CN107890349A - 一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统 - Google Patents

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Abstract

一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，本发明涉及心理学技术领域；脑电波信号采集模块罩设在人脑上，脑电波信号采集模块与正念脑波模型连接，正念脑波模型与判断控制模块连接，判断控制模块与用户终端连接；其中所述的脑电波信号采集模块由干式电极、前置放大模块、信号滤波模块、A/D数据采样模块和控制器构成；干式电极上连接数个前置放大模块，每个前置放大模块均依次连接有信号滤波模块和A/D数据采样模块，数个A/D数据采样模块与控制器连接。能够实时反馈训练者的正念训练情况，更可靠有效的指导训练者进行正念训练，平衡并提升使用者的脑电波状态，有助于人们摆脱抑郁症和消极情绪状态，维持身心健康。

Description

一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统
技术领域
本发明涉及心理学技术领域；具体涉及一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统。
背景技术
正念禅修有着数千年的历史，是一种精神训练，强调依靠自我内心的调节、约束与努力，被认为是佛教修行的心要。目前西方医学正式将正念禅修纳入医疗体系，成功地结合了佛教正念禅修与西方医护理念，有助于人们摆脱抑郁症和消极情绪状态，维持身心健康。在生活节奏越来越快、越来越繁忙不安的现实世界中，东南亚佛教正念禅修对人的日常健康生活愈发具有正面的价值与意义。正念能够改善负性情绪, 增强积极情绪以保持个体身心健康和提高生活质量。也就是说正念可能是通过情绪或者情绪调节来达到各种临床和非临床功效的。
以正念为核心的认知疗法作为正念疗法的主要疗法之一，其疗效更是有众多的实证研究支持。以正念为核心的认知疗法最初应用于防止抑郁症病人在康复期的抑郁反复发作。研究发现，较之于单纯的药物治疗，以正念为核心的认知疗法结合药物治疗对3次以上反复抑郁发作病人的负性循环思维的阻止方面具有更为显著的效果对于康复期抑郁症病人，以正念为核心的认知疗法可以通过提升病人对元认知的觉察来改善抑郁症状此外，还有研究发现以正念为核心的认知疗法可以使抑郁症易感人群体验更多的积极情绪。除了针对抑郁的治疗外，以正念为核心的认知疗法对其他症状也具有一定疗效。有研究发现以正念为核心的认知疗法可以有效地应用于社交恐怖症。最新研究发现，以正念为核心的认知疗法针对于疑病症患者也有很好的干预效果，可以有效地减少患者对健康的焦虑。
正念脑电波的研究始于脑电波图, 随后是事件相关电位。前者与大脑的自发神经电活动相关, 而后者是与认知活动相关的神经电活动。脑电波图是一项通过记录头皮电信号来测量大脑皮层活动的技术, 已经被广泛用于正念脑机制的研究。研究发现, 对正念敏感的脑电波指标主要有α波、θ波和γ波。个体正念水平越高，θ、γ波波幅越大。正念训练中的θ、γ的变化说明，正念可以调节大脑神经电活动以促进个体的注意、记忆和学习。
现有产品基本上都是使用传统湿式电极，目前临床上常用的脑电波记录电极是银/氯化银湿电极，电极一般包覆一层导电凝胶。这种湿电极中的凝胶对皮肤有一定的伤害，尤其不适合用于皮肤过敏的人群。凝胶中的电解液的逐渐蒸发会导致电极接触阻抗的增大，致使信号质量变差，所以湿电极不适合用在需要长期记录信号的场合，在使用和佩戴上及其不方便。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的基于脑电波实时反馈的正念训练系统，能够实时反馈训练者的正念训练情况，更可靠有效的指导训练者进行正念训练，平衡并提升使用者的脑电波状态，有助于人们摆脱抑郁症和消极情绪状态，维持身心健康。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含人脑、脑电波信号采集模块、正念脑电波模型、判断控制模块、用户终端；所述的脑电波信号采集模块罩设在人脑上，脑电波信号采集模块与正念脑波模型连接，正念脑波模型与判断控制模块连接，判断控制模块与用户终端连接；其中所述的脑电波信号采集模块由干式电极、前置放大模块、信号滤波模块、A/D数据采样模块和控制器构成；干式电极上连接数个前置放大模块，每个前置放大模块均依次连接有信号滤波模块和A/D数据采样模块，数个A/D数据采样模块与控制器连接。
