[發明專利]基于眼電開關的腦電生物反饋系統

在審

• 申請號: 201910333590.2
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110037696A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 羅虎;宋立國;陳琰;梁戈;陽勇
• 申請（專利權）人: 廣州貝方醫療設備有限公司
• 主分類號: A61B5/0496
• 分類號: A61B5/0496;A61B5/0476
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 馮炳輝

本發明公開了一種基于眼電開關的腦電生物反饋系統，包括有基于眼電(EOG)的異步開關模塊、腦電信號采集模塊、腦電信號特征提取與分類模塊和基于虛擬現實技術的反饋模塊。采用異步開關模塊啟動腦電生物反饋訓練程序，通過腦電信號采集模塊采集不同訓練過程中的腦電信號，并將預處理后的腦電信號通過腦電信號特征提取與分類模塊進行特征提取與分類，最后由反饋模塊采用Microsoft Visual C++軟件結合開源三維圖像引擎OpenSceneGraph(OSG)編寫程序，設計沉浸式交互式良好的用戶交互界面，同時調用特征提取、分類的算法程序對在線實驗段的數據實時輸出三維的反饋結果，反饋將以各類三維游戲形式呈現給受試者，以幫助受試者更有效地調控大腦節律。

技術領域

本發明涉及眼電、腦電等生物信號與生物反饋的技術領域，尤其是指一種基于眼電開關的腦電生物反饋系統。

背景技術

生物反饋療法(Biofeedback Therapy)又稱生物回授療法，或稱植物神經學習法，是在行為療法的基礎上發展起來的一種新的心理治療技術。生物反饋的原理是通過采集與分析人體的生理指標如腦電、心率變化和肌電來確定人體的精神心理狀態，并借助工程技術的方法將這些信號轉換成容易理解的視覺、聽覺的形式展現給個體，使個體了解自身的生理變化，通過反復的訓練與治療，幫助個體達到認知、調控自身的生理變化，從而達到緩解和治療心理緊張、焦慮、抑郁、失眠等精神心理癥狀的目的。

腦電生物反饋技術通過腦電圖(Electroencephalogram，EEG)傳感器，采集和放大由大腦皮層產生的微弱電信號，不同位置的大腦皮層產生不同節律的腦電信號。EEG傳感器采集到原始的腦電信號，通過系統進行信號放大、記錄和分析，并給出一個或多個反饋信號。腦電活動的節律及振幅與情緒、注意力等有密切的聯系，通過腦電生物反饋可對人體特定的腦電活動進行訓練，達到針對性治療如焦慮、抑郁、失眠、注意力障礙等疾病的目的。

眼電(Electrooculogram，EOG)是角膜與視網膜之間存在的超極化和去極化現象造成的角膜-視網膜之間的電位差，可以用來反映眼球的運動，是一種應用極為廣泛的生物電信號。垂直眼電主要由眼球上下運動或眨眼引起的，水平眼電由眼球的左右運動引起。與腦電相比，眼電信號的模式更為明顯，更易檢測。研究表明，眼球運動的種類很多，其中皺眉和眨眼產生的眼電信號較為明顯，比較適用于構建人機交互系統。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提出了一種基于眼電開關的腦電生物反饋系統，采用基于眼電(EOG)的異步開關模塊啟動腦電生物反饋訓練程序，通過采集不同訓練過程中的腦電信號，并將預處理后的腦電信號進行特征提取與分類，分類結果以互動性強的神經反饋形式(虛擬現實技術，vitual reality)展現給受試者，以幫助受試者更有效地調控大腦節律。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：基于眼電開關的腦電生物反饋系統，包括有基于眼電EOG的異步開關模塊、腦電信號采集模塊、腦電信號特征提取與分類模塊和基于虛擬現實技術的反饋模塊；其中：