本發(fā)明涉及一種健康管理設(shè)備，特別是涉及一種情緒干預(yù)和訓練設(shè)備，應(yīng)用于生命與健康設(shè)備技術(shù)、情緒調(diào)控技術(shù)和電生理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

情緒是瞬息萬變的心理與生理現(xiàn)象，反應(yīng)了機體對不斷變化的環(huán)境所采取的適應(yīng)模式，是對客觀事物的態(tài)度體驗和行為反應(yīng)。隨著情緒的發(fā)生，個體的生理、心理體驗以及外部行為都會產(chǎn)生相應(yīng)的改變。根據(jù)外在刺激對個體內(nèi)在體驗、生理反應(yīng)以及行為學表現(xiàn)進行調(diào)控的方式就是情緒調(diào)控。情緒調(diào)控能力是人類適應(yīng)環(huán)境的一種重要的認知功能，良好的情緒調(diào)控能力是一個人心理健康的重要標志。如果情緒調(diào)控能力出現(xiàn)問題，則容易引發(fā)抑郁癥、焦慮癥等精神疾病。因此，情緒調(diào)控的干預(yù)和能力的訓練顯得尤為重要。

目前的干預(yù)/訓練主要基于行為學的方法，可通過心理健康教育，對其情緒和人際方面進行干預(yù)。研究發(fā)現(xiàn)，情緒調(diào)控過程會激發(fā)前額葉皮層的活動，降低杏仁核活動，情緒調(diào)節(jié)和控制過程是可觀測、可干預(yù)的。隨著生物反饋技術(shù)的發(fā)展，針對情緒調(diào)控的訓練成為可能。近兩年已經(jīng)有研究利用實時的功能磁共振成像fMRI反饋技術(shù)進行情緒調(diào)控的訓練，被試通過直觀的觀測到自身的大腦活動情況，來完成調(diào)控過程，有效證實了系統(tǒng)的可行性。但是，基于fMRI的反饋實驗代價高；同時作為一個動態(tài)過程，情緒調(diào)控的時變特性是毫秒級的，采用fMRI進行的反饋系統(tǒng)，實時性不高，影響了調(diào)控效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)存在的不足，提供一種基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)，系統(tǒng)利用頭皮腦電EEG實施反饋一方面大大提高了時間分辨率，有效彌補了fMRI反饋系統(tǒng)的不足，同時能夠簡易、實時高效地將當前腦電活動反饋給訓練者，從而提高反饋的效率、降低了系統(tǒng)的成本。本發(fā)明情緒調(diào)控系統(tǒng)使用戶能便捷地對調(diào)控情緒，最終達到能力訓練的目的，是一種新型的情緒調(diào)控系統(tǒng)。

為達到上述發(fā)明創(chuàng)造目的，本發(fā)明采用下述發(fā)明構(gòu)思：

本發(fā)明基于腦電生物反饋技術(shù)，它借助腦電信號分析對被試進行情緒調(diào)控的訓練。系統(tǒng)首先通過檢測負性情緒圖片呈現(xiàn)過程中腦電波的相對功率變化情況，來判定被試的情緒調(diào)控過程，并將該時刻的相對功率值作為反饋的指標對圖片進行加噪處理，完成對被試調(diào)控結(jié)果的反饋，反復進行以達到情緒調(diào)控能力訓練的目的，最后以被試完成情緒調(diào)控的時間來評價被試當前的情緒調(diào)控能力。

