[发明专利]一种基于眼动追踪-脑功能活动检测的多模态沉浸式同步采集系统

说明书

本发明公开了一种基于眼动追踪‑脑功能活动检测的多模态沉浸式同步采集系统，包括VR显示设备，VR显示设备内置有显示模块、眼动采集模块、脑血氧采集模块和通信模块，眼动采集模块用于采集被试眼部影像，脑血氧采集模块用于采集被试头部的脑血氧信号，VR显示设备及眼动采集模块、脑血氧采集模块分别通过通信模块与外接终端设备实现数据传输和时钟同步。本发明在整个采集系统中采用带有虚拟沉浸式体验的VR显示设备，整个测试与数据采集过程可以完全避免外界对被试人员的干扰，同时本发明兼顾了眼动和脑血氧信号同步采集，通过通信模块直接与外接终端设备进行数据传输，采用时钟同步方式解决了实时性特征和多模态信号的同步性问题。

技术领域

本发明涉及认知神经科学技术领域，具体涉及一种基于眼动追踪-脑功能活动检测的多模态沉浸式同步采集装置。

背景技术

脑电图(electroencephalogram,EEG)是通过电极记录下来的脑细胞群的自发性、节律性电活动，它包含了大量的生理和病理信息，是神经机能检查方法之一。脑电图反映了大脑组织的电活动和各种功能状态，其基本特征包括振幅、周期、相位等等，特定位置的脑电信号还可以反映认知能力的情况。眼动追踪技术是通过眼动测量设备测量人眼瞳孔的运动情况，进而估计人视线方向和位置的技术。通过眼动追踪技术可以实现多种应用，比如用于汽车上，检测驾驶员的疲劳情况；在认知领域，通过追踪用户的视线分析用户的心理活动。

现有技术中仅仅通过单一的某一技术手段获取与脑功能相关的参数采集，比如在测试时用户浏览待评估页面，利用眼动数据采集设备采集用户注视待评估页面的注视位置和在每个注视位置进行注视时所使用的注视时长，可以通过注视坐标的形式或者注视轮廓的形式记录用户的注视位置。在浏览待评估页面时会受到外界干扰，影响了对脑功能检测的准确性。

为了全面对人的认知神经进行多参数检测，亟需一种可以结合现代脑电技术和眼动追踪技术实现对人的脑功能和认知功能的多类型参数采集与多模态检测，为脑功能分析提供更全面的参数。

发明内容

本发明针对现有在对涉及认知神经参数进行数据采集时存在干扰，影响脑功能分析检测准确性的技术问题，本发明提供了一种基于眼动追踪-脑功能活动检测的多模态沉浸式同步采集系统。

本发明采用如下技术方案：

一种基于眼动追踪-脑功能活动检测的多模态沉浸式同步采集系统，其特征在于，所述系统包括佩戴在头部的VR显示设备，所述VR显示设备内置有显示模块、眼动采集模块、脑血氧采集模块和通信模块，所述眼动采集模块用于采集被试眼部影像，所述脑血氧采集模块用于采集被试头部的脑血氧信号，所述VR显示设备及所述的眼动采集模块、脑血氧采集模块分别通过所述的通信模块与外接终端设备实现数据传输和时钟同步。

所述眼动采集模块包括多个近红外光灯和近红外摄像头，多个所述近红外光灯环绕所述显示模块的边缘区域形成近红外光阵列，所述近红外摄像头位于所述VR显示设备的眼底位置。

所述脑血氧采集模块包括设置于所述VR显示设备前额位置的探头光源模块和探头感光点；所述探头光源模块用于向被试皮肤照射红外线，所述探头感光点接收所述探头光源模块照射人体组织在不同角度的反射光，并将光信号转为电信号，并通过所述通信模块将电信号传输到外接终端设备进行处理。

所述VR显示设备的显示模块上方还设有用于采集前额区域脑电信号的脑电传感器，所述脑电传感器通过所述通信模块将所采集的脑电信号传输到外接终端设备进行处理。

所述探头光源发射红光和红外光，其发光波段为600～900nm。

所述系统还包括脑电采集装置，其与所述VR显示设备连接，用于采集被试头部的脑电信号，所述脑电采集装置通过所述通信模块与外接终端设备实现数据传输。