[发明专利]基于近红外光谱成像驱动的前庭电刺激空间定向障碍对抗装置

摘要

本发明提供了一种利用功能近红外光谱成像装置结合陀螺仪监测飞行员是否发生飞行错觉、判断是何种飞行错觉并在某种飞行错觉发生时触发前庭电刺激器发出相应刺激序列对抗飞行错觉的装置，包括：功能近红外光谱成像装置，用于采集飞行员飞行过程中大脑皮层血氧浓度信号，识别血氧信号特征，判断是否发生飞行错觉；陀螺仪，用于检测飞行员头部运动情况；前庭电刺激装置，用于施加前庭电刺激，改变人体前庭器官半规管输入信号，对抗飞行错觉；控制计算机，用于控制前庭电刺激装置的刺激方式、刺激电流模式、强度和刺激时间，实时显示相关参数。本发明通过上述装置能够监测人在飞行过程中的空间认知状态，在发生飞行错觉时及时施加前庭电刺激，对抗空间定向障碍。

主权项

1.基于近红外光谱成像驱动的前庭电刺激空间定向障碍对抗装置，其特征在于，包括：功能近红外光谱成像装置，采集飞行员大脑皮层脑血氧浓度变化信号，识别血氧信号特征，指示飞行员脑活动状态是否正常，判断发生何种飞行错觉；陀螺仪，检测飞行员头部姿势和头部运动位移、角度和速度，用于决定前庭电刺激模式；前庭电刺激装置，向飞行员两侧耳后乳突施加指定、可控的电刺激，改变飞行员的前庭器官半规管和耳石的输入信号，对抗空间定向障碍；控制计算机，通过蓝牙与所述前庭电刺激装置连接，用于控制所述前庭电刺激装置的刺激类型、刺激电流模式、强度和刺激时间，实时显示相关参数，并包括功能近红外光谱成像信号采集和处理装置，实时记录飞行员血氧浓度变化；根据所述功能近红外光谱成像装置识别的信号特征结合所述陀螺仪检测的数据判断飞行员发生何种飞行错觉，并基于判断识别结果驱动前庭电刺激装置产生指定刺激序列，对于不同的飞行错觉可产生与之对应的前庭电刺激方式；前庭电刺激装置对飞行员施加前庭电刺激，同时继续采集血氧信号，若血氧信号回复到正常状态，停止施加前庭电刺激，若继续表现为飞行错觉状态，则继续施加前庭电刺激，直到信号显示飞行员恢复到正常认知状态。