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(xùn)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(wàn)變的心理與生理現(xiàn)象，反應(yīng)了機(jī)體對(duì)不斷變化的環(huán)境所采取的適應(yīng)模式，是對(duì)客觀事物的態(tài)度體驗(yàn)和行為反應(yīng)。隨著情緒的發(fā)生，個(gè)體的生理、心理體驗(yàn)以及外部行為都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的改變。根據(jù)外在刺激對(duì)個(gè)體內(nèi)在體驗(yàn)、生理反應(yīng)以及行為學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行調(diào)控的方式就是情緒調(diào)控。情緒調(diào)控能力是人類(lèi)適應(yīng)環(huán)境的一種重要的認(rèn)知功能，良好的情緒調(diào)控能力是一個(gè)人心理健康的重要標(biāo)志。如果情緒調(diào)控能力出現(xiàn)問(wèn)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(xùn)練顯得尤為重要。

目前的干預(yù)/訓(xùn)練主要基于行為學(xué)的方法，可通過(guò)心理健康教育，對(duì)其情緒和人際方面進(jìn)行干預(yù)。研究發(fā)現(xiàn)，情緒調(diào)控過(guò)程會(huì)激發(fā)前額葉皮層的活動(dòng)，降低杏仁核活動(dòng)，情緒調(diào)節(jié)和控制過(guò)程是可觀測(cè)、可干預(yù)的。隨著生物反饋技術(shù)的發(fā)展，針對(duì)情緒調(diào)控的訓(xùn)練成為可能。近兩年已經(jīng)有研究利用實(shí)時(shí)的功能磁共振成像fMRI反饋技術(shù)進(jìn)行情緒調(diào)控的訓(xùn)練，被試通過(guò)直觀的觀測(cè)到自身的大腦活動(dòng)情況，來(lái)完成調(diào)控過(guò)程，有效證實(shí)了系統(tǒng)的可行性。但是，基于fMRI的反饋實(shí)驗(yàn)代價(jià)高；同時(shí)作為一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，情緒調(diào)控的時(shí)變特性是毫秒級(jí)的，采用fMRI進(jìn)行的反饋系統(tǒng)，實(shí)時(shí)性不高，影響了調(diào)控效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)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(shí)施反饋一方面大大提高了時(shí)間分辨率，有效彌補(bǔ)了fMRI反饋系統(tǒng)的不足，同時(shí)能夠簡(jiǎn)易、實(shí)時(shí)高效地將當(dāng)前腦電活動(dòng)反饋給訓(xùn)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(hù)能便捷地對(duì)調(diào)控情緒，最終達(dá)到能力訓(xùn)練的目的，是一種新型的情緒調(diào)控系統(tǒng)。

