RU2814781C1 - Method for tracking psychoemotional states of user and their correction - Google Patents

Method for tracking psychoemotional states of user and their correction Download PDF

Info

Publication number
RU2814781C1
RU2814781C1 RU2023113057A RU2023113057A RU2814781C1 RU 2814781 C1 RU2814781 C1 RU 2814781C1 RU 2023113057 A RU2023113057 A RU 2023113057A RU 2023113057 A RU2023113057 A RU 2023113057A RU 2814781 C1 RU2814781 C1 RU 2814781C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
user
alpha
seconds
data
individual
Prior art date
Application number
RU2023113057A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Олегович Савицкий
Алексей Сергеевич Зубарев
Эрнест Эдемович Асанов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри"
Application granted granted Critical
Publication of RU2814781C1 publication Critical patent/RU2814781C1/en

Links

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to a method for tracking psychoemotional states of a user and their correction. Portable neural interface in the brain electroencephalogram (EEG) data acquisition mode performs user brain examination. Collected EEG data of the user are transmitted via a Bluetooth communication channel to a computing device for further processing. Computing device receives EEG data from the neuroamplifier, filters and preprocesses them by means of a fourth-order Butterworth filter. Filtered and preprocessed data are classified. To calculate psychoemotional and psychophysiological states, an individual calibration mechanism is used, during which the user goes through a cycle: 20 seconds of closed eyes, 20 seconds of open eyes, 20 seconds of closed eyes, 20 seconds of open eyes, 40 seconds of quiet wakefulness. During calibration the following values are calculated: value of individual peak of alpha rhythm (iAPF); alpha rhythm peak suppression value; individual boundaries of the alpha range; calculation of a base level of a cognitive fatigue index, a concentration index, an alpha-gravity index specific for a given user (Baseline). When calculating Baseline, values of rhythm power and their ratios are accumulated in a cyclic buffer with dimension of 5 seconds until accumulation of artefact-free values for total of 30 seconds. After calibration and calculation of an individual baseline, the values of the metrics with decoding are displayed to the user for monitoring. Based on the detected conditions, the user is presented with notifications with recommendations for completing the biofeedback trainings.
EFFECT: higher accuracy of tracking psychoemotional states of the user, as well as possibility of their correction.
6 cl

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИTECHNICAL FIELD

Настоящее техническое решение относится к области вычислительной техники, в частности к способу для отслеживания психоэмоциональных состояний пользователя и их коррекции.This technical solution relates to the field of computer technology, in particular to a method for tracking the psycho-emotional states of the user and correcting them.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога, WO2022169376A1. Данное изобретение раскрывает программно-аппаратный комплекс для улучшения когнитивных функций пользователя, содержащее: вычислительное устройство, выполненное с возможностью отображения информации и содержащее клиентское приложение; нейрокомпьютерный интерфейс, содержащий нейроусилитель; программный интерфейс, выполненный с возможностью осуществления управления режимами работы нейроусилителя, а именно выполненный с возможностью: подключения к нейроусилителю и активации команд на получение сопротивлений электродов и/или для снятия и записи данных электроэнцефалограммы головного мозга (ЭЭГ); сервер, содержащийся в составе программного интерфейса и включающий в себя: модуль связи с нейрокомпьютерным интерфейсом; ядро программного интерфейса; модуль классификации сигналов ЭЭГ; модуль отправки данных клиентскому приложению. The solution chosen as the closest analogue, WO2022169376A1, is known from the prior art. This invention discloses a hardware and software system for improving the cognitive functions of a user, comprising: a computing device configured to display information and containing a client application; a brain-computer interface containing a neuro-amplifier; a software interface configured to control the operating modes of the neuroamplifier, namely, configured to: connect to the neuroamplifier and activate commands to obtain electrode resistances and/or to take and record brain electroencephalogram (EEG) data; a server contained as part of a software interface and including: a communication module with a brain-computer interface; software interface core; EEG signal classification module; module for sending data to the client application.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение недостатков современного уровня техники и отличается от известных решений тем, что предложенный способ обеспечивает качественное и точное отслеживание психоэмоциональных состояний пользователя. В данном решении применяется алгоритм очистки ЭЭГ-сигнала от миографиеских (мышечных) артефактов, что позволяет применять данную систему (способ) вне лабораторных условий.The proposed technical solution is aimed at eliminating the shortcomings of the current level of technology and differs from known solutions in that the proposed method provides high-quality and accurate tracking of the user’s psycho-emotional states. This solution uses an algorithm for cleaning the EEG signal from myographic (muscle) artifacts, which allows the use of this system (method) outside laboratory conditions.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Технической проблемой, на решение которой направлено заявленное решение, является создание способа для отслеживания психоэмоциональных состояний пользователя и их коррекции. Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах изобретения.The technical problem that the claimed solution is aimed at is creating a method for tracking the user’s psycho-emotional states and correcting them. Additional embodiments of the present invention are presented in the dependent claims.

Технический результат заключается в точном и качественном отслеживании психоэмоциональных состояний пользователя, а также в возможности их коррекции. The technical result consists in accurate and high-quality tracking of the user’s psycho-emotional states, as well as the possibility of their correction.

Заявленный результат достигается за счет осуществления способа для отслеживания психоэмоциональных состояний пользователя и их коррекции, который включает в себя этапы, на которых: The claimed result is achieved by implementing a method for tracking the user’s psycho-emotional states and correcting them, which includes the stages of:

портативный нейроинтерфейс, в режиме снятия данных электроэнцефалограммы головного мозга (ЭЭГ), проводит опросы головного мозга пользователя; a portable neural interface, in the mode of collecting electroencephalogram (EEG) data, conducts surveys of the user’s brain;

собранные ЭЭГ-данные пользователя передаются по каналу связи Bluetooth на вычислительное устройство для дальнейшей обработки; the collected EEG data of the user is transmitted via a Bluetooth communication channel to a computing device for further processing;

вычислительное устройство получает ЭЭГ-данные с нейроусилителя, после чего фильтрует и предобрабатывает их;the computing device receives EEG data from the neuroamplifier, after which it filters and preprocesses it;

отфильтрованные и предобработанные данные классифицируются, при этом для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний, и дальнейшей их детекции и коррекции используется механизм индивидуальной калибровки, который включает в себя: filtered and preprocessed data are classified, while an individual calibration mechanism is used to calculate psycho-emotional and psychophysiological states, and their further detection and correction, which includes:

