[发明专利]基于脑电与运动状态反馈的注意力训练系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及信息交互系统的训练系统及训练方法，尤其涉及一种基于脑电与运动状态反馈的注意力训练系统及方法。

背景技术

在涉及生理学、心理学或医学领域，以及临床心理学、精神病学、或者健康康复领域，注意缺陷多动障碍可能是最常见的学习障碍之一。其症状包括注意力不集中，多动，冲动，可以影响一个人在学校，工作和家庭的各项能力。根据相关估测，超过10％的儿童被诊断出这种情况。

在过去的十年中，多动症的诊断呈指数级增长。然而，治疗方案仍然相对滞后，诊断的儿童数量占据了3％的美国人口。一些患者靠服用药物治疗，这些药物还伴随着一定的副作用，包括食欲减退、面部抽搐，偏执，自杀的念头，甚至猝死。

由大脑思维活动，神经元活动而引起的，透过颅骨在头皮区域产生的电信号是头皮脑电信号。随着科技的不断发展和研究，人们越来越意识到脑电图是神经生理临床检查的重要手段。对脑电信号的采集、解析、存储及显示技术是脑电监护的核心技术，脑电采集可以将被测者的脑电图变化情况进行直观显示，从而直观了解被测者的心理及精神状态，例如注意力是否集中等情况，还可以用于检测神经系统疾病，如多动症、痴呆、癫痫、抑郁、精神分裂症或听觉神经病变等。

因此，亟待出现一种通过检测脑电信号并结合运动状态进行分析从而可改善认知功能或治疗心理、行为障碍的训练系统。

发明内容

为了克服现有技术的上述不足，本发明提供了一种有源降噪采集系统，通过有源降噪电极在接近采集点将信号可以放大、过滤和模数转换，最终输出较小噪声的数字信号。本发明涉及生理学、心理学、医学领域，可用于临床心理学，也可用于精神病学、健康康复领域。

为实现以上目的，本发明提供了如下技术方案：

基于脑电与运动状态反馈的注意力训练系统，包括计算分析设备和信号采集设备，信号采集设备包括至少一个传感器，计算分析设备连接所述至少一个传感器获取传感器的采集信号；

至少一个传感器包括用于检测脑电信号的脑电传感器和/或用于采集运动状态的运动传感器；

计算分析设备包括信号接收模块、处理分析模块、反馈指令模块和应用程序模块；

所述信号接收模块包括至少一个传感器通道，用于接收至少一个传感器采集的信号；

所述处理分析模块用于对采集信号放大、滤波和频域信号变换，以及用于对信号进行分析产生分析结果；

所述反馈指令模块用于根据处理分析模块产生的分析结果产生反馈指令；

所述应用程序模块接收所述反馈指令后调整应用程序的控制参数，所述应用程序根据控制参数控制应用程序的输出界面和/或输出声音。

优选地，运动传感器包括加速度传感器、陀螺仪和/或摄像装置。

优选地，至少一个传感器设置于头戴式测量装置上，所述头戴式测量装置连接所述计算应用设备。

优选地，头戴式测量装置还包括无线收发器，所述无线收发器用于收集所述传感器采集信号后通过无线通信方式无线发送至所述计算应用设备。

优选地，无线通信方式包括蓝牙通信、红外通信、近场通信和/或Wifi通信。

优选地，计算分析设备包括显示装置，所述显示装置用于显示应用程序模块输出的界面及反馈界面。

优选地，计算分析设备包括互动输入装置，所述互动输入装置用于被测者使用输入指令信息。

本发明还提供了一种基于脑电与运动状态反馈的注意力训练方法，具体包括以下步骤：

S1：系统启动开始，被测者与计算分析设备进行操作交互；

S2：通过至少一个传感器采集被测者在交互作用中产生的脑电信号和/或运动信号，然后将采集信号传输至计算分析设备；

S3：计算分析设备通过信号接收模块接收所述采集信号；

S4：计算分析设备通过处理分析模块进行采集信号的分析处理；

S5：计算分析设备通过反馈指令模块根据分析处理后的信号生成反馈指令；

S6：计算分析设备的应用程序模块将所述反馈指令作为输入参数来调整应用程序的控制参数；

S7：计算分析设备的应用程序模块根据调整后的控制参数调整应用程序的输出；

S8：计算分析设备通过调整后的输出界面和/或输出声音反馈于被测者；

S9：被测者根据反馈在与计算分析设备进行交互作用时调整自己的注意力和/或运动状态。

优选地，反馈指令用于奖励提示和/或惩罚提示的反馈。