石墨烯眼動片、眼動心理調(diào)節(jié)儀及眼動測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于醫(yī)療器械，具體涉及一種石墨烯眼動片、眼動心理調(diào)節(jié)儀及眼動測試 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眼睛是我們信息加工過程中最重要的信息輸入系統(tǒng)。通過研究眼睛的這些運(yùn)動， 研究者可以對人的認(rèn)知活動規(guī)律加以探索。為了準(zhǔn)確記錄人的眼球運(yùn)動過程，心理學(xué)家以 及其他有關(guān)專家一直致力開發(fā)眼動記錄技術(shù)。早期的眼動研究主要采用觀察法和機(jī)械記錄 法等。觀察法的誤差很高，機(jī)械記錄法包括頭部支點(diǎn)杠桿法、氣動方法、角膜吸附環(huán)狀物法 等多種形式。觀察法簡便易行，但結(jié)果不精確，只能對眼動進(jìn)行比較粗略的研究。而機(jī)械記 錄法則裝置復(fù)雜，使用起來十分麻煩，實驗結(jié)果準(zhǔn)確性也較低。因此，研究者一直在尋找更 有效、準(zhǔn)確而又簡便的測量方法。
[0003] 20世紀(jì)60年代之后，眼動的記錄主要采用瞳孔和角膜反射的視頻記錄法?，F(xiàn)在全 世界已經(jīng)有幾十家生成眼動儀的廠家。盡管國內(nèi)在研制眼動儀方面取得了一定的成績，例 如20世紀(jì)80年代末，中國科學(xué)院上海生理研究所的張名魁和孫復(fù)川研制了外光電反射眼 動測量技術(shù)；20世紀(jì)90年代，西安電子科技大學(xué)研制了頭盔式眼動儀。但國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)使 用的眼動儀主要依賴國外進(jìn)口。目前國內(nèi)使用較多的有加拿大SR公司生成的EyelinkII 和Eyelink 2000型眼動儀；美國應(yīng)用科學(xué)實驗室（ASL)生成的H6型和L6型眼動儀；瑞典 Tobii公司生成的T60和T120型眼動儀；德國SMI公司生成的iViewX RED型眼動儀。這 些眼動儀都采用角膜反射法進(jìn)行眼動記錄。
[0004] 目前，市面上流行的主流眼動儀器主要是：SR公司生成的Eyelink眼動儀和瑞典 Tobii公司生成的眼動儀是目前用戶考慮較多的兩個品牌。但Tobii眼動儀在實驗精確度 要求較高的實驗中容易出錯（有些實驗中某些志愿者佩戴眼鏡，框架眼鏡的鏡片反光會干 擾角膜反光。）。SR公司的Eyelink II是一款目前采樣率最高的頭戴式眼動追蹤系統(tǒng)，其 米樣率可尚達(dá)500Hz，但價格昂貴。
[0005] 因此，有必要開發(fā)一種新的石墨烯眼動片、眼動心理調(diào)節(jié)儀及眼動測試方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種石墨烯眼動片、眼動心理調(diào)節(jié)儀及眼動測試方法，能提 供光刺激和節(jié)拍器兩種激發(fā)模式，并能對眼動反應(yīng)予以及時分析，且成本較低。
[0007] 本發(fā)明所述的石墨烯眼動片，所述石墨烯眼動片包括柔性襯底，設(shè)置在柔性襯底 上的石墨烯納米墻，以及設(shè)置在石墨烯納米墻上且用于輸入/輸出電信號的第一電極和第 二電極。
[0008] 所述柔性襯底采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0009] 本發(fā)明所述的眼動心理調(diào)節(jié)儀，包括I/O轉(zhuǎn)換器、下位機(jī)、CPLD模塊、上位機(jī)、LED 燈、聲音節(jié)拍器以及本發(fā)明所述的石墨烯眼動片； 所述上位機(jī)用于選擇眼動調(diào)試類型和設(shè)置參數(shù)，并基于所選擇的眼動調(diào)試類型及設(shè)置 的參數(shù)生成對應(yīng)的控制指令； 所述下位機(jī)與上位機(jī)連接，下位機(jī)接收上位機(jī)所發(fā)送的控制指令； 所述LED燈與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制LED燈輸出對應(yīng) 的光源； 所述聲音節(jié)拍器與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制聲音節(jié)拍器 輸出對應(yīng)的節(jié)拍； 所述CPLD模塊與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制CPLD模塊輸 出連續(xù)的脈沖信號； 所述石墨稀眼動片的第一電極與CPLD模塊連接，第二電極與I/O轉(zhuǎn)換器連接，接收所 述CPLD模塊所輸出的脈沖信號并將兩電極間的阻抗變化信息調(diào)制到脈沖信號上； 所述I/O轉(zhuǎn)換器與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制I/O轉(zhuǎn)換器 采集電極阻抗調(diào)制后的載波信號，并將該載波信號輸入給上位機(jī)； 所述上位機(jī)對該載波信號進(jìn)行分析，并輸出眼動方向、眼動次數(shù)、眼動幅度、眼動波寬 以及眼動反應(yīng)正確率。
