[发明专利]一种基于眼动及脑电信息的大型游戏场景康复系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于眼动及脑电信息的大型游戏场景康复系统及方法，包括脑电电极、机械外骨骼、显示屏、眼动仪和控制摇杆及BCI判断按键装置，脑电电极设置在患者的头顶，机械外骨骼设置在患者的患侧，机械外骨骼上设置有触物感振子模块，控制摇杆及BCI判断按键装置设置在患者的健侧，显示屏设置在患者的前方，与计算机连接，眼动仪设置在显示屏上，通过健侧和患侧配合完成康复大型游戏。本发明巧妙的将脑机接口技术与游戏巧妙结合，搭建了一种新型框架，避免了BCI意图识别少的缺点，基于本研究的框架模式可以嵌入多种康复游戏，使得患者的康复训练形成了沉浸式游戏场景整体。

技术领域

本发明属于医疗康复设备技术领域，具体涉及一种基于眼动及脑电信息的大型游戏场景康复系统及方法。

背景技术

随着人口老龄化的出现，中风患者数量逐年增多。在中风患者中只有少数轻微患者可以自然恢复，大部分中风患者都会遗留下残疾问题。对于中风患者来说术后的康复训练至关重要，康复的首要目标是恢复身体、心理和社会功能，提高各种运动、感觉和认知障碍患者的生活质量。

近几年，脑机接口技术、康复机器人技术及游戏开发技术不断发展，在中风运动康复、中风感觉康复及中风认知障碍康复方面得到了广泛的应用，然而，进一步分析，这些技术均存在或多或少的不足，到目前为止没有在巧妙发挥各自优势避免劣势的基础上将多种技术融合一起的更全面系统的康复方案。

脑机接口技术有着主动意图识别的优势，可以用来控制各类外部设备，例如：机械外骨骼、屏幕中的光标等，经过主动的训练能够促进神经重塑。不过，考虑到中风病人的病情特点，脑机接口技术仅仅能够使用非侵入式技术，目前非侵入式脑机接口可识别意图少，所以很难开发大型脑机接口系统，亟需一种在避免劣势的基础上能够做到顺畅自然的康复系统。

游戏开发技术能够提高患者中风训练的兴趣，这对需要接受高强度训练的中风患者来说至关重要，并且使用各种游戏进项康复训练极大提高了中风患者的认知功能。目前市场上出现了各种基于简单交互的小游戏康复训练系统，并且这些康复训练游戏显著地提高了患者康复的效果。然而，小游戏始终无法形成一种强大的沉浸感，长期使用会使得患者兴趣下降。大型场景类的游戏可以增加患者对康复系统的吸引力，和其他系统的融合方式仍是一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于眼动及脑电信息的大型游戏场景康复系统及方法，可以使用健侧和患侧协同的方式完成大型游戏的操作，在患侧操作方面，采取了眼动信息及脑电信息整合的多意图识别方案，反馈上采取了震动沉浸式反馈，在保证患者体验游戏的乐趣的同时实现更加自然的神经回路重建，从而促进中风患者运动、感觉及认知上的康复。

本发明采用以下技术方案：

一种基于眼动及脑电信息的大型游戏场景康复系统，包括脑电电极、机械外骨骼、显示屏、眼动仪和控制摇杆及BCI判断按键装置，脑电电极设置在患者的头顶，机械外骨骼设置在患者的患侧，机械外骨骼上设置有触物感振子模块，控制摇杆及BCI判断按键装置设置在患者的健侧，显示屏设置在患者的前方，与计算机连接，眼动仪设置在显示屏上，通过健侧和患侧配合完成康复大型游戏。

具体的，触物感振子模块包括指尖振子、指背振子和手背振子，指尖振子分布在患手的指尖，指背振子分布于患手指背，手背振子分布在患手的手背。

进一步的，指尖振子的振子单一控制，指背振子的每根手指单独控制，手背振子的振子为多个统一控制。

具体的，显示屏分为主画面和副画面，主画面和副画面根据系统流程由游戏场景画面和BCI画面交替呈现。

进一步的，副画面所在位置为显示屏上患侧手所在位置对应的屏幕下方。

具体的，控制摇杆及BCI判断按键装置包括控制摇杆和BCI判断按键，控制摇杆用于控制行走，BCI判断按键是BCI阶段开始的开关按钮。