цикл: 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 40 секунд спокойного бодрствования;cycle: 20 seconds closed eyes, 20 seconds open eyes, 20 seconds closed eyes, 20 seconds open eyes, 40 seconds quiet wakefulness;

при этом при процессе калибровки для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний вычисляются следующие значения: величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF); величина супрессии пика Альфа-ритма; индивидуальные границы Альфа-диапазона; расчет базового уровня индекса когнитивной усталости, индекса концентрации, индекса «альфа-гравити», характерного для данного пользователя (Baseline);in this case, during the calibration process, the following values are calculated to calculate psycho-emotional and psychophysiological states: the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF); the amount of suppression of the Alpha rhythm peak; individual boundaries of the Alpha range; calculation of the base level of the cognitive fatigue index, concentration index, alpha gravity index, characteristic of a given user (Baseline);

после проведения калибровки и вычисления индивидуального базового уровня, значения метрик с расшифровкой отображаются пользователю для мониторинга;after calibration and calculation of the individual baseline level, the metric values with interpretation are displayed to the user for monitoring;

на основе детектируемых состояний, пользователю отображаются уведомления с рекомендациями по прохождению тренингов с биологической обратной связью.Based on detected conditions, notifications are displayed to the user with recommendations for completing biofeedback training.

В частном варианте реализации описываемого способа, фильтрация и предобработка данных осуществляется посредством фильтра Баттерворта четвертого порядка, который используется для базовой фильтрации поступающих данных;In a particular embodiment of the described method, data filtering and preprocessing is carried out using a fourth-order Butterworth filter, which is used for basic filtering of incoming data;

посредством применения быстрого преобразования Фурье (FFT), осуществляется вычисления спектральной плотности мощности (PSD) основных ритмов головного мозга – Дельта, Тета, Альфа, Бета;by applying the Fast Fourier Transform (FFT), the power spectral density (PSD) of the main brain rhythms is calculated - Delta, Theta, Alpha, Beta;

посредством применения мощностной и амплитудной фильтрации, реализуется избавление от миографических артефактов и выделения полезного физиологического ЭЭГ-сигнала.through the use of power and amplitude filtering, it is possible to get rid of myographic artifacts and isolate the useful physiological EEG signal.

В другом частном варианте реализации описываемого способа, при процессе калибровки для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний вычисляются следующие значения:In another particular embodiment of the described method, during the calibration process for calculating psycho-emotional and psychophysiological states, the following values are calculated:

величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF), определяется как наибольшая мощность в диапазоне измерений Альфа-ритма на определенной частоте;the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF), is defined as the highest power in the measurement range of the Alpha rhythm at a certain frequency;

величина супрессии пика Альфа-ритма, определяется как разница в мощности между абсолютным пиком в Альфа-диапазоне при этапах калибровки с открытыми и закрытыми глазами;the amount of suppression of the Alpha rhythm peak is defined as the difference in power between the absolute peak in the Alpha range during the calibration stages with open and closed eyes;

индивидуальные границы Альфа-диапазона определяются как первое значение для высокочастотного альфа-диапазона, и последнее значение для низкочастотного альфа-диапазона, где разница мощностей при открытых и при закрытых глазах будет положительна.The individual boundaries of the Alpha band are defined as the first value for the high-frequency alpha range, and the last value for the low-frequency alpha range, where the power difference between eyes open and eyes closed will be positive.

В частном варианте реализации описываемого способа, величина частоты индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF), определяется как значение частоты в диапазоне измерений Альфа-ритма от 7 до 13 Гц, при котором мощность наибольшая.In a particular embodiment of the described method, the value of the individual peak frequency of the Alpha rhythm (iAPF) is defined as the frequency value in the Alpha rhythm measurement range from 7 to 13 Hz, at which the power is greatest.

В частном варианте реализации описываемого способа, при расчете Baseline происходит накопление значений мощности ритмов и их соотношений в цикличном буфере размерностью 5 секунд, до накопления суммарно 30 секунд безартефактных значений, причем в качестве метода усреднения используется метод среднеквадратичного усреднения.In a particular embodiment of the described method, when calculating Baseline, the values of rhythm power and their ratios are accumulated in a cyclic buffer of 5 seconds, until a total of 30 seconds of artifact-free values are accumulated, and the mean square averaging method is used as the averaging method.

В другом частном варианте реализации описываемого способа, все результаты измерений сохраняются в локальную базу данных и после окончания сессии вместе с сырыми ЭЭГ данным, отправляются на удаленную web-платформу для отслеживания статистики и прогресса.In another particular embodiment of the described method, all measurement results are saved in a local database and after the end of the session, along with raw EEG data, are sent to a remote web platform to track statistics and progress.

В частном варианте реализации описываемого способа, портативный нейроинтерфейс, в режиме снятия данных электроэнцефалограммы головного мозга (ЭЭГ), проводит опросы головного мозга пользователя с частотой 250 Гц, по каждому из электродов при наборе 8 отсчетов.In a particular embodiment of the described method, the portable neural interface, in the mode of collecting electroencephalogram (EEG) data, conducts surveys of the user’s brain with a frequency of 250 Hz, for each of the electrodes with a set of 8 samples.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному в предметной области специалисту будет очевидно каким образом можно использовать настоящее изобретение как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.The following detailed description of the invention sets forth numerous implementation details designed to provide a clear understanding of the present invention. However, it will be apparent to one skilled in the art how the present invention can be used with or without these implementation details. In other cases, well-known methods, procedures and components have not been described in detail so as not to unduly obscure the features of the present invention.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.In addition, from the above discussion it will be clear that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, alterations, variations and substitutions, while retaining the spirit and form of the present invention, will be apparent to those skilled in the art.

Настоящее техническое решение предназначено для индивидуального использования и создано для анализа психоэмоционального состояния пользователя, а также коррекции (облегчения) негативных состояний (при регулярном использовании).This technical solution is intended for individual use and was created to analyze the psycho-emotional state of the user, as well as correct (relieve) negative conditions (with regular use).

