CN110251799A - 神经反馈治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种神经反馈治疗仪，该神经反馈治疗仪包括：眼球运动检测装置、近红外检测装置、音频播放装置、显示器和中央控制装置，眼球运动检测装置获取用户的目光朝向数据并发送至中央控制装置，近红外检测装置获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成电信号，并将电信号发送至中央控制装置，中央控制装置根据电信号确定用户的预设目标脑区的初始脑激活度，根据用户的目光朝向数据和用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值，并将治疗任务内容展示给用户，中央控制装置确定预设目标脑区的当前脑激活度并比较当前脑激活度是否达到脑激活度目标值，若是，生成奖赏信息并发送至显示器进行显示。上述神经反馈治疗仪提高了治疗效果。

Description

神经反馈治疗仪
技术领域
本发明涉及医疗设备领域，尤其涉及一种神经反馈治疗仪。
背景技术
目前的脑电生物反馈治疗仪一般是将大脑皮层各区的脑电活动节律反馈出来，并对特定的脑电活动进行训练，例如通常选择性强化某一频段的脑电波以达到预期的治疗目的。其中在治疗过程中，一般将动画信息由视听觉接受传入用户大脑，进而引起脑电波发生变化，其中α、β、δ和θ频段脑波由电极记录其变化，经前置放大器进入计算机特制的软件进行处理，影响大脑，最后又成为反馈信息再影响上述动画的画面，如此循环往复以达到治疗目的。
然而，上述脑电生物反馈治疗仪在使用的过程中往往由于用户的多动和过度兴奋导致用户的注意力不能集中在上述动画画面，且脑电波容易受干扰，导致脑电生物反馈治疗仪的治疗效果不尽如意。
发明内容
鉴于此，本发明提供一种神经反馈治疗仪，能够有效的克服上述缺陷。
一种神经反馈治疗仪，上述神经反馈治疗仪包括：眼球运动检测装置、近红外检测装置、音频播放装置、显示器和中央控制装置；
上述眼球运动检测装置用于检测跟踪用户的眼球运动方向以获取用户的目光朝向数据，并将上述用户的目光朝向数据获取发送至上述中央控制装置；
上述近红外检测装置用于获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成对应的电信号，并将上述电信号发送至上述中央控制装置；
上述中央控制装置用于根据上述电信号确定上述用户的预设目标脑区的初始脑激活度；
上述中央控制装置还用于根据上述用户的目光朝向数据和上述用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值，并通过上述音频播放装置和上述显示器将上述治疗任务内容展示给上述用户；
上述中央控制装置还用于确定上述预设目标脑区的当前脑激活度，并比较上述当前脑激活度是否达到上述脑激活度目标值，若是，生成奖赏信息并发送至上述显示器进行显示。
在一个实施例中，上述预设目标脑区位于上述用户的脑前额叶内，上述近红外检测装置包括检测帽子和近红外仪，上述检测帽子和上述近红外仪电性连接；
上述检测帽子用于获取上述预设目标脑区所对应的近红外光信号并发送至上述近红外仪；
上述近红外仪用于将上述近红外光信号转换为电信号并发送至上述中央控制装置；
上述中央控制装置用于根据上述电信号确定上述预设目标脑区的氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度，根据上述氧合血红蛋白浓度和上述去氧血红蛋白浓度确定初始脑激活度。
在一个实施例中，上述检测帽子设置有近红外光源和探头检测器；
上述近红外光源用于生成近红外光，上述探头检测器用于获取上述近红外光经上述预设目标脑区散射出的近红外光信号。
在一个实施例中，上述中央控制装置还用于当上述当前脑激活度小于上述脑激活度目标值时，继续通过上述音频播放装置和上述显示器将上述治疗任务内容向上述用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到上述脑激活度目标值。
在一个实施例中，上述中央控制装置还用于当上述当前脑激活度小于上述脑激活度目标值时，调整上述治疗任务内容并通过上述音频播放装置和上述显示器向上述用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到上述脑激活度目标值。
在一个实施例中，上述中央控制装置还用于当上述当前脑激活度达到上述脑激活度目标值时，根据上述当前脑激活度对上述治疗任务内容和上述脑激活度目标值分别进行调整。
在一个实施例中，上述眼球运动检测装置设置在上述显示器对应显示屏幕的上侧边缘。
在一个实施例中，上述中央控制装置用于根据上述用户的目光注视方向数据对上述用户注视显示屏幕的有效性进行评价，根据对应的评价结果和上述用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
在一个实施例中，上述中央控制装置还用于当上述评价结果低于预设评价阈值时，控制上述音频播放装置播放语音提示。
在一个实施例中，上述音频播放装置包括扬声器和耳机。
