CN112263768A - 一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统，能够在迅速确定个体特异性有效的频段之后，定制个性化听觉调控节律，从而实现精准治疗，与药物治疗相比，该方法不存在药物依赖问题；与认知行为治疗相比，该方法可通过自动化电子设备实现，对于专业人员人工成本要求较低，适合患者长期使用。
Description
技术领域
本发明涉及精神病物理治疗技术领域，具体涉及一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统。
背景技术
焦虑是我们发病率最高的精神疾病。目前对于焦虑的治疗方式主要有药物治疗和认知行为治疗，但前者需要长期服药，后者对于患者的时间和经济要求较高，因此目前仍有需要焦虑患者未得到及时有效的干预和治疗。目前一些医院、治疗机构及保健产品已针对焦虑障碍开展或提供音乐治疗，但由于该手段的神经机理不明，且对音乐的感知和偏好存在个体差异，音乐治疗的效果在实际应用中存在争议。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统，可根据使用者生理响应自适应地选择特异性听觉节律用于调制神经节律从而缓解焦虑。
为了达到上述目的，本发明一方面提供一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，包括：
基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号；
向受试者播放所述听觉刺激信号，并采集受试者的电生理信号；
分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式；
基于再次设定的参数和形式，生成听觉刺激信号并向受试者播放。
进一步的，所述听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，所述听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。
进一步的，采集的受试者电生理信号包括皮肤电信号、心电信号和脑电信号。
进一步的，分析采集的皮肤电信号，包括以下步骤：
数据预处理，去除皮肤电信号中的噪音；
数据格式化，分段对齐皮肤电信号；
特征提取，在皮肤电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于皮肤电导率。
进一步的，分析采集的心电信号。包括以下步骤：
数据预处理，去除心电信号中的噪音；
数据格式化，分段对心电信号；
特征提取，在心电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于呼吸变异率。
进一步的，分析采集的脑电信号，包括以下步骤：
数据预处理，去除脑电信号中的噪音；
数据格式化，分段对脑电信号；
特征提取，在脑电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于额中线theta。
进一步的，在电生理信号的分析过程中，还包括：
将皮肤电信号、心电信号和脑电信号中提取的数据特征输入数据模型进行统计比对；
根据比对结果，调整相对应的听觉刺激信号的参数和形式。
另一方面，本发明还提高一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，包括：
听觉刺激信号生成模块，用以基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号；
听觉刺激信号播放模块，用以向受试者播放所述听觉刺激信号；
电生理信号采集模块，用以采集受试者在接收治疗时反馈的电生理信号；
电生理信号分析模块，用以分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式。
进一步的，所述听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，所述听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。
进一步的，所述电生理信号采集模块包括：
皮肤电信号采集单元，用以采集受试者在测试时产生的皮肤电信号；
心电信号采集单元，用以采集受试者在测试时的心电信号；
脑电信号采集单元，用以采集受试者在测试时的脑电信号。
进一步的，所述电生理信号分析模块包括：
皮肤电信号分析单元，用以对采集的皮肤电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括皮肤电导率；
心电信号分析单元，用以对采集的心电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括呼吸变异率；
脑电信号分析单元，用以对采集的脑电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括额中线theta。
进一步的，所述电生理信号分析模块将皮肤电信号、心电信号和脑电信号中提取的数据特征输入数据模型进行统计比对，根据比对结果，调整相对应的听觉刺激信号的参数和形式。
本发明提供一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统，能够在迅速确定个体特异性有效的频段之后，定制个性化听觉调控节律，从而实现精准治疗，与药物治疗相比，该方法不存在药物依赖问题；与认知行为治疗相比，该方法可通过自动化电子设备实现，对于专业人员人工成本要求较低，适合患者长期使用。
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为本发明一种基于听觉节律的焦虑治疗方法的方法流程图。
图2为电生理信号分析过程的分析流程图。
图3为本发明一种基于听觉节律的焦虑治疗系统的系统框架图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。、在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。
如果申请文件中出现“第一/第二”的类似描述则增加以下的说明，在以下的描述中，所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。
本发明提供一种基于听觉节律的焦虑治疗方法和系统，用以采集患者的电生理信号进行分析，从而定制个性化调控节律，实现精准治疗。
图1为本发明一种基于听觉节律的焦虑治疗方法的方法流程图。如图1所示的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，包括以下步骤：
S100，基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号。
具体的，所述听觉刺激信号为包含听觉节律的声音序列。例如，具有一定节奏频率的语音信号，脉冲刺激信号，电极刺激信号中的一种或者任意组合。听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。治疗者可根据受试者的个人信息和病史设定初始的参数和形式。
S200，向受试者播放所述听觉刺激信号，并采集受试者的电生理信号。
具体的，听觉刺激信号通过听觉刺激信号播放模块向被试者播放，听觉刺激信号可以通过调控的方式改变信号的参数和形式。通过生理信号采集模块采集受试者的电生理信号。电生理信号包括从被试者皮肤采集的皮肤电信号，心电采集设备采集的心电信号和脑电采集设备采集的脑电信号。上述信号综合后形成多模态电生理信号，可用于实时监控被试者在听觉刺激信号调控时的电生理反应。