Способ для отслеживания психоэмоциональных состояний пользователя и их коррекции реализовывается посредством следующих технических элементов:The method for tracking the user’s psycho-emotional states and correcting them is implemented through the following technical elements:

нейрокомпьютерный интерфейс (может быть реализован в различных форм-факторах), содержащий нейроусилитель;brain-computer interface (can be implemented in various form factors) containing a neuro-amplifier;

вычислительное устройство, обеспечивающее прием, фильтрацию, анализ и обработку данных, поступающих от нейроусилителя;a computing device that provides reception, filtering, analysis and processing of data coming from the neural amplifier;

облачную веб-платформу, а также локальную базу данных (все результаты измерений после окончания сессии вместе с сырыми ЭЭГ данным, отправляются на удаленную web-платформу для отслеживания статистики и прогресса).cloud web platform, as well as a local database (all measurement results after the end of the session, along with raw EEG data, are sent to a remote web platform to track statistics and progress).

В качестве основного принципа работы устройства для регистрации ЭЭГ-сигнала (нейрокомпьютерного интерфейса), лежит принцип измерения разницы потенциалов между целевым электродом и референтным электродом, с определенной частотой дискретизации, каждый цикл измерений (данные со всех электродов), собирается в отдельный отсчет и по накоплении 8 отсчетов упаковывается в BLE-пакет для передачи на целевое устройство для дальнейшей фильтрации, обработки и классификации.The basic principle of operation of a device for recording an EEG signal (neuro-computer interface) is the principle of measuring the potential difference between the target electrode and the reference electrode, with a certain sampling frequency, each measurement cycle (data from all electrodes) is collected into a separate sample and accumulated 8 samples are packaged into a BLE packet for transmission to the target device for further filtering, processing and classification.

Точность измерений достигается благодаря системе фильтрации внешних помех – режекторные фильтры для отсечения внешних наводок на частотах 50/60 Гц, основной фильтр на базе фильтра Баттерворта 4го порядка для очистки ЭЭГ-сигнала от шумов, а также за счет применения парадигм, связанных с индивидуальной частотой альфа-пика (iAPF) для выбора более точной механики отслеживания психоэмоциональных состояний у различных пользователей.The accuracy of measurements is achieved thanks to a system for filtering external interference - notch filters for cutting off external noise at frequencies of 50/60 Hz, a main filter based on a 4th order Butterworth filter for clearing the EEG signal from noise, as well as through the use of paradigms associated with individual alpha frequency -peak (iAPF) to select more accurate mechanics for tracking psycho-emotional states among different users.

В одной из реализаций устройства для регистрации ЭЭГ-сигнала целевыми электродами являются отведения T3, T4, O1, O2, с референтным электродом на лбу. Частота дискретизации составляет 250 Гц. Для начала работы устройство необходимо включить кнопкой и провести процедуру сопряжения модуля Bluetooth, согласно руководству пользователя, с целевым устройством (вычислительным устройством), далее надеть на голову, следя чтобы референтный электрод касался кожи лба, а значения импендансов целевых электродов в интерфейсе приложения были менее 1 МОм (мегаом). После этого возможен переход в режим измерения сигнала ЭЭГ.In one of the implementations of the device for recording an EEG signal, the target electrodes are leads T3, T4, O1, O2, with a reference electrode on the forehead. The sampling frequency is 250 Hz. To start working, the device must be turned on with the button and the procedure for pairing the Bluetooth module, according to the user manual, with the target device (computing device), then put it on the head, making sure that the reference electrode touches the skin of the forehead, and the impedance values of the target electrodes in the application interface are less than 1 MOhm (megaohm). After this, you can switch to the EEG signal measurement mode.

В другой реализации устройства для регистрации ЭЭГ-сигнала целевыми электродами являются отведения C3, C4, A1, A2, с референтным электродом в расположении CZ (на макушке). Частота дискретизации составляет 250 Гц. Для начала работы устройство необходимо включить кнопкой и провести процедуру сопряжения модуля Bluetooth, согласно руководству пользователя, с целевым устройством – отдельно для нейроусилителя, и отдельно для стереогарнитуры. Далее надеть на голову, следя чтобы все электроды прилегали и значения импендансов целевых электродов были менее 1 МОм. После этого возможен переход в режим измерения сигнала ЭЭГ. В процессе работы с устройством возможно использование стереогарнитуры по прямому назначению – для прослушивания музыки, совершения аудио-звонков, параллельно с измерением ЭЭГ-сигнала.In another implementation of a device for recording an EEG signal, the target electrodes are leads C3, C4, A1, A2, with the reference electrode at the CZ location (on the top of the head). The sampling frequency is 250 Hz. To start working, you need to turn on the device with the button and carry out the procedure for pairing the Bluetooth module, according to the user manual, with the target device - separately for the neuroamplifier, and separately for the stereo headset. Next, put it on your head, making sure that all electrodes are adjacent and the impedance values of the target electrodes are less than 1 MOhm. After this, you can switch to the EEG signal measurement mode. While working with the device, it is possible to use a stereo headset for its intended purpose - listening to music, making audio calls, in parallel with measuring the EEG signal.

Нейроинтерфейсы поддерживают следующие режимы работы: измерение сопротивлений – для определения качества прилегания электродов, отправку значений заряда встроенного аккумулятора, съем ЭЭГ-сигнала. Устройства не предусматривают какой-либо аппаратной фильтрации – обработка производится на стороне вычислительного устройства (Mind Tracker BCI).Neurointerfaces support the following operating modes: resistance measurement - to determine the quality of electrode adhesion, sending the charge values of the built-in battery, and collecting an EEG signal. The devices do not provide any hardware filtering - processing is performed on the side of the computing device (Mind Tracker BCI).

Вычислительное устройство - аппаратно-программное устройство, обеспечивающее пользователю получение информации/данных и/или выполнение требуемого алгоритма работы и/или взаимодействие с локальными или глобальными сетями (системами) связи и информационными системами (например, мобильное устройство, ноутбук и др.). Computing device is a hardware and software device that provides the user with obtaining information/data and/or executing the required operating algorithm and/or interacting with local or global communication networks (systems) and information systems (for example, a mobile device, laptop, etc.).