上述神经反馈治疗仪包括眼球运动检测装置、近红外检测装置、音频播放装置、显示器和中央控制装置，上述眼球运动检测装置用于检测跟踪用户的眼球运动方向以获取用户的目光朝向数据，并将上述用户的目光朝向数据获取发送至上述中央控制装置，上述近红外检测装置用于获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成对应的电信号，并将上述电信号发送至上述中央控制装置，上述中央控制装置用于根据上述电信号确定上述用户的预设目标脑区的初始脑激活度，上述中央控制装置还用于根据上述用户的目光朝向数据和上述用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值，并通过上述音频播放装置和上述显示器将上述治疗任务内容展示给上述用户，上述中央控制装置还用于确定上述预设目标脑区的当前脑激活度，并比较上述当前脑激活度是否达到上述脑激活度目标值，若是，生成奖赏信息并发送至上述显示器进行显示，通过设置眼球运动检测装置能够有效的追踪用户的眼球运动，保证用户在治疗过程中注视显示器屏幕的有效性，提高用户的注意力和自我控制能力，改善和消除用户的症状，且通过采用近红外检测装置能够避免用户的运动影响，对于不同的预设目标脑区也能够进行检测，克服了普通脑电生物反馈治疗仪使用过程中的产品缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
图1为一个实施例中一种神经反馈治疗仪的结构框图；
图2为一个实施例中近红外检测装置的结构框图；
图3为一个实施例中检测帽子的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在下文中，将更全面地描述本公开的各种实施例。本公开可具有各种实施例，并且可在其中做出调整和改变。然而，应理解：不存在将本公开的各种实施例限于在此公开的特定实施例的意图，而是应将本公开理解为涵盖落入本公开的各种实施例的精神和范围内的所有调整、等同物和/或可选方案。
在下文中，可在本发明的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本发明的各种实施例中被清楚地限定。
图1为一个实施例中一种神经反馈治疗仪100的结构框图，神经反馈治疗仪100包括：眼球运动检测装置110、近红外检测装置120、音频播放装置130、显示器140和中央控制装置150；眼球运动检测装置110、近红外检测装置120、音频播放装置130和显示器140分别与所述中央控制装置150电性连接，其中，眼球运动检测装置110和近红外检测装置120分别能够以无线通信方式与中央控制装置150建立通信连接，上述无线通信方式采用蓝牙、WiFi和Zigbee方式中任意一种。
其中，上述眼球运动检测装置110一般利用红外线检测角膜反光来追踪用户的眼球运动方向以获取用户的目光朝向数据，并将用户的目光朝向数据获取发送至中央控制装置150。
其中，近红外检测装置120用于获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成对应的电信号，并将电信号发送至中央控制装置150。
其中，采用近红外检测装置120能够有效的对预设目标脑区进行检测，以获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成对应的电信号，并将电信号发送至中央控制装置150，这是因为近红外光对不同的软组织和变化的组织具有较强的区分能力，根据该特性，可利用近红外检测装置120通过近红外光谱法测量特定组织的化学参数进而得到特定组织的生理参数，或者建立生理参数和光谱数据的对应的关系，进而检测出来组织的异物或者检测皮肤组织受外界环境影响的变化。
进一步地，中央控制装置150用于根据电信号确定用户的预设目标脑区的初始脑激活度，根据用户的目光朝向数据和用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值，并通过音频播放装置130和显示器140将治疗任务内容展示给用户。
其中，预设目标脑区的选取可由中央控制装置150进行设定，中央控制装置150可根据上述电信号确定用户的预设目标脑区的初始激活度，这是因为上述电信号包含了用户的预设目标脑区的生理组织参数信息，中央控制装置150通过对上述电信号进行分析，可确定预设目标脑区的生理组织参数信息，进而确定预设目标脑区的初始脑激活度。
在确定上述初始脑激活度之后，中央控制装置150还根据用户的目光朝向数据和用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
其中，针对不同的用户，每名用户的目光朝向数据一般是不同的，这是因为每个人眼部运动不同，目光朝向数据自然不同；此外，每名用户的初始脑激活度一般也不相同，这是因为每名用户的生理参数是不同的。
其中，目光朝向数据变化波动程度反映了不同用户对于事物的注意力集中程度，初始脑激活度则反映了用户的大脑的初始活跃状态，根据每名用户的实际情况，中央控制装置150可灵活设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
此外，大脑不同部位的初始脑激活度是不同的，相应的不同的预设目标脑区设定的初始脑激活度目标值也不同。
中央控制装置150在确定治疗任务内容和脑激活度目标值之后进一步通过音频播放装置130和显示器140将治疗任务内容展示给用户。
其中，通过音频播放装置130和显示器140将治疗内容以视听的形式展示给用户，对用户进行治疗和刺激，例如通过音频播放装置130和显示器140为用户观看有吸引力和符合用户心理特性的动画游戏任务，使得用户能够参与在上述动画游戏任务当中，从而实现对用户的治疗。
其中，上述治疗内容一般包括视频、动画和游戏等，治疗内容的设置以用户的兴趣为参考，用户在进行治疗的过程当中可眼球运动检测装置110可利用用户的目光朝向数据判断用户的治疗实时状态，并反馈至中央控制装置150。
