[发明专利]一种基于AR与SSVEP的便携式注意力训练系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于AR与SSVEP的便携式注意力训练系统及方法。本发明系统包括：脑电帽、混合现实头戴式显示器和树莓派，混合现实头戴式显示器包含注意力训练界面，树莓派包含SSVEP解码单元，脑电帽、混合现实头戴式显示器和树莓派通过路由器实现连接；混合现实头戴式显示器，用于根据使用者所选模式显示注意力训练界面预设频率的刺激信号；脑电帽用于采集使用者注视注意力训练界面上预设频率刺激信号时产生的脑电信号，并将脑电信号传输给树莓派端；树莓派：用于对脑电信号解码，获取所述脑电信号的频率，根据脑电信号频率和刺激信号的预设频率的对比情况输出训练结果。本发明能够帮助使用者恢复集中注意力的能力，并有助于之后其他康复项目的开展。

技术领域

本发明涉及生物电信号处理技术领域，尤其涉及一种基于AR(AugmentedReality，增强现实)与SSVEP(Steady-State Visual Evoked Potentials，稳态视觉诱发电位)的便携式注意力训练系统及方法。

背景技术

据2018年报导我国约75％儿童均存在不同程度的注意力不集中问题，多表现在注意力集中短暂、容易分散，如任其发展会形成品行障碍、焦虑障碍以及学习障碍，最终严重影响其学业、工作、社交等社会功能，并已逐渐成为一个重大的公共卫生问题。另一方面，现在大量脑卒中患者的后遗症多伴有注意力障碍问题，影响康复效果的同时还容易跌倒，造成二次伤害，甚至致死。

SSVEP(稳态视觉诱发电位)是指当受到一个固定频率的视觉刺激的时候，人的大脑视觉皮层会产生一个连续的与刺激频率有关(刺激频率的基频或倍频处)的响应。传统的SSVEP 注意力训练方法主要使用电脑屏幕作为刺激器，要求被治疗者必须坐立或者站立，这样不仅约束了训练条件，使被治疗者参与度不高，还易受一些客观因素的影响，如强烈的日光、以及距离屏幕远近等，并且，无法获取比较确切的注意力训练结果，最终导致注意力训练的效果欠佳。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术的不足，提供一种基于AR与SSVEP的便携式注意力训练系统及方法，能够帮助使用者集中注意力的能力，并有助于之后其他康复项目的开展。

为了实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于AR与SSVEP的注意力训练系统，包括脑电帽、混合现实头戴式显示器和树莓派，所述混合现实头戴式显示器包含注意力训练界面，树莓派包含SSVEP解码单元，脑电帽、混合现实头戴式显示器和树莓派通过路由器实现设备间的无线连接；混合现实头戴式显示器，用于根据使用者所选择的模式显示注意力训练界面上对应的刺激信号；脑电帽，用于采集使用者注视注意力训练界面上的刺激信号时产生的脑电信号，并将脑电信号传输给树莓派端；树莓派，用于使用SSVEP解码单元通过预处理算法和自适应FBCCA(Filter bankcanonical correlation analysis，滤波器组典型相关分析)算法对脑电信号进行解码，并根据解码结果输出训练结果。

可选的，注意力训练界面包含下述三种模式中的至少一种：

物品分类模式、走迷宫模式和数字排序模式，其中，物品分类模式界面分成预设数量的多个区块，每个区块中对应显示一种常见的生活物品；走迷宫模式界面分成预设数量的多个区块，每个区块中对应显示不同颜色的草坪和道路；数字排序模式界面分成预设数量的多个区块，每个区块对应显示预设数量的多个乱序数字。

可选的，采集使用者注视所述注意力训练界面上的刺激信号时产生的脑电信号具体包括：采集使用者需根据不同模式的指令要求，依次注视对应区块时产生的脑电信号。