[0010] 所述上位機(jī)包括輸入模塊、指令生成模塊、發(fā)送模塊、接收模塊、處理模塊和顯示 豐吳塊； 所述輸入模塊用于接收用戶選擇的眼動調(diào)試類型和設(shè)置參數(shù)； 所述指令生成模炔基于用戶所選擇的眼動調(diào)試類型和設(shè)置參數(shù)生成對應(yīng)的控制指令， 該指令生成模塊與輸入模塊連接； 所述發(fā)送模塊用于將所述控制指令發(fā)送給下位機(jī)，該發(fā)送模塊分別與指令生成模塊和 下位機(jī)連接； 所述接收模塊用于接收下位機(jī)所發(fā)出的載波信號，該接收模塊與下位機(jī)連接； 所述處理模塊用于將所述載波信號進(jìn)行解調(diào)，并基于解調(diào)后的阻抗變化信號分析得到 眼動方向、眼動次數(shù)、眼動幅度、眼動波寬，并計算出眼動反應(yīng)正確率，該處理模塊與接收模 塊連接； 所述顯示模塊用于對所述處理模塊所輸出的信息進(jìn)行顯示，該顯示模塊與處理模塊連 接。
[0011] 所述下位機(jī)采用宏晶系列單片機(jī)STC89C52 ;所述CPLD模塊采用Altera公司的 EPM7128SLC84-15。
[0012] 本發(fā)明所述的眼動測試方法，采用本發(fā)明所述的眼動心理調(diào)節(jié)儀，其包括以下步 驟： 步驟1、將石墨烯眼動片粘貼在測試者的上眼皮上； 步驟2、通過上位機(jī)選擇眼動調(diào)試類型和設(shè)置參數(shù)，上位機(jī)基于所選擇的眼動調(diào)試類型 及所設(shè)置參數(shù)生成對應(yīng)的控制指令； 步驟3、下位機(jī)基于該控制指令控制LED燈輸出對應(yīng)的光源或控制聲音節(jié)拍器輸出對 應(yīng)的節(jié)拍，同時控制CPLD模塊輸出對應(yīng)的脈沖信號給第一電極，測試者的眼球按照光源或 節(jié)拍的提示而運(yùn)動，第一電極和第二電極接收所述CPLD模塊所輸出的脈沖信號并將兩電 極間的阻抗變化信息調(diào)制到脈沖信號上，下位機(jī)控制I/O轉(zhuǎn)換器采集電極阻抗調(diào)制后的載 波信號；步驟4、上位機(jī)對所述載波信號進(jìn)行解調(diào)，并基于解調(diào)后的阻抗變化信號提取出眼 動方向、眼動次數(shù)、眼動幅度、眼動波寬； 步驟5、上位機(jī)計算眼動反應(yīng)正確率，所述眼動反應(yīng)正確率為提取出的眼動次數(shù)與預(yù)設(shè) 眼動次數(shù)的比值。
[0013] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)能夠準(zhǔn)確地統(tǒng)計分析出眼動的方向，眼動的次數(shù)，眼動的波幅和波寬以及眼動反應(yīng) 正確率；同時可以根據(jù)上位機(jī)附帶的抑郁、焦慮、創(chuàng)傷應(yīng)激障礙、狀態(tài)-特質(zhì)自評量表等可 量化評判使用者此時的心理狀態(tài)，有助于心理治療師或者咨詢師處理具有焦慮、恐懼和創(chuàng) 傷應(yīng)激等心理問題的求助者，同時也可以在面對受災(zāi)或者大型應(yīng)激事件中，可通過專業(yè)人 士簡單指導(dǎo)和應(yīng)急訓(xùn)練即可實現(xiàn)批量受災(zāi)人群的心理自助，以及具有一定自控力的心理求 助者可實施自我心理治療和普通人緩解壓力的自我心理調(diào)適。
[0014] (2)由于石墨烯眼動片直接粘貼在測試者的上眼皮上，充分發(fā)揮其柔性傳感作用， 不會受到其他外界因素的影響，故測試的正確率非常高； (3)操作簡單，且成本較低。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明所述的石墨烯眼動片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明所述的眼動心理調(diào)節(jié)儀的原理框圖； 圖3為本發(fā)明中所述上位機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4為上位機(jī)輸出的測試者上下眼動的記錄圖形； 圖5為上位機(jī)輸出的測試者左右眼動的記錄圖形； 圖6為測試者咨詢前未眼動脫敏生理-心理數(shù)據(jù)圖； 圖7為經(jīng)過4次眼動脫敏后求助者生理-心理數(shù)據(jù)圖； 圖8為本發(fā)明的電路圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017] 如圖1所示的石墨烯眼動片，所述石墨烯眼動片包括柔性襯底ld，設(shè)置在柔性襯 底Id上的石墨烯納米墻la，以及設(shè)置在石墨烯納米墻Ia上且用于輸入/輸出電信號的第 一電極Ib和第二電極lc。所述柔性襯底Id采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0018] 石墨烯是一種由sp2雜化碳原子通過共價鍵連接形成的平面六方晶格材料，它可 以翹曲成零維的富勒烯，卷成一維的