為達(dá)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(hào)分析對(duì)被試進(jìn)行情緒調(diào)控的訓(xùn)練。系統(tǒng)首先通過(guò)檢測(cè)負(fù)性情緒圖片呈現(xiàn)過(guò)程中腦電波的相對(duì)功率變化情況，來(lái)判定被試的情緒調(diào)控過(guò)程，并將該時(shí)刻的相對(duì)功率值作為反饋的指標(biāo)對(duì)圖片進(jìn)行加噪處理，完成對(duì)被試調(diào)控結(jié)果的反饋，反復(fù)進(jìn)行以達(dá)到情緒調(diào)控能力訓(xùn)練的目的，最后以被試完成情緒調(diào)控的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)被試當(dāng)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(hào)處理控制模塊、反饋模塊、人機(jī)界面模塊、評(píng)價(jià)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(lèi)用戶(hù)，他們具有不同的權(quán)限，人機(jī)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(dòng)特性顯示功能，通信參數(shù)設(shè)置功能實(shí)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(jìn)行操作，腦電活動(dòng)特性顯示功能顯示受試者的大腦活動(dòng)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(rèn)知目標(biāo)，對(duì)于腦電活動(dòng)特性顯示功模塊，根據(jù)信號(hào)處理控制模塊計(jì)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(lái)，此功能僅限管理員使用，信息采集模塊采用服務(wù)器-客戶(hù)端的通信方式，以腦電信號(hào)采集系統(tǒng)作為服務(wù)器，以PC機(jī)作為客戶(hù)端，來(lái)讀取腦電信號(hào)數(shù)據(jù)，腦電信號(hào)采集系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)界面模塊的通信參數(shù)設(shè)置控制信號(hào)連接，來(lái)啟動(dòng)實(shí)時(shí)采集腦電信號(hào)，信號(hào)處理控制模塊接收信息采集模塊的輸出數(shù)據(jù)并進(jìn)行預(yù)處理，計(jì)算腦電波的特征，以設(shè)定反饋閾值和情緒調(diào)控的指標(biāo)，并輸出到數(shù)據(jù)管理模塊，通過(guò)比較情緒調(diào)控指標(biāo)與閾值來(lái)決定控制反饋模塊；反饋模塊接收到信號(hào)處理控制模塊的加噪指令后，采用對(duì)人機(jī)界面模塊顯示的情緒刺激進(jìn)行加噪的方式，將加過(guò)噪聲的情緒刺激反饋輸出給人機(jī)界面，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實(shí)現(xiàn)情緒調(diào)控訓(xùn)練，反饋模塊接收到信號(hào)處理控制模塊的停止加噪指令后，則停止加噪；受試者通過(guò)評(píng)價(jià)模塊對(duì)情緒調(diào)控前后的情緒刺激進(jìn)行效價(jià)評(píng)價(jià)和喚醒度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)管理模塊；數(shù)據(jù)管理模塊負(fù)責(zé)程序運(yùn)行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，包括記錄信號(hào)處理控制模塊生成的反饋信號(hào)、情緒刺激呈現(xiàn)時(shí)刻、情緒刺激加噪時(shí)刻以及情緒刺激停止加噪時(shí)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(jī)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(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，信號(hào)處理控制模塊首先根據(jù)受試者受刺激前的腦電特征來(lái)確定其腦電特征的初始閾值，然后在進(jìn)行情緒調(diào)控時(shí)將受試者受刺激時(shí)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(jìn)行比較，以確定是否控制反饋模塊進(jìn)行后續(xù)的反饋。

作為上述方案進(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在信號(hào)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(jìn)一步優(yōu)選的技術(shù)方案，在反饋模塊中，當(dāng)接收到信號(hào)處理控制模塊的加噪指令后，則對(duì)圖片進(jìn)行加噪，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實(shí)現(xiàn)情緒調(diào)控訓(xùn)練，當(dāng)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(guò)加噪的方式對(duì)受試者進(jìn)行信息反饋，使其感知當(dāng)前的情緒調(diào)控狀態(tài)，當(dāng)接收到信號(hào)處理控制模塊的停止加噪指令時(shí)，則停止對(duì)情緒加噪，告知受試者情緒調(diào)控過(guò)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(jiàn)的突出實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著優(yōu)點(diǎn)：

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(shí)間分辨率高的特點(diǎn)；

2.本發(fā)明使用腦電生物反饋技術(shù)進(jìn)行情緒調(diào)控，根據(jù)實(shí)時(shí)的腦電反饋的結(jié)果，提供情緒狀態(tài)變化，使用戶(hù)能便捷地調(diào)控情緒，最終達(dá)到能力訓(xùn)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(duì)刺激進(jìn)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(jìn)行情緒調(diào)控能力的訓(xùn)練；

5.大腦具有可塑性，腦電可以反映大活動(dòng)的瞬態(tài)變化，本發(fā)明通過(guò)生物反饋技術(shù)進(jìn)行大腦的情緒調(diào)節(jié)能力的訓(xùn)練，可以實(shí)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(fù)性情緒的能力。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)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(shí)施例的初始評(píng)價(jià)流程圖。

圖3為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)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(shí)施例的情緒調(diào)控系統(tǒng)進(jìn)行情緒調(diào)控的流程圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例詳述如下：

