)對(duì)應(yīng)表耳上下之間長(zhǎng)度(cm) 腦分級(jí)8以上 女性腦一步7.6-8.0女性腦二步7.1-7.5女性腦三步6.6-7.0女性腦四步6.1-6.5女性腦五步5.6-6.0女性腦六步表2耳的寬度與智力和運(yùn)動(dòng)能力分級(jí)對(duì)應(yīng)表耳廓后部寬度(cm) 腦分級(jí)0.8以上男性腦一步0.7-0.8(不含0.8) 男性腦二步0.6-0.7(不含0.7) 男性腦三步0.5-0.6(不含0.6) 男性腦四步0.4-0.5(不含0.5) 男性腦五步0.3-0.4(不含0.4) 男性腦六步表3頭部皮層厚度、大腦皮層厚度與智力和運(yùn)動(dòng)能力分級(jí)對(duì)應(yīng)表序號(hào)頭部皮層厚度(mm)大腦皮層厚度(mm)腦分級(jí)1 1以下0.01特一步2 1-2(不含2) 0.015 二步3 2-3(不含2) 0.02 一步4 3-4(不含2) 0.08 二步5 4-5(不含2) 0.12 三步6 5-6(不含2) 0.14 四步7 6-7(不含2) 0.18 五步8 7-8(不含2) 0.2 六步發(fā)明人測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，如果大腦為開發(fā)，無論幾級(jí)大腦，它門的頭部皮層厚度、大腦皮層厚度差別很小，而頭部皮層厚度與大腦皮層厚度相適應(yīng)，如，對(duì)于特一步腦，頭部皮層厚度和大腦皮層厚度均很薄，1mm以下。
發(fā)明人經(jīng)16萬人的測(cè)試，推算出在我國(guó)13億人口中具有男特一級(jí)腦又具有女特一級(jí)腦的人極少，在男性中大約12-13人，在女性中大約8-9人，而沒有男性腦的純女特一步腦在男性中也僅有10左右。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可用于智力和運(yùn)動(dòng)能力測(cè)試2、具有測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，由于選擇的近紅外光波長(zhǎng)僅作用于人的皮層部位，對(duì)人無任何傷害，十分安全可靠。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型工作流程示意圖圖3為本實(shí)用新型發(fā)射單元電路示意圖圖4為本實(shí)用新型接收單元電路示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例如圖1、圖2、圖3、圖4所述的一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是包括本體1、本體上的近紅外光發(fā)射窗孔7或接收光束的窗孔8和顯示單元2；所述本體還設(shè)有使測(cè)定裝置工作的開關(guān)4、5和功能鍵6；所述本體還包括前后兩面配合的殼體3，所述窗孔和顯示單元位于所述殼體上；本實(shí)用新型的工作原理是圖3發(fā)射單元為一個(gè)由NE555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)脈沖發(fā)生器，在5，6，7腿上分別接C1、C2和R1。3腿接+5V，1腿接地，適當(dāng)調(diào)整電阻、電容R1、C1、C2的數(shù)值，可使脈沖寬度達(dá)到405ms，輸出脈沖由8腿輸出，經(jīng)過R2、W1對(duì)發(fā)光管L1和L2進(jìn)行饋電，并使其發(fā)近紅外光，射入待測(cè)的額骨和頂骨處的皮膚。圖4接收單元為3DU5L硅光電三極管，透過該皮膚的背向散射光射到光電轉(zhuǎn)換器3DU5L的光敏面上，使其產(chǎn)生光電流，此光電流由光電管3DU5L的發(fā)射極送入到三極管89013的基極，并由其構(gòu)成的光電流放大電路予以放大，并從89013的發(fā)射極上、電阻R4取出輸出電壓送給8098單片機(jī)采集；由于光接收信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，信號(hào)采樣板將接收的信號(hào)通過微處理芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為采樣值，顯示在顯示器上，對(duì)照裝置中軟件預(yù)設(shè)的采樣參考值，評(píng)定人智力和運(yùn)動(dòng)能力的高低。
為了長(zhǎng)期追蹤智力和運(yùn)動(dòng)能力的變化，本實(shí)用新型還包括接收單片機(jī)信號(hào)、并進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)，將所述信號(hào)、采樣值儲(chǔ)存進(jìn)行分析。
權(quán)利要求1.一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是包括本體、所述本體上的近紅外光發(fā)射或接收光束的窗孔和顯示單元；所述本體包括近紅外光發(fā)射單元、光接收及放大單元、信號(hào)采樣板、微處理芯片、預(yù)設(shè)有采樣參考值的軟件和顯示器；所述近紅外光發(fā)射單元包括發(fā)射紅外光的紅外發(fā)光二極管及其連接的脈沖信號(hào)發(fā)生電路；所述光接收及放大單元包括光電轉(zhuǎn)換器、與之連接的放大電路；所述信號(hào)采樣板以與所述放大單元連接，并與顯示器連接。。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是所述信號(hào)采樣板為單片機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是所述本體還設(shè)有開關(guān)和功能鍵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是所述本體可為兩面配合的殼體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是所述裝置還設(shè)有與所述信號(hào)采樣板連接的聲音裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是所述裝置還設(shè)有與所述信號(hào)采樣板連接的計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種與智力有關(guān)的頭部皮層厚度的測(cè)定裝置，其特征是包括本體、所述本體上的近紅外光發(fā)射或接收光束的窗孔和顯示單元；所述本體包括近紅外光發(fā)射單元、光接收及放大單元、信號(hào)采樣板、微處理芯片和預(yù)設(shè)有采樣參考值的軟件。本實(shí)用新型具有測(cè)量準(zhǔn)確、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，由于選擇的近紅外光波長(zhǎng)僅作用于人的皮層部位，對(duì)人無任何傷害，安全可靠。
文檔編號(hào)A61B6/00GK2631429SQ0326668
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2003年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月3日
發(fā)明者方梅普 申請(qǐng)人:方梅普