[发明专利]基于眼电开关的脑电生物反馈系统

说明书

本发明公开了一种基于眼电开关的脑电生物反馈系统，包括有基于眼电(EOG)的异步开关模块、脑电信号采集模块、脑电信号特征提取与分类模块和基于虚拟现实技术的反馈模块。采用异步开关模块启动脑电生物反馈训练程序，通过脑电信号采集模块采集不同训练过程中的脑电信号，并将预处理后的脑电信号通过脑电信号特征提取与分类模块进行特征提取与分类，最后由反馈模块采用Microsoft Visual C++软件结合开源三维图像引擎OpenSceneGraph(OSG)编写程序，设计沉浸式交互式良好的用户交互界面，同时调用特征提取、分类的算法程序对在线实验段的数据实时输出三维的反馈结果，反馈将以各类三维游戏形式呈现给受试者，以帮助受试者更有效地调控大脑节律。

技术领域

本发明涉及眼电、脑电等生物信号与生物反馈的技术领域，尤其是指一种基于眼电开关的脑电生物反馈系统。

背景技术

生物反馈疗法(Biofeedback Therapy)又称生物回授疗法，或称植物神经学习法，是在行为疗法的基础上发展起来的一种新的心理治疗技术。生物反馈的原理是通过采集与分析人体的生理指标如脑电、心率变化和肌电来确定人体的精神心理状态，并借助工程技术的方法将这些信号转换成容易理解的视觉、听觉的形式展现给个体，使个体了解自身的生理变化，通过反复的训练与治疗，帮助个体达到认知、调控自身的生理变化，从而达到缓解和治疗心理紧张、焦虑、抑郁、失眠等精神心理症状的目的。

脑电生物反馈技术通过脑电图(Electroencephalogram，EEG)传感器，采集和放大由大脑皮层产生的微弱电信号，不同位置的大脑皮层产生不同节律的脑电信号。EEG传感器采集到原始的脑电信号，通过系统进行信号放大、记录和分析，并给出一个或多个反馈信号。脑电活动的节律及振幅与情绪、注意力等有密切的联系，通过脑电生物反馈可对人体特定的脑电活动进行训练，达到针对性治疗如焦虑、抑郁、失眠、注意力障碍等疾病的目的。

眼电(Electrooculogram，EOG)是角膜与视网膜之间存在的超极化和去极化现象造成的角膜-视网膜之间的电位差，可以用来反映眼球的运动，是一种应用极为广泛的生物电信号。垂直眼电主要由眼球上下运动或眨眼引起的，水平眼电由眼球的左右运动引起。与脑电相比，眼电信号的模式更为明显，更易检测。研究表明，眼球运动的种类很多，其中皱眉和眨眼产生的眼电信号较为明显，比较适用于构建人机交互系统。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于眼电开关的脑电生物反馈系统，采用基于眼电(EOG)的异步开关模块启动脑电生物反馈训练程序，通过采集不同训练过程中的脑电信号，并将预处理后的脑电信号进行特征提取与分类，分类结果以互动性强的神经反馈形式(虚拟现实技术，vitual reality)展现给受试者，以帮助受试者更有效地调控大脑节律。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：基于眼电开关的脑电生物反馈系统，包括有基于眼电EOG的异步开关模块、脑电信号采集模块、脑电信号特征提取与分类模块和基于虚拟现实技术的反馈模块；其中：