进一步地，所述的干式电极为头戴式额头干式电极，电极采用双极性导联设计。
进一步地，所述的正念脑波模型是利用脑电波信号采集模块得到的脑电波基本波形特征值，利用脑电波特征值搭建正念脑电波模型。
进一步地，所述的判断控制模块通过云服务器与用户终端连接，该判断控制模块是判断出当前使用者正念指标后，可以利用无线通信（WIFI/蓝牙/3G/4G等）直接反馈给用户终端（可是任何智能设备，包括不限于PC、笔记本、PAD、智能手机等），用户可以通过用户终端中的正念训练反馈软件查看当前状态；判断控制模块也能将数据发送到云服务器，有一定权限的用户可以通过云服务器下载当前或历史数据； 判断控制模块还能根据不同使用者，给出有针对性的训练计划，如下：
对于初始训练者，判断控制模块先通过系统读取使用者的当前正念脑波模型中的参数，确定用户的初始级别，并建议用户选择合适的训练方法，训练时间来有针对性的训练；
对于老用户，系统会调取历史数据和当前正念脑波模型中的参数，来确定使用者当前的训练成果，以及达到的身心放松级别，在针对当前级别友情提示用户选择有效的训练方法进行训练。
进一步地，所述的云服务器主要为云/网络服务平台，用于用户管理、用户数据收集整理，存储；提供用户实时查询以及用户历史数据查询；考虑到数据的安全性，云/网络服务平台能够提供正念训练用户注册，正式训练人员都有固定ID及私有密码，只有经过注册以后的用户才能有特有的云/网络服务平台使用权限，如实时查询当前训练状态，查询单一历史数据，以及查询一段时间内的训练情况；云服务器还提供相应的正念训练课堂，正念小知识等应用。
进一步地，所述的用户终端是在用户终端安装上特定的正念反馈软件，用户可以实时查询正念训练情况，历史数据，以及用户一段时间的训练成果统计信息等，然后通过针对性训练模块记性选择性训练，其中针对性训练模块是指对正念训练实际有效的方法，工具等，不限于声音、光、电、磁、视频、图片、游戏中的一种或多种方式组合，达到最佳的训练效果。
进一步地，所述的前置放大模块具备高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的性能，在整个放大回路中一般还需设置一些可调装置，以便在测量时根据需要调整放大器的时间常数、增益等参数。
进一步地，所述的信号滤波模块为Filter 滤波电路，其采用的滤波范围为0.5～60Hz，排除了非此频段信号的干扰影响，更有效的识别有用的脑电波信号。
进一步地，所述的A/D数据采样模块用于将经过适当放大的模拟形式的脑电波信号转换为计算机可以识别和处理的离散数字信号形式，采用12位及以上的采样精度，并在500Hz以上足够高的采样频率下，充分保障了AD采样的实时性与准确性。
进一步地，所述的控制器采用32位高速处理器对脑电波信号进行分析处理，减小并排除眼电、肌电等其它噪声信号对原始脑电波信号的影响，可有效得出脑电波波种几种基本特征波。
本发明的工作原理：将干式电极佩戴在人脑上，正念脑波模型利用脑电波信号采集模块得到的脑电波基本波形特征值，利用脑电波特征值搭建正念脑电波模型；判断控制模块是判断出当前使用者正念指标后，可以利用无线通信（WIFI/蓝牙/3G/4G等）直接反馈给用户终端（可是任何智能设备，包括不限于PC、笔记本、PAD、智能手机等），用户可以通过用户终端中的正念训练反馈软件查看当前状态；判断控制模块也能将数据发送到云服务器，有一定权限的用户可以通过云服务器下载当前或历史数据； 判断控制模块还能根据不同使用者，给出有针对性的训练计划，如下：对于初始训练者，判断控制模块先通过系统读取使用者的当前正念脑波模型中的参数，确定用户的初始级别，并建议用户选择合适的训练方法，训练时间来有针对性的训练；对于老用户，系统会调取历史数据和当前正念脑波模型中的参数，来确定使用者当前的训练成果，以及达到的身心放松级别，在针对当前级别友情提示用户选择有效的训练方法进行训练；在用户终端上安装上特定的正念反馈软件，用户可以实时查询正念训练情况，历史数据，以及用户一段时间的训练成果统计信息等，然后通过针对性训练模块记性选择性训练，其中针对性训练模块是指对正念训练实际有效的方法，工具等，不限于声音、光、电、磁、视频、图片、游戏中的一种或多种方式组合，达到最佳的训练效果。
