[發明專利]一種基于手指振動觸覺刺激的警覺注意力測量系統及方法

有效

• 申請號: 201710631294.1
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107569245B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 王黨校;郭琦琦;張玉茹;彭聰
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: A61B5/16
• 分類號: A61B5/16
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;付久春

1.一種基于手指振動觸覺刺激的警覺注意力測量系統，其特征在于，包括：主控制模塊、從控制模塊、振動觸覺模塊和抗干擾模塊；其中，

所述主控制模塊，與所述從控制模塊連接，能控制所述從控制模塊驅動所述振動觸覺模塊刺激用戶，并接收用戶反饋來測量用戶的反應時間以及根據用戶的反應時間計算得出用戶的警覺注意力；

所述從控制模塊，與所述振動觸覺模塊連接，能驅動所述振動觸覺模塊產生不同強度的振動觸覺刺激；

所述振動觸覺模塊，設置于被測者的手指，能產生不同強度的振動觸覺刺激以對用戶的手指進行刺激；

所述抗干擾模塊，用于在測量過程中，佩戴于用戶以隔絕外界環境對被測者的聲音干擾和視覺干擾；

所述主控制模塊包括：計算機和測量警覺注意力的計算機程序；其中，

所述計算機，執行所述測量警覺注意力的計算機程序；

所述測量警覺注意力的計算機程序，用于接收用戶由鍵盤給出的反饋，向所述從控制模塊發送控制命令以及測量用戶的反應時間；

所述測量警覺注意力的計算機程序包括：

定時模塊、計時模塊、數據通信模塊和數據處理模塊；

其中，所述定時模塊，用于嚴格控制測量流程的時間；

所述計時模塊，用于記錄被測者測量開始到反饋之間的反應時間；

數據通信模塊，用于測量階段發送相關指令給下位機；

所述數據處理模塊，用于根據所述計時模塊測得的反應時間，計算出基于手指振動觸覺刺激下的警覺注意力；

所述數據處理模塊計算出基于手指振動觸覺刺激下的警覺注意力方式如下：

若設定N個測量任務，其中N/2個測量任務為無線索刺激的測量任務，另外N/2個測量任務為含有中央線索刺激的測量任務；若無線索刺激的測量任務中有m個任務被正確反饋，含有中央線索刺激的測量任務有n個任務被正確反饋；則在無線索刺激的情況下，通過用戶的平均反應時間為：

在含有中央線索刺激的情況下，用戶的平均反應時間為：

則基于手指振動觸覺刺激下的警覺注意力為：

R.T_Alerting＝R.T_NoCue-R.T_CenterCue

當測量任務次數達到N次之后，按上式進行數據處理，即計算得出在手指振動觸覺刺激下的警覺注意力；

所述無線索刺激為用戶的食指、中指、無名指上的所述振動觸覺模塊的交流振動馬達均不產生振動；

所述中央線索刺激為中指上的所述振動觸覺模塊的交流振動馬達產生振動，而食指和無名指上的所述振動觸覺模塊的交流振動馬達不產生振動。

2.根據權利要求1所述的一種基于手指振動觸覺刺激的警覺注意力測量系統，其特征在于，所述從控制模塊包括：下位機和交流振動馬達驅動器；其中，

所述下位機，通過串口線與所述主控制模塊的計算機連接，能接收所述主控制模塊的計算機執行的測量警覺注意力的計算機程序發送的控制命令，并根據控制命令執行下位機程序來控制所述交流振動馬達驅動器；

所述交流振動馬達驅動器，與所述振動觸覺模塊連接，能驅動所述振動觸覺模塊振動。

3.根據權利要求1所述的一種基于手指振動觸覺刺激的警覺注意力測量系統，其特征在于，所述振動觸覺模塊包括：三個交流振動馬達和馬達固定裝置；其中，

所述三個交流振動馬達，通過I2C總線與所述從控制模塊的交流振動馬達驅動器連接，用于產生不同強度的振動觸覺刺激用戶的手指；

所述馬達固定裝置，用于將所述三個交流振動馬達固定于用戶手的食指、中指、無名指上。

4.根據權利要求1所述的一種基于手指振動觸覺刺激的警覺注意力測量系統，其特征在于，所述抗干擾模塊包括：抗噪音耳罩與遮光眼罩；其中，

所述抗噪音耳罩，用于在測量過程中，佩戴于用戶的耳部以隔絕外界環境對用戶的聲音干擾；

所述遮光眼罩，用于在測量過程中，佩戴于用戶的眼部以隔絕外界環境對用戶的視覺干擾。