根據(jù)上述發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)，包括信息采集模塊、信號處理控制模塊、反饋模塊、人機界面模塊、評價模塊和數(shù)據(jù)管理模塊，系統(tǒng)包括管理員與受試者兩類用戶，他們具有不同的權(quán)限，人機界面模塊包含通信參數(shù)設(shè)置功能、利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激顯示功能和腦電活動特性顯示功能，通信參數(shù)設(shè)置功能實現(xiàn)信息采集模塊與服務(wù)器之間的連接參數(shù)的設(shè)置，僅允許管理員進行操作，腦電活動特性顯示功能顯示受試者的大腦活動的特征，利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激呈現(xiàn)給受試者，作為受試者的認知目標，對于腦電活動特性顯示功模塊，根據(jù)信號處理控制模塊計算得到腦電特征，將其以柱形圖和腦電地形圖的方式展現(xiàn)出來，此功能僅限管理員使用，信息采集模塊采用服務(wù)器-客戶端的通信方式，以腦電信號采集系統(tǒng)作為服務(wù)器，以PC機作為客戶端，來讀取腦電信號數(shù)據(jù)，腦電信號采集系統(tǒng)通過人機界面模塊的通信參數(shù)設(shè)置控制信號連接，來啟動實時采集腦電信號，信號處理控制模塊接收信息采集模塊的輸出數(shù)據(jù)并進行預(yù)處理，計算腦電波的特征，以設(shè)定反饋閾值和情緒調(diào)控的指標，并輸出到數(shù)據(jù)管理模塊，通過比較情緒調(diào)控指標與閾值來決定控制反饋模塊；反饋模塊接收到信號處理控制模塊的加噪指令后，采用對人機界面模塊顯示的情緒刺激進行加噪的方式，將加過噪聲的情緒刺激反饋輸出給人機界面，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實現(xiàn)情緒調(diào)控訓練，反饋模塊接收到信號處理控制模塊的停止加噪指令后，則停止加噪；受試者通過評價模塊對情緒調(diào)控前后的情緒刺激進行效價評價和喚醒度評價，評價結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)管理模塊；數(shù)據(jù)管理模塊負責程序運行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，包括記錄信號處理控制模塊生成的反饋信號、情緒刺激呈現(xiàn)時刻、情緒刺激加噪時刻以及情緒刺激停止加噪時刻數(shù)據(jù)的記錄和保存，管理人員能將保存后的數(shù)據(jù)打印輸出。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，上述人機界面模塊的利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激顯示功能顯示輸出的情緒刺激為情緒刺激圖片。

作為上述方案進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，信號處理控制模塊首先根據(jù)受試者受刺激前的腦電特征來確定其腦電特征的初始閾值，然后在進行情緒調(diào)控時將受試者受刺激時情緒調(diào)控的腦電特征數(shù)據(jù)與腦電特征的初始閾值進行比較，以確定是否控制反饋模塊進行后續(xù)的反饋。

作為上述方案進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在信號處理控制模塊中，若腦電特征值高于初始閾值的30％，則向反饋模塊發(fā)送加噪指令，若低于初始閾值的90％，則向反饋模塊發(fā)送停止加噪指令。

作為上述方案進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在反饋模塊中，當接收到信號處理控制模塊的加噪指令后，則對圖片進行加噪，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實現(xiàn)情緒調(diào)控訓練，當接收到停止加噪指令后，則停止加噪，反饋結(jié)束。反饋模塊通過加噪的方式對受試者進行信息反饋，使其感知當前的情緒調(diào)控狀態(tài)，當接收到信號處理控制模塊的停止加噪指令時，則停止對情緒加噪，告知受試者情緒調(diào)控過程結(jié)束。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下顯而易見的突出實質(zhì)性特點和顯著優(yōu)點：

1.本發(fā)明基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)，具有成本低、時間分辨率高的特點；

2.本發(fā)明使用腦電生物反饋技術(shù)進行情緒調(diào)控，根據(jù)實時的腦電反饋的結(jié)果，提供情緒狀態(tài)變化，使用戶能便捷地調(diào)控情緒，最終達到能力訓練的目的，是一種新型的情緒調(diào)控系統(tǒng)；

3.本發(fā)明采用對刺激進行加噪的方式顯示反饋信息，保持受試者注意力的集中，最大程度地減少了刺激之外的干擾；

4.本發(fā)明涉及情緒調(diào)控、電生理領(lǐng)域，使用腦電生物反饋技術(shù)進行情緒調(diào)控能力的訓練；

5.大腦具有可塑性，腦電可以反映大活動的瞬態(tài)變化，本發(fā)明通過生物反饋技術(shù)進行大腦的情緒調(diào)節(jié)能力的訓練，可以實現(xiàn)提高受試者情緒調(diào)控能力的目的，使用本腦電生物反饋系統(tǒng)，可以有效提高人們調(diào)節(jié)負性情緒的能力。

附圖說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實施例基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明優(yōu)選實施例的初始評價流程圖。