Вычислительное устройство может состоять из: устройств ввода/вывода информации (аудио, графической, текстовой, видео и др.); датчиков (положения, ориентации, освещенности, акселерометров, приближения и др.); коммуникационных модулей (периферийные устройства); ядра персонального устройства (средств вычислительной техники (микропроцессор, постоянное запоминающее устройство, оперативное запоминающее устройство), графические ускорители, средства обработки звуковых потоков).A computing device may consist of: information input/output devices (audio, graphic, text, video, etc.); sensors (position, orientation, illumination, accelerometers, proximity, etc.); communication modules (peripheral devices); kernels of a personal device (computer equipment (microprocessor, read-only memory, random access memory), graphics accelerators, audio stream processing tools).

Вычислительное устройство осуществляет необходимую обработку данных с использованием трех основных модулей:The computing device carries out the necessary data processing using three main modules:

- Ядро, отвечающее за управление устройствами, прием сигнала, преобразование, фильтрацию и отсылку в модуль интерфейса, модуль локальной базы данных и отсылку на удаленный сервер web-платформы;- The core is responsible for managing devices, receiving signals, converting, filtering and sending to the interface module, local database module and sending to the remote server of the web platform;

- Интерфейс, модуль, отвечающий за отображение и ввод пользовательской информации на вычислительном устройстве.- Interface, a module responsible for displaying and entering user information on a computing device.

- Локальная база данных, модуль, хранящий данные сеанса и отправляющий их на удаленный сервер web-платформы для хранения и анализа.- Local database, a module that stores session data and sends it to a remote web platform server for storage and analysis.

Модули связываются между собой посредством C API.The modules communicate with each other using the C API.

После запуска устройств, по запросу осуществляется поиск нейроинтерфейса, готового к подключению по каналу Bluetooth. В случае если такой нейроинтерфейс был найден, осуществляется отображение индикации с качеством наложения электродов. Если качество удовлетворительное и показатели сопротивлений по каждому электроду менее 1000 кОм, появляется возможность переключения устройства в режим снятия ЭЭГ.After starting the devices, upon request, a neural interface is searched for, ready to connect via Bluetooth. If such a neural interface has been found, an indication of the quality of electrode application is displayed. If the quality is satisfactory and the resistance values for each electrode are less than 1000 kOhm, it becomes possible to switch the device to the EEG recording mode.

В режиме снятия ЭЭГ нейроинтерфейс проводит опросы с частотой 250 Гц, по каждому из электродов, при наборе 8 отсчетов, они упаковываются в BLE пакет и отсылаются по каналу связи Bluetooth на вычислительное устройство.In the EEG recording mode, the neural interface conducts surveys with a frequency of 250 Hz, for each of the electrodes, with a set of 8 samples, they are packaged in a BLE package and sent via a Bluetooth communication channel to a computing device.

Для устранения плавающих задержек при передаче данных по протоколу BLE в модуле ядра реализован функционал буферизации, с выводом данных в обработку каждые 0,1 сек.To eliminate floating delays when transmitting data via the BLE protocol, the kernel module implements buffering functionality, with data output for processing every 0.1 seconds.

После получения ЭЭГ-данных из буфера, к ним применяются алгоритмы фильтрации и преобразования:After receiving EEG data from the buffer, filtering and transformation algorithms are applied to them:

– фильтр Баттерворта четвертого порядка;– fourth order Butterworth filter;

– быстрое преобразование Фурье (FFT) для получения значений частоты и амплитуды сигнала;– fast Fourier transform (FFT) to obtain signal frequency and amplitude values;

– вычисление спектральной плотности мощности (PSD) основных ритмов головного мозга – Тета, Альфа, Бета, включая поддиапазоны.– calculation of power spectral density (PSD) of the main brain rhythms – Theta, Alpha, Beta, including subbands.

Все дальнейшие измерения проводятся после дополнительной мощностной и амплитудной фильтрации миографических артефактов для выделения полезного физиологического ЭЭГ-сигнала. Фильтрация проводится скользящим окном, шириной 0.8 сек. В расчеты берутся только безартефактные значения.All further measurements are carried out after additional power and amplitude filtering of myographic artifacts to isolate the useful physiological EEG signal. Filtration is carried out by a sliding window, 0.8 seconds wide. Only artifact-free values are taken into account in the calculations.

Классификация психоэмоциональных состояний возможна после прохождения индивидуальной калибровки, занимающей 2 минуты. В процессе калибровки пользователю предлагается сесть спокойно и пройти цикл: 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 40 секунд спокойного бодрствования.Classification of psycho-emotional states is possible after individual calibration, which takes 2 minutes. During the calibration process, the user is asked to sit quietly and go through a cycle: 20 seconds eyes closed, 20 seconds eyes open, 20 seconds eyes closed, 20 seconds eyes open, 40 seconds quiet wakefulness.

В процессе калибровки измеряются следующие параметры: Безартефактные значения мощностей Альфа, Бета, Тета ритмов, величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF), индивидуальные границы Альфа-диапазона, мощности поддиапазонов Альфа-ритма. Измерения производятся скользящим окном 5 секунд, с последующим усреднением – отдельно для этапа калибровки с закрытыми глазами, отдельно для этапа с открытыми глазами.During the calibration process, the following parameters are measured: Artifact-free values of the powers of Alpha, Beta, Theta rhythms, the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF), individual boundaries of the Alpha range, powers of the subranges of the Alpha rhythm. Measurements are made in a sliding window of 5 seconds, followed by averaging - separately for the calibration stage with eyes closed, separately for the stage with eyes open.

В последние 40 секунд происходит измерение Альфа-, Бета-, Тета-ритмов головного мозга, включая поддиапазоны A1 и A2, производится расчет базового уровня, характерного для данного пользователя (Baseline).In the last 40 seconds, the Alpha, Beta, Theta rhythms of the brain are measured, including the A1 and A2 subranges, and the base level characteristic of a given user is calculated (Baseline).

Расчет Baseline: при расчете Baseline происходит накопление значений мощности ритмов и их соотношений в цикличном буфере размерностью 5 секунд, до накопления суммарно 30 секунд безартефактных значений, в качестве метода усреднения используется метод среднеквадратичного усреднения. В качестве значения Baseline значения, берется 75 процентиль полученного числового ряда.Baseline calculation: when calculating Baseline, the values of rhythm power and their ratios are accumulated in a cyclic buffer of 5 seconds, until a total of 30 seconds of artifact-free values are accumulated; the root mean square averaging method is used as an averaging method. The 75th percentile of the resulting number series is taken as the Baseline value.