采用上述结构后，本发明有益效果为：本发明所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，能够实时反馈训练者的正念训练情况，更可靠有效的指导训练者进行正念训练，平衡并提升使用者的脑电波状态，有助于人们摆脱抑郁症和消极情绪状态，维持身心健康，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的流程图。
图2是本发明中干式电极的结构示意图。
附图标记说明：
人脑1、脑电波信号采集模块2、正念脑电波模型3、判断控制模块4、云服务器5、用户终端6、针对性训练模块7、控制器8、干式电极9、前置放大模块10、信号滤波模块11、A/D数据采样模块12。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
参看如图1-图2所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含人脑1、脑电波信号采集模块2、正念脑电波模型3、判断控制模块4、用户终端6；所述的脑电波信号采集模块2罩设在人脑1上，脑电波信号采集模块2与正念脑波模型3连接，正念脑波模型3与判断控制模块4连接，判断控制模块4与用户终端6连接；其中所述的脑电波信号采集模块2由干式电极9、前置放大模块10、信号滤波模块11、A/D数据采样模块12和控制器8构成；干式电极9上连接数个前置放大模块10，每个前置放大模块10均依次连接有信号滤波模块11和A/D数据采样模块12，数个A/D数据采样模块12与控制器8连接。
进一步地，所述的判断控制模块4通过云服务器5与用户终端6连接。
进一步地，所述的干式电极9为头戴式额头干式电极，采用头戴式额头干式电极，能够较好的接触人体额头，电极采用双极性导联设计，能够准确的测出人体额头脑电波信号。
进一步地，所述的云服务器5主要为云/网络服务平台，用于用户管理、用户数据收集整理，存储；提供用户实时查询以及用户历史数据查询；考虑到数据的安全性，云/网络服务平台能够提供正念训练用户注册，正式训练人员都有固定ID及私有密码，只有经过注册以后的用户才能有特有的云/网络服务平台使用权限，如实时查询当前训练状态，查询单一历史数据，以及查询一段时间内的训练情况；云服务器还提供相应的正念训练课堂，正念小知识等应用。
进一步地，所述的前置放大模块10具备高输入阻抗、高共模抑制比和低噪声的性能，在整个放大回路中一般还需设置一些可调装置，以便在测量时根据需要调整放大器的时间常数、增益等参数。
进一步地，所述的信号滤波模块11为Filter 滤波电路，其采用的滤波范围为0.5～60Hz，排除了非此频段信号的干扰影响，更有效的识别有用的脑电波信号。
进一步地，所述的A/D数据采样模块12用于将经过适当放大的模拟形式的脑电波信号转换为计算机可以识别和处理的离散数字信号形式，采用12位及以上的采样精度，并在500Hz以上足够高的采样频率下，充分保障了AD采样的实时性与准确性。
进一步地，所述的控制器8采用32位高速处理器对脑电波信号进行分析处理，减小并排除眼电、肌电等其它噪声信号对原始脑电波信号的影响，可有效得出脑电波波种几种基本特征波。
本具体实施方式的工作原理：将干式电极9佩戴在人脑1上，正念脑波模型3是利用脑电波信号采集模块2得到的脑电波基本波形特征值，利用脑电波特征值搭建正念脑电波模型；判断控制模块4是判断出当前使用者正念指标后，可以利用无线通信（WIFI/蓝牙/3G/4G等）直接反馈给用户终端6（可是任何智能设备，包括不限于PC、笔记本、PAD、智能手机等），用户可以通过用户终端6中的正念训练反馈软件查看当前状态；判断控制模块也能将数据发送到云服务器5，有一定权限的用户可以通过云服务器5下载当前或历史数据； 