圖3為本發(fā)明優(yōu)選實施例的情緒調(diào)控反饋的操作流程圖。

圖4為本發(fā)明優(yōu)選實施例的情緒調(diào)控系統(tǒng)進行情緒調(diào)控的流程圖。

具體實施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實施例詳述如下：

在本實施例中，參見圖1～4，一種基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于：包括信息采集模塊1、信號處理控制模塊2、反饋模塊3、人機界面模塊4、評價模塊5和數(shù)據(jù)管理模塊6，系統(tǒng)包括管理員與受試者兩類用戶，他們具有不同的權(quán)限。人機界面模塊4包含通信連接參數(shù)設(shè)置功能、利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激顯示功能和腦電活動特性顯示功能，通信參數(shù)設(shè)置功能實現(xiàn)信息采集模塊與服務(wù)器之間的連接參數(shù)的設(shè)置，僅允許管理員進行操作，利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激顯示功能將情緒刺激呈現(xiàn)給受試者，作為受試者的認知目標，對于腦電活動特性顯示功能模塊，根據(jù)信號處理控制模塊2計算得到腦電特征，將其以柱形圖和腦電地形圖的方式展現(xiàn)出來，此功能僅限管理員使用。信息采集模塊1采用服務(wù)器-客戶端的通信方式，以腦電信號采集系統(tǒng)作為服務(wù)器，以PC機作為客戶端，來讀取腦電信號數(shù)據(jù)，腦電信號采集系統(tǒng)通過人機界面模塊4的通信參數(shù)設(shè)置控制信號連接，來啟動實時采集腦電信號，信號處理控制模塊2接收信息采集模塊1輸出的數(shù)據(jù)并進行預(yù)處理，通過計算腦電波的特征，以設(shè)定反饋閾值和情緒調(diào)控的指標，并輸出到數(shù)據(jù)管理模塊6，反饋模塊3接收到信號處理控制模塊2的加噪指令后，采用對人機界面模塊4的情緒刺激進行加噪的方式，將加過噪聲的情緒刺激反饋輸出給人機界面4，使被試者接收反饋模塊3輸出的信息，實現(xiàn)情緒調(diào)控訓練，反饋模塊接收到信號處理控制模塊的停止加噪指令后，則停止加噪，受試者通過評價模塊5對情緒調(diào)控前后的情緒刺激進行效價評價和喚醒度評價，評價結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)管理模塊6，數(shù)據(jù)管理模塊6負責程序運行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，包括記錄信號處理控制模塊2生成的反饋信號、情緒刺激呈現(xiàn)時刻、情緒刺激加噪時刻以及情緒刺激停止加噪時刻數(shù)據(jù)的記錄和保存，管理人員能將保存后的數(shù)據(jù)打印輸出。

在本實施例中，參見圖1～4，人機界面模塊4的利用圖片、聲音或視頻的情緒刺激顯示功能顯示輸出的情緒刺激為情緒刺激圖片。圖片來自中科院心理健康重點實驗室編制的中國情緒圖片系統(tǒng)。

在本實施例中，參見圖1～4，信號處理控制模塊2首先根據(jù)被試者受刺激前的腦電特征來確定其腦電特征的初始閾值，然后在進行情緒調(diào)控時將被試者受刺激時的腦電特征數(shù)據(jù)與腦電特征的初始閾值進行比較，以確定是否控制反饋模塊3進行后續(xù)的反饋。在信號處理控制模塊2中，若腦電特征值高于初始閾值的30％，則向反饋模塊3發(fā)送加噪指令，若低于初始閾值的90％，則向反饋模塊3發(fā)送停止加噪指令。

在本實施例中，參見圖1～4，在反饋模塊3中，當接收到信號處理控制模塊2的加噪指令后，則對圖片進行加噪，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實現(xiàn)情緒調(diào)控訓練，當接收到停止加噪指令后，則停止加噪，反饋結(jié)束。

在本實施例中，參見圖1～4，進入正式調(diào)控之前，使用者先對所有刺激圖片進行“效價評價”和“喚醒度評價”，分為5個等級，評分為1-5，系統(tǒng)記錄每項評價得分，如圖2。完成所有圖片的評價后，使用者進入情緒調(diào)控部分，單個圖片的調(diào)控流程參見圖3，首先在人機界面模塊4的電腦屏幕中央看到一張帶“+”符號的空白圖片，顯示2秒鐘，此時使用者處于靜息狀態(tài)。接著屏幕會顯示負性圖片，使用者對該圖片進行認知重評，以降低其帶來的情緒反應(yīng)。此時系統(tǒng)會根據(jù)使用者腦電的變化情況判定是否對使用者進行反饋，若進行反饋，則顯示加過噪聲的負性圖片。反饋結(jié)束后，電腦再次彈出“效價評價”和“喚醒度評價”圖片，讓使用者對之前看到的圖片進行喚醒度和效價的評價，評價完畢，圖片消失。接著進行下一張圖片的調(diào)控。