После расчета Baseline в интерфейс пользователя выводятся следующие значения: величина iAPF, и расшифровка значений.After calculating Baseline, the following values are displayed in the user interface: iAPF value, and decoding of the values.

Настоящее техническое решение позволяет пользователю наблюдать за своим состоянием в реальном времени в режиме мониторинга. На устройстве отображения пользователю доступны метрики:This technical solution allows the user to monitor their condition in real time in monitoring mode. The following metrics are available to the user on the display device:

– Cognitive Score (уровень когнитивной загрузки в процентах) – значения в реальном времени или в виде графика за период до 60 минут.– Cognitive Score (cognitive load level in percentage) – values in real time or in the form of a graph for a period of up to 60 minutes.

– Индикация психоэмоциональных состояний: в данный момент состояния отображаются в виде индикаторов: Расслабление, Вовлеченность, Легкая усталость, Усталость средней степени, Хроническая усталость, Тревожность, Стресс. Состояния становятся активными, как только алгоритм приложения их определяет.– Indication of psycho-emotional states: currently states are displayed in the form of indicators: Relaxation, Involvement, Mild fatigue, Moderate fatigue, Chronic fatigue, Anxiety, Stress. States become active as soon as the application algorithm detects them.

На основе детектируемых состояний приложение выводит уведомления с рекомендациями по прохождению БОС–тренингов (различные для различных негативных состояний).Based on the detected conditions, the application displays notifications with recommendations for completing biofeedback training (different for different negative conditions).

Примеры БОС–тренингов:Examples of biofeedback training:

– Снятие стресса – тренинг предлагается пользователю при обнаружении таких состояний как усталость и стресс.– Stress relief – training is offered to the user when conditions such as fatigue and stress are detected.

Тренинг помогает пользователям снять стресс и ощутить глубокое расслабление, подходит пользователям, которым сложно расслабится.The training helps users relieve stress and experience deep relaxation, suitable for users who find it difficult to relax.

– Расслабление разума – тренинг предлагается пользователю при обнаружении таких состояний как усталость и тревожность. Тренинг позволяет пользователю постепенно научиться концентрироваться и не отвлекаться на внешние раздражители, подходит пользователям, которым легко расслабится, но расслабление легко сбить.– Relaxation of the mind – training is offered to the user when conditions such as fatigue and anxiety are detected. The training allows the user to gradually learn to concentrate and not be distracted by external stimuli; it is suitable for users who find it easy to relax, but relaxation is easily interrupted.

Тренинги имеют схожую структуру: состоят из трех уровней, с каждым уровнем сложность прохождения возрастает, в каждом уровне надо набрать 100 баллов. В конце каждого тренинга пользователю в интерфейс выводится результат ‒ максимальное количество баллов, набранное пользователем за тренинг.The trainings have a similar structure: they consist of three levels, with each level the difficulty of passing increases, in each level you need to score 100 points. At the end of each training, the result is displayed to the user in the interface - the maximum number of points scored by the user for the training.

Алгоритм взаимодействия модулей системы детекции психоэмоциональных состояний и их коррекции (Mind Tracker BCI):Algorithm for interaction between modules of the system for detecting psycho-emotional states and their correction (Mind Tracker BCI):

- Интерфейс пользователя выступает клиентом, позволяет устанавливать связь и осуществлять управление режимами работы нейроусилителя. Отображает информацию пользователю.- The user interface acts as a client, allows you to establish communication and control the operating modes of the neuroamplifier. Displays information to the user.

- Ядро получает ЭЭГ-данные напрямую с нейроусилителя, фильтрует и предобрабатывает их, для базовой фильтрации поступающих данных используется фильтр Баттерворта четвертого порядка и быстрое преобразование Фурье (FFT) для получения значений спектральной плотности мощности далее отфильтрованные и предобработанные данные поступают в модули классификации для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний. Готовые метрики передаются пользователю для отображения. Отправляет ЭЭГ-данные в локальную БД для хранения. Ядро представляет из себя набор компонентов, обеспечивающих функционирование и связь между модулями интерфейса, такими как:- The core receives EEG data directly from the neuroamplifier, filters and preprocesses them; for basic filtering of incoming data, a fourth-order Butterworth filter and fast Fourier transform (FFT) are used to obtain power spectral density values, then the filtered and preprocessed data are sent to classification modules for calculating psycho-emotional and psychophysiological conditions. Ready metrics are sent to the user for display. Sends EEG data to a local database for storage. The kernel is a set of components that ensure the functioning and communication between interface modules, such as:

1. Модуль классификации сигналов ЭЭГ.1. EEG signal classification module.

В модуле содержится приемный буфер для данных, приходящих по каналу Bluetooth, для обеспечения константной задержки в 4 мс (для частоты дискретизации 250 Гц) при выводе данных в модули классификации состояний. Таже в модуле присутствуют фильтры для очистки сигнала от помех и модуль для вычисления Band Powers (значений спектральной плотности мощности), после очистки сигнала и вычисления мощностей, данные поступают в модули классификации состояний для дальнейшей обработки и вывода на устройство отображения.The module contains a receive buffer for Bluetooth data to provide a constant 4 ms latency (at 250 Hz sampling rate) when outputting data to the state classification modules. The module also contains filters for clearing the signal from interference and a module for calculating Band Powers (power spectral density values). After cleaning the signal and calculating the powers, the data goes to the state classification modules for further processing and output to a display device.

2. Модуль связи с нейрокомпьютерным интерфейсом.2. Communication module with brain-computer interface.

В данном модуле содержится логика управления подключением к нейроусилителю по каналу связи Bluetooth, также модуль отвечает за пересылку команд для переключения режимов работы нейроусилителя (режим измерения импенданса, режим снятия данных) This module contains the logic for controlling the connection to the neural amplifier via a Bluetooth communication channel; the module is also responsible for sending commands to switch the operating modes of the neural amplifier (impedance measurement mode, data acquisition mode)

3. Модуль отправки данных пользователю.3. Module for sending data to the user.

В данном модуле содержится логика внутреннего C API для связи между модулем классификации, модулем связи с нейрокомпьютерным интерефейсом и клиентским приложением. Модуль является набором API методов, позволяющим выдавать и принимать данных, получать команды из интерфейса приложения в понятном для пользователя виде. This module contains the logic of the internal C API for communication between the classification module, the communication module with the brain-computer interface and the client application. The module is a set of API methods that allows you to issue and receive data, and receive commands from the application interface in a user-friendly form.