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)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(hào)處理控制模塊2、反饋模塊3、人機(jī)界面模塊4、評(píng)價(jià)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(lèi)用戶(hù)，他們具有不同的權(quán)限。人機(jī)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(dòng)特性顯示功能，通信參數(shù)設(shè)置功能實(shí)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(jìn)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(rèn)知目標(biāo)，對(duì)于腦電活動(dòng)特性顯示功能模塊，根據(jù)信號(hào)處理控制模塊2計(jì)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(lái)，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(hù)端的通信方式，以腦電信號(hào)采集系統(tǒng)作為服務(wù)器，以PC機(jī)作為客戶(hù)端，來(lái)讀取腦電信號(hào)數(shù)據(jù)，腦電信號(hào)采集系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)界面模塊4的通信參數(shù)設(shè)置控制信號(hào)連接，來(lái)啟動(dòng)實(shí)時(shí)采集腦電信號(hào)，信號(hào)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(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)計(jì)算腦電波的特征，以設(shè)定反饋閾值和情緒調(diào)控的指標(biāo)，并輸出到數(shù)據(jù)管理模塊6，反饋模塊3接收到信號(hào)處理控制模塊2的加噪指令后，采用對(duì)人機(jī)界面模塊4的情緒刺激進(jìn)行加噪的方式，將加過(guò)噪聲的情緒刺激反饋輸出給人機(jī)界面4，使被試者接收反饋模塊3輸出的信息，實(shí)現(xiàn)情緒調(diào)控訓(xùn)練，反饋模塊接收到信號(hào)處理控制模塊的停止加噪指令后，則停止加噪，受試者通過(guò)評(píng)價(jià)模塊5對(duì)情緒調(diào)控前后的情緒刺激進(jìn)行效價(jià)評(píng)價(jià)和喚醒度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)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(fù)責(zé)程序運(yùn)行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，包括記錄信號(hào)處理控制模塊2生成的反饋信號(hào)、情緒刺激呈現(xiàn)時(shí)刻、情緒刺激加噪時(shí)刻以及情緒刺激停止加噪時(shí)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(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～4，人機(jī)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(lái)自中科院心理健康重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室編制的中國(guó)情緒圖片系統(tǒng)。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～4，信號(hào)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(lái)確定其腦電特征的初始閾值，然后在進(jìn)行情緒調(diào)控時(shí)將被試者受刺激時(shí)的腦電特征數(shù)據(jù)與腦電特征的初始閾值進(jìn)行比較，以確定是否控制反饋模塊3進(jìn)行后續(xù)的反饋。在信號(hào)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(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～4，在反饋模塊3中，當(dāng)接收到信號(hào)處理控制模塊2的加噪指令后，則對(duì)圖片進(jìn)行加噪，使受試者接受反饋模塊輸出的信息，實(shí)現(xiàn)情緒調(diào)控訓(xùn)練，當(dāng)接收到停止加噪指令后，則停止加噪，反饋結(jié)束。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1～4，進(jìn)入正式調(diào)控之前，使用者先對(duì)所有刺激圖片進(jìn)行“效價(jià)評(píng)價(jià)”和“喚醒度評(píng)價(jià)”，分為5個(gè)等級(jí)，評(píng)分為1-5，系統(tǒng)記錄每項(xiàng)評(píng)價(jià)得分，如圖2。完成所有圖片的評(píng)價(jià)后，使用者進(jìn)入情緒調(diào)控部分，單個(gè)圖片的調(diào)控流程參見(jiàn)圖3，首先在人機(jī)界面模塊4的電腦屏幕中央看到一張帶“+”符號(hào)的空白圖片，顯示2秒鐘，此時(shí)使用者處于靜息狀態(tài)。接著屏幕會(huì)顯示負(fù)性圖片，使用者對(duì)該圖片進(jìn)行認(rèn)知重評(píng)，以降低其帶來(lái)的情緒反應(yīng)。此時(shí)系統(tǒng)會(huì)根據(jù)使用者腦電的變化情況判定是否對(duì)使用者進(jìn)行反饋，若進(jìn)行反饋，則顯示加過(guò)噪聲的負(fù)性圖片。反饋結(jié)束后，電腦再次彈出“效價(jià)評(píng)價(jià)”和“喚醒度評(píng)價(jià)”圖片，讓使用者對(duì)之前看到的圖片進(jìn)行喚醒度和效價(jià)的評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)完畢，圖片消失。接著進(jìn)行下一張圖片的調(diào)控。