进一步地，中央控制装置150还用于确定预设目标脑区的当前脑激活度，并比较当前脑激活度是否达到脑激活度目标值，若是，生成奖赏信息并发送至显示器140进行显示。
其中，用户在接受上述治疗内容之后，预设目标脑区的当前脑激活度往往发生增大，但是用户在接受上述治疗内容时由于兴奋度不同，导致每个人产生的脑激活度值变化不同，因而中央控制装置150还需要在确定预设目标脑区的当前脑激活度的基础上，进一步判定该当前脑激活度是否达到脑激活度目标值，当上述当前脑激活度值达到脑激活度目标值时，表明上述用户完成上述治疗内容，生成奖赏信息并发送至显示器140进行显示。
其中，奖赏信息可以是虚拟的奖励信息，也可是对应的实体奖励。
上述神经反馈治疗仪100通过设置眼球运动检测装置110能够有效的追踪用户的眼球运动，保证用户在治疗过程中注视显示器140屏幕的有效性以提高用户的注意力和自我控制能力并进一改善和消除用户的症状，进而从整体上提高神经反馈治疗仪100产品的治疗效果，且通过采用近红外检测装置120能够避免用户的运动影响，对于不同的预设目标脑区也能够进行检测，克服了普通脑电生物反馈治疗仪存在的产品缺陷。
在一个实施例中，预设目标脑区位于用户的脑前额叶内，如图2所示，近红外检测装置120包括检测帽子122和近红外仪124，检测帽子122和近红外仪124电性连接，检测帽子122用于获取预设目标脑区所对应的近红外光信号并发送至近红外仪124，近红外仪124用于将近红外光信号转换为电信号并发送至中央控制装置150，中央控制装置150用于根据电信号确定预设目标脑区的氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度，根据氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度确定初始脑激活度。
其中，预设目标脑区设置在用户的脑前额叶内，脑前额叶区域的活跃度较强，便于上述近红外检测装置120检测，用户将检测帽子122戴在头上，检测帽子122主要是生成近原始红外光信号以穿过预设目标脑区，收集经过预设目标脑区散射出来的近红外光信号并发送至近红外仪124，近红外仪124将近散射出来的近红外光信号转换成电信号并发送至中央控制装置150。
其中，由于人体组织对近红外光700nm～900nm呈现高度前向散射和低吸收特性，光子能够穿透距离达多个厘米的深度，人体组织中的含氧血红蛋白和去氧血红蛋白在近红外光谱区的吸收系数有明显差异，利用该光谱区两个波长的光检测组织光吸收的变化可以分别计算出血液中含氧血红蛋白、去氧血红蛋白以及血容量的变化，其中生物组织光谱学通常采用光密度变化描述光在组织中传播能量的衰减。
进一步地，近红外仪124将近散射出来的近红外光信号转换成电信号并发送至中央控制装置150。
中央控制装置150根据经过预设目标脑区散射出来的近红外光信号对应的电信号，通过检测上述电信号的变化(对应光密度的变化)，能够在人体组织吸收系数变化很小的时候进一步确定氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度，进一步地根据氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度确定初始脑激活度。
其中，氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度能够准确的反应脑区的活动强弱。
在一个实施例中，如图3所示，检测帽子122设置有近红外光源122a和探头检测器122b；
近红外光源122a用于生成近红外光，探头检测122b器用于获取近红外光经预设目标脑区散射出的近红外光信号。
在一个实施例中，中央控制装置150还用于当前脑激活度小于脑激活度目标值时，继续通过音频播放装置130和显示器140将治疗任务内容向用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到脑激活度目标值。
其中，当前脑激活度小于脑激活度目标值时，表明用户的使用效果并未达标，因而可继续通过音频播放装置130和显示器140将治疗任务内容向用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到脑激活度目标值。
通过上述处理，能够确保用户在使用上述神经反馈治疗仪100的过程中达到理想的预设目标效果。
在一个实施例中，中央控制装置150还用于当前脑激活度小于脑激活度目标值时，调整治疗任务内容并通过音频播放装置130和显示器140向用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到脑激活度目标值。
其中，当前脑激活度小于脑激活度目标值时，表明用户的使用效果并未达标，对于某一类用户，可能设置的原有的治疗内容无法引起用户的兴趣，因而中央控制装置150可调整治疗内容，并通过音频播放装置130和显示器140向用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到脑激活度目标值。
通过上述治疗内容的及时的调整，能够确保用户在使用上述神经反馈治疗仪100的过程中进一步达到理想的预设目标效果。
在一个实施例中，中央控制装置150还用于当前脑激活度达到脑激活度目标值时，根据当前脑激活度对治疗任务内容和脑激活度目标值分别进行调整。
其中，当上述当前脑激活度达到脑激活度目标值时，表明用户已经达到对应的治疗使用效果，此时可进一步增加治疗任务内容和脑激活度目标值，进而提升用户的治疗使用效果。
在一个实施例中，通过增加治疗任务内容的多样性和难度来进行调整治疗内容，同时对应调高脑激活度目标值。