4. Локальная база данных, модуль, хранящий данные сеанса и отправляющий их на удаленный сервер web-платформы для дальнейшего хранения и анализа.4. Local database, a module that stores session data and sends it to a remote web platform server for further storage and analysis.

В данном модуле содержится локальная база SQL Lite для записи ЭЭГ-данных и метрик, полученных от модулей классификации, при отсутствии связи с удаленным сервером web-платформы. Хранимые данные содержат: RAW EEG Data в формате HDF5, данные разметки событий с привязкой ко времени, данные классифицированных состояний с привязкой ко времени, метаданные сессии, включая модель нейроусилителя, количество каналов, абсолютное время начала и конца сессии. Также в модуле содержится функционал доотсылки данных при обрыве соединения с сетью Internet.This module contains a local SQL Lite database for recording EEG data and metrics received from classification modules in the absence of communication with the remote web platform server. The stored data contains: RAW EEG Data in HDF5 format, time-stamped event marking data, time-stamped classified state data, session metadata, including the neural amplifier model, number of channels, absolute start and end times of the session. The module also contains functionality for resending data when the connection to the Internet is lost.

Учитывая “плавающую” задержку в приеме данных по беспроводному протоколу, интерфейс использует буфер для сбора данных, тем самым позволяя добиться равномерной задержки при передаче ЭЭГ данных для классификации и дальнейшей передаче их в интерфейс приложения. Taking into account the “floating” delay in receiving data via the wireless protocol, the interface uses a buffer to collect data, thereby allowing for a uniform delay in transmitting EEG data for classification and its further transfer to the application interface.

В качестве дополнительно преимущества системы детекции психоэмоциональных состояний и их коррекции (Mind Tracker BCI) можно выделить его гибкую архитектуру: может быть интегрирован с различными интерфейсами и различными классификаторами сигналов.An additional advantage of the system for detecting psycho-emotional states and their correction (Mind Tracker BCI) is its flexible architecture: it can be integrated with various interfaces and various signal classifiers.

Фильтрация и предобработка данных в ядре (включает в себя):Data filtering and preprocessing in the kernel (includes):

Применение фильтра Баттерворта четвертого порядка, который используется для базовой фильтрации поступающих данных;Application of a fourth-order Butterworth filter, which is used for basic filtering of incoming data;

Применение быстрого преобразования Фурье (FFT), которое используется для вычисления спектральной плотности мощности (PSD) основных ритмов головного мозга – Дельта, Тета, Альфа, Бета;Application of Fast Fourier Transform (FFT), which is used to calculate the power spectral density (PSD) of the main brain rhythms - Delta, Theta, Alpha, Beta;

Фильтрация проводится скользящим окном, шириной 0.8 сек. В дальнейшие расчеты берутся только безартефактные значения.Filtration is carried out by a sliding window, 0.8 seconds wide. Only artifact-free values are taken into further calculations.

В процессе калибровки для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний вычисляются следующие значения:During the calibration process, the following values are calculated to calculate psycho-emotional and psychophysiological states:

• величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF), определяется как наибольшая мощность в диапазоне измерений Альфа-ритма на определенной частоте (в частном варианте реализации описываемого способа, величина частоты индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF), определяется как значение частоты в диапазоне измерений Альфа-ритма от 7 до 13 Гц, при котором мощность наибольшая);• the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF), is defined as the highest power in the measurement range of the Alpha rhythm at a certain frequency (in a particular embodiment of the described method, the value of the frequency of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF), is defined as the value of the frequency in the measurement range Alpha rhythm from 7 to 13 Hz, at which the power is greatest);

• величина супрессии пика Альфа-ритма, определяется как разница в мощности между абсолютным пиком в Альфа-диапазоне при этапах калибровки с открытыми и закрытыми глазами;• the amount of suppression of the Alpha rhythm peak, defined as the difference in power between the absolute peak in the Alpha range during the calibration stages with open and closed eyes;

• индивидуальные границы Альфа-диапазона определяются как первое значение (для высокочастотного альфа-диапазона), и последнее значение (для низкочастотного альфа-диапазона), где разница мощностей при открытых и при закрытых глазах будет положительна;• individual boundaries of the Alpha range are defined as the first value (for the high-frequency alpha range), and the last value (for the low-frequency alpha range), where the difference in power with open and closed eyes will be positive;

• расчет базового уровня индекса когнитивной усталости, индекса концентрации, индекса «альфа-гравити», характерного для данного пользователя (Baseline).• calculation of the base level of the cognitive fatigue index, concentration index, alpha gravity index, characteristic of a given user (Baseline).

Спектральная плотность мощностей (PSD) диапазонов основных ритмов головного мозга, а также их поддиапазонов измерения производятся скользящим окном 5 секунд.Power spectral density (PSD) of the ranges of the main rhythms of the brain, as well as their subranges, are measured in a sliding window of 5 seconds.

Для расчёта основных индексов, применяются следующие формулы:To calculate the main indices, the following formulas are used:

Индекс когнитивной усталости (FS) = ( α + θ) / β, где α мощность в диапазоне Альфа-ритма, θ мощность в диапазоне Тета-ритма, β мощность в диапазоне Бета-ритма.Cognitive fatigue index (FS) = (α + θ) / β, where α is power in the Alpha rhythm range, θ power in the Theta rhythm range, β power in the Beta rhythm range.

Индекс «Альфа-гравити» (GS) = A2/A1, где А2 мощность в поддиапазоне Альфа-ритма от значения iAPF до верхней границы, а A1 мощность в поддиапазоне Альфа-ритма от значения iAPF до нижней границы.Alpha Gravity Index (GS) = A2/A1, where A2 is the power in the Alpha rhythm subrange from the iAPF value to the upper limit, and A1 is the power in the Alpha rhythm subrange from the iAPF value to the lower limit.

Индекс концентрации = B/A, где B мощность в поддиапазоне Бета-ритма, а A мощность в поддиапазоне Альфа-ритмаConcentration index = B/A, where B is the power in the Beta rhythm subrange, and A is the power in the Alpha rhythm subrange

После проведения калибровки и вычисления индивидуального базового уровня значений метрик с расшифровкой отображаются пользователю для мониторинга.After calibration and calculation of an individual baseline level, metric values with interpretation are displayed to the user for monitoring.