S300，分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式。
图2为电生理信号分析过程的分析流程图。如图2所示，在采集到的皮肤电信号、心电信号和脑电信号后分别进行分析处理。
其中，分析采集的皮肤电信号，包括以下步骤：
S311数据预处理，去除皮肤电信号中的噪音；
S312数据格式化，分段对齐皮肤电信号；
S313特征提取，在皮肤电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于皮肤电导率。
分析采集的心电信号。包括以下步骤：
S321数据预处理，去除心电信号中的噪音；
S322数据格式化，分段对心电信号；
S323特征提取，在心电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于呼吸变异率。
分析采集的脑电信号，包括以下步骤：
S331数据预处理，去除脑电信号中的噪音；
S332数据格式化，分段对脑电信号；
S333特征提取，在脑电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于额中线theta。
最后，S340将皮肤电信号、心电信号和脑电信号中提取的数据特征输入数据模型进行统计比对。数据模型由定制化的MATLAB、Python等计算机程序实现。根据比对结果，调整相对应的听觉刺激信号的参数和形式。
S400，基于再次设定的参数和形式，生成听觉刺激信号并向受试者播放。
图3为本发明一种基于听觉节律的焦虑治疗系统的系统框架图。如图3所示，本发明一种基于听觉节律的焦虑治疗系统包括：
听觉刺激信号生成模块1，用以基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号。
听觉刺激信号播放模块2，用以向受试者播放所述听觉刺激信号。
电生理信号采集模块3，用以采集受试者在接收治疗时反馈的电生理信号。
电生理信号分析模块4，用以分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式。
其中，听觉刺激信号生成模块1的预设参数可以是系统自带参数库或根据被试过往治疗等先验信息进行设定，也可以通过接受电生理信号分析模块4的分析输出。听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。
听觉刺激信号播放模块2由气导耳机构成，避免对电生理信号采集模块3的电磁干扰。
电生理信号采集模块3包括电生理采集和听觉刺激同步装置、多导电生理信号放大器，以及分别针对皮肤电、心电和脑电的信号采集单元。
电生理信号分析模块4由定制化的MATLAB、Python等计算机程序实现。通过电生理信号分析流程进行信号处理和比较，得出针对特定被试个体的效果最好的听觉参数和形式，传至听觉刺激信号生成模块1进行调控，输出优化后的听觉刺激信号。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，包括：
基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号；
向受试者播放所述听觉刺激信号，并采集受试者的电生理信号；
分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式；
基于再次设定的参数和形式，生成听觉刺激信号并向受试者播放。
2.如权利要求1所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，所述听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，所述听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。
3.如权利要求1所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，采集的受试者电生理信号包括皮肤电信号、心电信号和脑电信号。
4.如权利要求3所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，分析采集的皮肤电信号，包括以下步骤：
数据预处理，去除皮肤电信号中的噪音；
数据格式化，分段对齐皮肤电信号；
特征提取，在皮肤电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于皮肤电导率。
5.如权利要求3所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，分析采集的心电信号。包括以下步骤：
数据预处理，去除心电信号中的噪音；
数据格式化，分段对心电信号；
特征提取，在心电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于呼吸变异率。
6.如权利要求3所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，分析采集的脑电信号，包括以下步骤：
数据预处理，去除脑电信号中的噪音；
数据格式化，分段对脑电信号；
特征提取，在脑电信号中提取数据特征，所述数据特征包括但不仅限于额中线theta。
7.如权利要求1到6所述的任一种基于听觉节律的焦虑治疗方法，其特征在于，在电生理信号的分析过程中，还包括：
将皮肤电信号、心电信号和脑电信号中提取的数据特征输入数据模型进行统计比对；
根据比对结果，调整相对应的听觉刺激信号的参数和形式。
8.一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，其特征在于，包括：
听觉刺激信号生成模块，用以基于预设的参数和形式，生成听觉刺激信号；
听觉刺激信号播放模块，用以向受试者播放所述听觉刺激信号；
电生理信号采集模块，用以采集受试者在接收治疗时反馈的电生理信号；
电生理信号分析模块，用以分析所述电生理信号，根据电生理信号的分析结果再次设定听觉刺激信号的参数和形式。
9.如权利要求8所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，其特征在于，所述听觉刺激信号的参数包括采样频率、载波频率、谐波频率和序列时长，所述听觉刺激信号的形式包括双耳节拍、单耳节拍和等时声音序列。
10.如权利要求8所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，其特征在于，所述电生理信号采集模块包括：
皮肤电信号采集单元，用以采集受试者在测试时产生的皮肤电信号；
心电信号采集单元，用以采集受试者在测试时的心电信号；
脑电信号采集单元，用以采集受试者在测试时的脑电信号。
11.如权利要求10所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，其特征在于，所述电生理信号分析模块包括：
皮肤电信号分析单元，用以对采集的皮肤电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括皮肤电导率；
心电信号分析单元，用以对采集的心电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括呼吸变异率；
脑电信号分析单元，用以对采集的脑电信号进行预处理和格式化，并提取特征数据，所述特征数据包括额中线theta。
12.如权利要求11所述的一种基于听觉节律的焦虑治疗系统，其特征在于，所述电生理信号分析模块将将皮肤电信号、心电信号和脑电信号中提取的数据特征输入数据模型进行统计比对，根据比对结果，调整相对应的听觉刺激信号的参数和形式。
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