整個系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，具體的反饋步驟如圖4：

反饋模塊的具體實施如下：

步驟0：先由信號處理控制模塊計算得出當前時刻的theta相對功率Eθ，以及使用者處于靜息狀態(tài)下基線的theta相對功率Ebase；

步驟1：將兩者大小進行比較，以決定是否進行反饋操作。若Eθ與Ebase的差高于Ebase的30％T1，轉(zhuǎn)向步驟2；否則轉(zhuǎn)向步驟3；

步驟2：對圖片進行加噪；

步驟3：顯示當前圖片；

步驟4：再次由信號處理控制模塊計算當前時刻的Eθ；

步驟5：比較Eθ與Ebase，Eθ與Ebase若的差不小于Ebase的10％T2，則返回步驟1；若Eθ與Ebase的差小于Ebase的10％，進入步驟6；

步驟6：要求被試對該圖片的喚醒度和效價進行評價。

在本實施例中，參見圖1，整個系統(tǒng)包括信息采集模塊1、信號處理控制模塊2、反饋模塊3、人機界面模塊4、評價模塊5以及數(shù)據(jù)管理模塊6。使用者通過人機界面模塊4觀察負性圖片，從而產(chǎn)生消極情緒，如悲傷，恐懼等；通過評價模塊5對刺激圖片進行效價和喚醒度的評價。系統(tǒng)通過信息采集模塊1采集使用者實時的EEG信號，再通過信號處理控制模塊2對EEG信號進行預(yù)處理，同時計算指定頻帶的功率，作為情緒調(diào)控的指標。在反饋模塊3中，對信號處理控制模塊2中計算的出的指標進行監(jiān)控，當其超過一定閾值之后，系統(tǒng)判定使用者進行情緒調(diào)控，并將結(jié)果反饋給使用者，反饋的方式是對負性圖片進行加噪，使其減弱對使用者的刺激。各模塊設(shè)計與功能詳情如下：

信息采集模塊1：選用服務(wù)器/客戶端的通信方式，由腦電信號采集系統(tǒng)作為服務(wù)器，采集腦電信號，由PC機作為客戶端，讀取腦電數(shù)據(jù)。

信號處理控制模塊2：主要負責對客戶端接收到的數(shù)據(jù)進行處理，以提取反饋指標。具體包括信號的預(yù)處理和指定頻帶功率的計算，然后將提取的參數(shù)作為基線的閾值或者反饋階段的實時數(shù)據(jù)對反饋模塊進行驅(qū)動。

反饋模塊3：根據(jù)信號處理控制模塊得到的實時數(shù)據(jù)和設(shè)定的反饋閾值，將結(jié)果反饋給被試。在本系統(tǒng)中，反饋的方式是根據(jù)反饋閾值對刺激圖片進行加噪處理。

人機界面模塊4：包含通信參數(shù)、按鈕，刺激圖片顯示以及腦電頻譜顯示。

評價模塊5：包含調(diào)控前和調(diào)控后對刺激圖片的效價評價和喚醒度評價，評價結(jié)果保存到數(shù)據(jù)管理模塊。

數(shù)據(jù)管理模塊6：負責程序運行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，這里包括反饋指標、圖片呈現(xiàn)時刻，圖片加噪時刻以及圖片停止加噪時刻等數(shù)據(jù)的保存，管理人員可將保存后的數(shù)據(jù)打印輸出。

本實施例應(yīng)用于情緒調(diào)控、電生理領(lǐng)域，使用腦電生物反饋技術(shù)進行情緒調(diào)控能力的訓練。大腦具有可塑性，腦電可以反映大活動的瞬態(tài)變化，本實施例通過生物反饋方法進行大腦的情緒調(diào)節(jié)能力的訓練，能實現(xiàn)提高受試者情緒調(diào)控能力的目的，使用本實施例腦電生物反饋系統(tǒng)，可以有效提高人們調(diào)節(jié)負性情緒的能力。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行了說明，但本發(fā)明不限于上述實施例，還可以根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明創(chuàng)造的目的做出多種變化，凡依據(jù)本發(fā)明技術(shù)方案的精神實質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，只要符合本發(fā)明的發(fā)明目的，只要不背離本發(fā)明基于腦電反饋的情緒調(diào)控系統(tǒng)的技術(shù)原理和發(fā)明構(gòu)思，都屬于本發(fā)明的保護范圍。