Выводятся значения: iAPF, график Cognitive Score (шкала от 0 до 100%), индикация психоэмоциональных состояний.Values are displayed: iAPF, Cognitive Score graph (scale from 0 to 100%), indication of psycho-emotional states.

iAPF – значения от 7 до 13 ГцiAPF – values from 7 to 13 Hz

Cognitive Score – график вовлеченности в предъявленную задачу (график продуктивности):Cognitive Score – graph of involvement in the presented task (productivity graph):

для пользователей с низкой (iAPF<10) рассчитывается на основе индекса утомления, с поправочными коэффициентами;for low users (iAPF<10) is calculated based on the fatigue index, with correction factors;

для пользователей с высокой альфа-частотой (iAPF>10) рассчитывается на основе индекса «Альфа-гравити» (GS), с поправочными коэффициентами.for users with high alpha frequency (iAPF>10) is calculated based on the Alpha Gravity (GS) index, with correction factors.

Индикация психоэмоциональных состояний реализована в виде индикаторов: Расслабление, Вовлеченность, Легкая усталость, Усталость средней степени, Хроническая усталость, Тревожность, Стресс. Индикаторы состояния становятся активными, как только алгоритм системы их определяет.Indication of psycho-emotional states is implemented in the form of indicators: Relaxation, Involvement, Mild fatigue, Moderate fatigue, Chronic fatigue, Anxiety, Stress. Status indicators become active as soon as the system algorithm detects them.

Алгоритм распознает каждое состояние индивидуально, на основе значений индексов, описанных выше. The algorithm recognizes each state individually, based on the index values described above.

• Состояния расслабления и вовлеченности идентифицируются при высоких показателях iAPF и низких значениях FS, по отношению к базовым (Baseline) показателям. • States of relaxation and engagement are identified with high iAPF and low FS values, relative to Baseline.

• Состояния усталости легкой, средней и хронической степеней идентифицируются при более низких показателя iAPF и повышении значений FS, по отношению к базовым (Baseline) показателям. • Mild, moderate and chronic fatigue states are identified with lower iAPF and higher FS values relative to Baseline.

• Состояния тревожности и стресса, идентифицируются при низких значениях iAPF и высоких значениях индекса стресса, по отношению к базовым (Baseline) показателям. • States of anxiety and stress are identified at low iAPF values and high stress index values in relation to Baseline indicators.

В основе механики лежит аудиальная обратная связь, зависящая от поддержания уровня своего Альфа-пика, определенного на этапе калибровки (величина супрессии Альфа-ритма). При удержании расслабления звуки природы ярко выражены, но при падении к ним примешиваются посторонние звуки искусственного происхождения (например звуки шоссе, строительной площадки и и.д.)The mechanics are based on auditory feedback, depending on maintaining the level of its Alpha peak, determined at the calibration stage (the amount of Alpha rhythm suppression). When maintaining relaxation, the sounds of nature are clearly pronounced, but when falling, extraneous sounds of artificial origin are mixed in with them (for example, the sounds of a highway, a construction site, etc.)

Все результаты измерений (сессий), отсылаются сохраняются в локальную базу данных Postgress SQL и после окончания сессии вместе с сырыми ЭЭГ данным, отсылаются на удаленную web-платформу, что позволяет при повторном использовании системы отслеживать статистику и прогресс.All measurement results (sessions) are sent, stored in a local Postgress SQL database and after the end of the session, together with raw EEG data, are sent to a remote web platform, which allows you to track statistics and progress when reusing the system.

Предлагаемое техническое решение позволяет отслеживать метрики и состояния «в моменте», а также сессионно – ведя статистику по дням, неделям, месяцам.The proposed technical solution allows you to track metrics and states “in the moment”, as well as sessionally - keeping statistics by day, week, month.

При обнаружении негативных психоэмоциональных состояний у пользователя, на устройстве отображения выводятся рекомендации, позволяющие избавится от подобных состояний (рекомендации для планирования режима «работа / отдых», или рекомендации по прохождению тренинга).If negative psycho-emotional states are detected in the user, recommendations are displayed on the display device to help get rid of such states (recommendations for planning a work/rest mode, or recommendations for completing training).

Дополнительно решение позволяет выстроить индивидуальную предиктивную модель и уведомляет пользователя о наиболее благоприятных периодах работы/отдыха, на основе накопленных данных.Additionally, the solution allows you to build an individual predictive model and notifies the user about the most favorable periods of work/rest, based on accumulated data.

В данном решении применяется алгоритм очистки ЭЭГ-сигнала от миографиеских (мышечных) артефактов, что позволяет применять предложенное техническое решение вне лабораторных условий.This solution uses an algorithm for cleaning the EEG signal from myographic (muscle) artifacts, which allows the proposed technical solution to be used outside laboratory conditions.

Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные, подробно описанные эксперименты приведены лишь в целях иллюстрирования настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.Although the invention has been described with reference to the disclosed embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that the specific experiments described in detail are provided for purposes of illustrating the present invention only and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way. . It should be understood that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

Claims (18)