在一个实施例中，眼球运动检测装置110设置在显示器140对应显示屏幕的上侧边缘。
其中，眼球运动检测装置110一般设置在显示器140的上方，有利于追踪用户的眼球运动。
在一个实施例中，上述眼球运动检测装置110一般设置在显示器140上方的中间位置，更有利于平衡追踪用户双眼的目光朝向数据，提高眼球运动检测装置110的检测性能。
在一个实施例中，中央控制装置150用于根据用户的目光注视方向数据对用户注视显示屏幕的有效性进行评价，根据对应的评价结果和用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
其中，在用户接受上述治疗内容时，需要对用户的目光注视方向进行密切的监控，从而对用户注视显示屏幕的有效性进行评价，得到对应的评价结果，当评价结果高于某一预设评价阈值时，进一步根据初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
在一个实施例中，中央控制装置150还用于当评价结果低于预设评价阈值时，控制音频播放装置130播放语音提示。
其中，当评价结果较低时，表明用户无法有效将注意力集中在显示屏幕时，此时需要中央控制装置150控制音频播放装置130播放语音提示用户集中注意力以保证上述神经反馈治疗仪100的治疗效果。
在一个实施例中，音频播放装置130包括扬声器和耳机。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和结构图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种神经反馈治疗仪，其特征在于，所述神经反馈治疗仪包括：眼球运动检测装置、近红外检测装置、音频播放装置、显示器和中央控制装置；
所述眼球运动检测装置用于检测跟踪用户的眼球运动方向以获取用户的目光朝向数据，并将所述用户的目光朝向数据获取发送至所述中央控制装置；
所述近红外检测装置用于获取预设目标脑区的近红外光信号且转换成对应的电信号，并将所述电信号发送至所述中央控制装置；
所述中央控制装置用于根据所述电信号确定所述用户的预设目标脑区的初始脑激活度；
所述中央控制装置还用于根据所述用户的目光朝向数据和所述用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值，并通过所述音频播放装置和所述显示器将所述治疗任务内容展示给所述用户；
所述中央控制装置还用于确定所述预设目标脑区的当前脑激活度，并比较所述当前脑激活度是否达到所述脑激活度目标值，若是，生成奖赏信息并发送至所述显示器进行显示。
2.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述预设目标脑区位于所述用户的脑前额叶内，所述近红外检测装置包括检测帽子和近红外仪，所述检测帽子和所述近红外仪电性连接；
所述检测帽子用于获取所述预设目标脑区所对应的近红外光信号并发送至所述近红外仪；
所述近红外仪用于将所述近红外光信号转换为电信号并发送至所述中央控制装置；
所述中央控制装置用于根据所述电信号确定所述预设目标脑区的氧合血红蛋白浓度和去氧血红蛋白浓度，根据所述氧合血红蛋白浓度和所述去氧血红蛋白浓度确定初始脑激活度。
3.根据权利要求2所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述检测帽子设置有近红外光源和探头检测器；
所述近红外光源用于生成近红外光，所述探头检测器用于获取所述近红外光经所述预设目标脑区散射出的近红外光信号。
4.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述中央控制装置还用于当所述当前脑激活度小于所述脑激活度目标值时，继续通过所述音频播放装置和所述显示器将所述治疗任务内容向所述用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到所述脑激活度目标值。
5.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述中央控制装置还用于当所述当前脑激活度小于所述脑激活度目标值时，调整所述治疗任务内容并通过所述音频播放装置和所述显示器向所述用户进行展示直至对应的当前脑激活度达到所述脑激活度目标值。
6.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述中央控制装置还用于当所述当前脑激活度达到所述脑激活度目标值时，根据所述当前脑激活度对所述治疗任务内容和所述脑激活度目标值分别进行调整。
7.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述眼球运动检测装置设置在所述显示器对应显示屏幕的上侧边缘。
8.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述中央控制装置用于根据所述用户的目光注视方向数据对所述用户注视显示屏幕的有效性进行评价，根据对应的评价结果和所述用户的初始脑激活度设置治疗任务内容和脑激活度目标值。
9.根据权利要求8所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述中央控制装置还用于当所述评价结果低于预设评价阈值时，控制所述音频播放装置播放语音提示。
10.根据权利要求1所述的神经反馈治疗仪，其特征在于，所述音频播放装置包括扬声器和耳机。
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