整個(gè)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(shí)施如下：

步驟0：先由信號(hào)處理控制模塊計(jì)算得出當(dāng)前時(shí)刻的theta相對(duì)功率Eθ，以及使用者處于靜息狀態(tài)下基線(xiàn)的theta相對(duì)功率Ebase；

步驟1：將兩者大小進(jìn)行比較，以決定是否進(jìn)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(duì)圖片進(jìn)行加噪；

步驟3：顯示當(dāng)前圖片；

步驟4：再次由信號(hào)處理控制模塊計(jì)算當(dāng)前時(shí)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(jìn)入步驟6；

步驟6：要求被試對(duì)該圖片的喚醒度和效價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

在本實(shí)施例中，參見(jiàn)圖1，整個(gè)系統(tǒng)包括信息采集模塊1、信號(hào)處理控制模塊2、反饋模塊3、人機(jī)界面模塊4、評(píng)價(jià)模塊5以及數(shù)據(jù)管理模塊6。使用者通過(guò)人機(jī)界面模塊4觀察負(fù)性圖片，從而產(chǎn)生消極情緒，如悲傷，恐懼等；通過(guò)評(píng)價(jià)模塊5對(duì)刺激圖片進(jìn)行效價(jià)和喚醒度的評(píng)價(jià)。系統(tǒng)通過(guò)信息采集模塊1采集使用者實(shí)時(shí)的EEG信號(hào)，再通過(guò)信號(hào)處理控制模塊2對(duì)EEG信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)計(jì)算指定頻帶的功率，作為情緒調(diào)控的指標(biāo)。在反饋模塊3中，對(duì)信號(hào)處理控制模塊2中計(jì)算的出的指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)其超過(guò)一定閾值之后，系統(tǒng)判定使用者進(jìn)行情緒調(diào)控，并將結(jié)果反饋給使用者，反饋的方式是對(duì)負(fù)性圖片進(jìn)行加噪，使其減弱對(duì)使用者的刺激。各模塊設(shè)計(jì)與功能詳情如下：

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

信號(hào)處理控制模塊2：主要負(fù)責(zé)對(duì)客戶(hù)端接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以提取反饋指標(biāo)。具體包括信號(hào)的預(yù)處理和指定頻帶功率的計(jì)算，然后將提取的參數(shù)作為基線(xiàn)的閾值或者反饋階段的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)反饋模塊進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。

反饋模塊3：根據(jù)信號(hào)處理控制模塊得到的實(shí)時(shí)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(duì)刺激圖片進(jìn)行加噪處理。

人機(jī)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(píng)價(jià)模塊5：包含調(diào)控前和調(diào)控后對(duì)刺激圖片的效價(jià)評(píng)價(jià)和喚醒度評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果保存到數(shù)據(jù)管理模塊。

數(shù)據(jù)管理模塊6：負(fù)責(zé)程序運(yùn)行中數(shù)據(jù)的記錄、保存和輸出，這里包括反饋指標(biāo)、圖片呈現(xiàn)時(shí)刻，圖片加噪時(shí)刻以及圖片停止加噪時(shí)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(shí)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(jìn)行情緒調(diào)控能力的訓(xùn)練。大腦具有可塑性，腦電可以反映大活動(dòng)的瞬態(tài)變化，本實(shí)施例通過(guò)生物反饋方法進(jìn)行大腦的情緒調(diào)節(jié)能力的訓(xùn)練，能實(shí)現(xiàn)提高受試者情緒調(diào)控能力的目的，使用本實(shí)施例腦電生物反饋系統(tǒng)，可以有效提高人們調(diào)節(jié)負(fù)性情緒的能力。

上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)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(shí)質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合或簡(jiǎn)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(hù)范圍。