判断控制模块4还能根据不同使用者，给出有针对性的训练计划，如下：对于初始训练者，判断控制模块4先通过系统读取使用者的当前正念脑波模型3中的参数，确定用户的初始级别，并建议用户选择合适的训练方法，训练时间来有针对性的训练；对于老用户，系统会调取历史数据和当前正念脑波模型3中的参数，来确定使用者当前的训练成果，以及达到的身心放松级别，在针对当前级别友情提示用户选择有效的训练方法进行训练；在用户终端6上安装上特定的正念反馈软件，用户可以实时查询正念训练情况，历史数据，以及用户一段时间的训练成果统计信息等，然后通过针对性训练模块7记性选择性训练，其中针对性训练模块7是指对正念训练实际有效的方法，工具等，不限于声音、光、电、磁、视频、图片、游戏中的一种或多种方式组合，达到最佳的训练效果。
采用上述结构后，本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，能够实时反馈训练者的正念训练情况，更可靠有效的指导训练者进行正念训练，平衡并提升使用者的脑电波状态，有助于人们摆脱抑郁症和消极情绪状态，维持身心健康，本发明具有结构简单，设置合理，制作成本低等优点。
以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：它包含人脑、脑电波信号采集模块、正念脑电波模型、判断控制模块、用户终端；所述的脑电波信号采集模块罩设在人脑上，脑电波信号采集模块与正念脑波模型连接，正念脑波模型与判断控制模块连接，判断控制模块与用户终端连接；其中所述的脑电波信号采集模块由干式电极、前置放大模块、信号滤波模块、A/D数据采样模块和控制器构成；干式电极上连接数个前置放大模块，每个前置放大模块均依次连接有信号滤波模块和A/D数据采样模块，数个A/D数据采样模块与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的干式电极为头戴式额头干式电极，电极采用双极性导联设计。
3.根据权利要求1所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的信号滤波模块为Filter 滤波电路，其采用的滤波范围为0.5～60Hz。
4.根据权利要求1所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的A/D数据采样模块采用12位及以上的采样精度。
5.根据权利要求1所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的控制器采用32位高速处理器对脑电波信号进行分析处理。
6.根据权利要求1所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的判断控制模块通过云服务器与用户终端连接。
7.根据权利要求6所述的一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：所述的云服务器为云/网络服务平台，用于用户管理、用户数据收集整理，存储；提供用户实时查询以及用户历史数据查询。
8.一种基于脑电波实时反馈的正念训练系统，其特征在于：它的工作原理：将干式电极佩戴在人脑上，正念脑波模型利用脑电波信号采集模块得到的脑电波基本波形特征值，利用脑电波特征值搭建正念脑电波模型；判断控制模块是判断出当前使用者正念指标后，可以利用无线通信直接反馈给用户终端，用户可以通过用户终端中的正念训练反馈软件查看当前状态；判断控制模块也能将数据发送到云服务器，有一定权限的用户可以通过云服务器下载当前或历史数据； 判断控制模块还能根据不同使用者，给出有针对性的训练计划，如下：对于初始训练者，判断控制模块先通过系统读取使用者的当前正念脑波模型中的参数，确定用户的初始级别，并建议用户选择合适的训练方法，训练时间来有针对性的训练；对于老用户，系统会调取历史数据和当前正念脑波模型中的参数，来确定使用者当前的训练成果，以及达到的身心放松级别，在针对当前级别友情提示用户选择有效的训练方法进行训练；在用户终端上安装上特定的正念反馈软件，用户可以实时查询正念训练情况，历史数据，以及用户一段时间的训练成果统计信息等，然后通过针对性训练模块记性选择性训练。
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