[發明專利]一種基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統

在審

• 申請號: 202210013344.0
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN115331781A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 劉正奎;李風華;晏陽;吳坎坎
• 申請（專利權）人: 中國科學院心理研究所
• 主分類號: G16H20/70
• 分類號: G16H20/70;G06F16/635;G06F16/64;G06F16/65;A61B5/16;A61B5/318;A61M21/02
• 代理公司: 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426
• 代理人: 范國鋒;劉冬梅

1.一種基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

該系統包括音樂樣本庫(1)、音樂播放模塊(2)、心電信號提取模塊(3)、情緒能量解算模塊(4)、存儲模塊(5)和推薦置信表模塊(6)；

其中，所述括音樂樣本庫(1)中存儲有多種流派類別的音樂，每首音樂都對應有描述標簽；

所述音樂播放模塊(2)用于篩選音樂播放給使用者聆聽，并在收到切換指令后更換音樂；

所述心電信號提取模塊(3)用于提取使用者的心電信號；

所述情緒能量解算模塊(4)用于根據提取到的使用者的心電信號獲得情緒能量值；

所述存儲模塊(5)用于存儲使用者聆聽的每一首音樂的描述標簽、聆聽時間以及聆聽階段獲得的量化抑郁情緒的融合指標；

所述推薦置信表模塊(6)用于根據存儲模塊(5)中的數據生成推薦置信表和適配音樂庫，并據此控制音樂播放模塊(2)播放的音樂內容。

2.根據權利要求1所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

所述音樂樣本庫(1)中，所述描述標簽包括該音樂的流派類別和具體類別中的情緒子類別；

優選地，通過DBSCAN聚類算法，將同一流派類別的中多個音樂樣本區分為多個情緒子類別。

3.根據權利要求1所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

所述心電信號提取模塊(3)用于在使用者聆聽音樂前，獲得使用者在正常靜息狀態下的心電信號，記為正常心電信號；

所述心電信號提取模塊(3)還用于在使用者聆聽音樂播放模塊(2)發出的音樂時，實時獲得使用者的心電信號，記為音樂心電信號。

4.根據權利要求1所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

所述情緒能量解算模塊(4)從使用者的正常心電信號中提取心動周期序列，采用拉蓋爾自回歸模型得到在給定時間窗范圍內的交感神經指標序列和副交感神經指標序列再進一步獲取二者的標準差和作為基礎情緒能量值；

所述情緒能量解算模塊(4)根據音樂心電信號獲得的交感神經指標序列和副交感神經指標序列的標準差和作為音樂情緒能量值；

優選地，所述情緒能量解算模塊(4)還用于根據音樂情緒能量值與基礎情緒能量值獲得量化抑郁情緒的融合指標ΔI_sai-pai。

5.根據權利要求4所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

所述量化抑郁情緒的融合指標ΔI_sai-pai通過下式(1)獲得：

其中，表示音樂融合指標，表示基礎融合指標；

優選地，所述基礎融合指標和音樂融合指標通過下式(1.1)和(1.2)獲得：

其中，λ₁和λ₂表示加權系數。

6.根據權利要求1所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

在所述推薦置信表模塊(6)中，從存儲模塊(5)中調取所有滿足ΔI_sai-pai＞0的音樂及對應的描述標簽和聆聽時間；

根據調取出的數據獲得每首音樂的情緒調適指標，

在對所述情緒調適指標按照大小排序，提取其中涉及的前m個流派類別，在音樂樣本庫中挑選出所述m個流派類別的音樂，并在每個流派類別中篩選出相關度最大的前n個情緒子類別的音樂，構建生成樣本庫；

優選地，在所述推薦置信表模塊(6)中，還對獲得的每首音樂的情緒調適指標做歸一化處理，獲得推薦置信表。

7.根據權利要求6所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

所述情緒調適指標I_e通過下式(2)獲得：

I_e(i)＝t(i)·ΔI_sai-pai(i) (2)

其中，I_e(i)表示第i首音樂對應的情緒調適指標，t(i)表示第i首音樂對應的聆聽時間，ΔI_sai-pai(i)表示第i首音樂對應的融合指標。

8.根據權利要求6所述的基于心電信號和音樂的抑郁癥治療系統，其特征在于，

在所述生成樣本庫中，根據其中的m個流派類別對應的樣本，構建m個WaveNet模型，用以生成新的相似流派音樂樣本；

再根據推薦置信表控制音樂播放模塊(2)從生成的新的相似流派音樂樣本中挑選合適的音樂。