1. Способ для отслеживания психоэмоциональных состояний пользователя и их коррекции, включающий этапы, на которых:1. A method for tracking the user’s psycho-emotional states and correcting them, including the stages of: портативный нейроинтерфейс в режиме снятия данных электроэнцефалограммы головного мозга (ЭЭГ) проводит опросы головного мозга пользователя;a portable neural interface, in the mode of collecting electroencephalogram (EEG) data, conducts surveys of the user’s brain; собранные ЭЭГ-данные пользователя передают по каналу связи Bluetooth на вычислительное устройство для дальнейшей обработки;the collected EEG data of the user is transmitted via a Bluetooth communication channel to a computing device for further processing; вычислительное устройство получает ЭЭГ-данные с нейроусилителя, после чего фильтрует и предобрабатывает их посредством фильтра Баттерворта четвертого порядка;the computing device receives EEG data from the neural amplifier, after which it filters and preprocesses it using a fourth-order Butterworth filter; отфильтрованные и предобработанные данные классифицируют, при этом для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний и дальнейшей их детекции и коррекции используют механизм индивидуальной калибровки, в процессе которого пользователь проходит цикл: 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 20 секунд закрытых глаз, 20 секунд открытых глаз, 40 секунд спокойного бодрствования;filtered and preprocessed data are classified, and to calculate psycho-emotional and psychophysiological states and their further detection and correction, an individual calibration mechanism is used, during which the user goes through a cycle: 20 seconds closed eyes, 20 seconds open eyes, 20 seconds closed eyes, 20 seconds open eye, 40 seconds of quiet wakefulness; при этом при процессе калибровки для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний вычисляют следующие значения: величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF); величина супрессии пика Альфа-ритма; индивидуальные границы Альфа-диапазона; расчет базового уровня индекса когнитивной усталости, индекса концентрации, индекса «альфа-гравити», характерного для данного пользователя (Baseline), причем при расчете Baseline происходит накопление значений мощности ритмов и их соотношений в цикличном буфере размерностью 5 секунд, до накопления суммарно 30 секунд безартефактных значений, причем в качестве метода усреднения используется метод среднеквадратичного усреднения;in this case, during the calibration process, the following values are calculated to calculate psycho-emotional and psychophysiological states: the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF); the amount of suppression of the Alpha rhythm peak; individual boundaries of the Alpha range; calculation of the basic level of the cognitive fatigue index, concentration index, alpha gravity index, characteristic of a given user (Baseline), and when calculating Baseline, the values of the power of rhythms and their ratios are accumulated in a cyclic buffer of 5 seconds, until a total of 30 artifact-free seconds are accumulated values, and the root mean square averaging method is used as the averaging method; после проведения калибровки и вычисления индивидуального базового уровня значения метрик с расшифровкой отображают пользователю для мониторинга;after calibration and calculation of the individual baseline level, the metric values with interpretation are displayed to the user for monitoring; на основе детектируемых состояний пользователю отображают уведомления с рекомендациями по прохождению тренингов с биологической обратной связью.Based on detected conditions, notifications are displayed to the user with recommendations for completing biofeedback training. 2. Способ по п. 1, в котором фильтрация и предобработка данных осуществляется посредством фильтра Баттерворта четвертого порядка, который используют для базовой фильтрации поступающих данных;2. The method according to claim 1, in which filtering and preprocessing of data is carried out using a fourth-order Butterworth filter, which is used for basic filtering of incoming data; посредством применения быстрого преобразования Фурье (FFT) осуществляют вычисление спектральной плотности мощности (PSD) основных ритмов головного мозга - Дельта, Тета, Альфа, Бета;by applying the fast Fourier transform (FFT), the power spectral density (PSD) of the main brain rhythms - Delta, Theta, Alpha, Beta is calculated; посредством применения мощностной и амплитудной фильтрации реализуется избавление от миографических артефактов и выделения полезного физиологического ЭЭГ-сигнала.By using power and amplitude filtering, it is possible to get rid of myographic artifacts and isolate the useful physiological EEG signal. 3. Способ по п. 1, в котором при процессе калибровки для вычисления психоэмоциональных и психофизиологических состояний вычисляют следующие значения:3. The method according to claim 1, in which during the calibration process the following values are calculated to calculate psycho-emotional and psychophysiological states: • величина индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF) определяется как наибольшая мощность в диапазоне измерений Альфа-ритма;• the value of the individual peak of the Alpha rhythm (iAPF) is defined as the highest power in the measurement range of the Alpha rhythm; • величина супрессии пика Альфа-ритма определяется как разница в мощности между абсолютным пиком в Альфа-диапазоне при этапах калибровки с открытыми и закрытыми глазами;• the amount of suppression of the Alpha rhythm peak is defined as the difference in power between the absolute peak in the Alpha range during the calibration stages with open and closed eyes; • индивидуальные границы Альфа-диапазона определяются как первое значение для высокочастотного альфа-диапазона, и последнее значение для низкочастотного альфа-диапазона, где разница мощностей при открытых и при закрытых глазах будет положительна.• individual boundaries of the Alpha range are defined as the first value for the high-frequency alpha range, and the last value for the low-frequency alpha range, where the difference in power between eyes open and eyes closed will be positive. 4. Способ по п. 3, в котором величина частоты индивидуального пика Альфа-ритма (iAPF) определяется как значение частоты в диапазоне измерений Альфа-ритма от 7 до 13 Гц, при котором мощность наибольшая.4. The method according to claim 3, in which the value of the individual peak frequency of the Alpha rhythm (iAPF) is defined as the frequency value in the Alpha rhythm measurement range from 7 to 13 Hz, at which the power is greatest. 5. Способ по п. 1, в котором все результаты измерений сохраняют в локальную базу данных и после окончания сессии вместе с сырыми ЭЭГ-данными отправляют на удаленную web-платформу для отслеживания статистики и прогресса.5. The method according to claim 1, in which all measurement results are saved in a local database and after the end of the session, together with raw EEG data, are sent to a remote web platform to track statistics and progress. 6. Способ по п. 1, в котором портативный нейроинтерфейс в режиме снятия данных электроэнцефалограммы головного мозга (ЭЭГ) проводит опросы головного мозга пользователя с частотой 250 Гц, по каждому из электродов при наборе 8 отсчетов.6. The method according to claim 1, in which the portable neural interface, in the mode of collecting electroencephalogram (EEG) data, conducts surveys of the user’s brain with a frequency of 250 Hz, for each of the electrodes with a set of 8 samples.
RU2023113057A 2023-05-19 Method for tracking psychoemotional states of user and their correction RU2814781C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2814781C1 true RU2814781C1 (en) 2024-03-04

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030017124A (en) * 2001-08-24 2003-03-03 림스테크널러지주식회사 Radio telemetric system and method using brain potentials for remote control of toy
DE10233960A1 (en) * 2002-07-29 2004-02-19 Forschungszentrum Jülich GmbH Diagnosis and treatment device for dealing with abnormal, physiologically and or pathologically induced, neuronal rhythmic activity within the brain, comprising control unit, stimulator and brain activity sensor
RU2330607C2 (en) * 2001-06-13 2008-08-10 Компьюмедикс Лимитед Methods and device for consciousness monitoring
CN106725462A (en) * 2017-01-12 2017-05-31 兰州大学 Acousto-optic Sleep intervention system and method based on EEG signals
WO2022169376A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри" Software-hardware system for improving the cognitive functions of a user

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2330607C2 (en) * 2001-06-13 2008-08-10 Компьюмедикс Лимитед Methods and device for consciousness monitoring
KR20030017124A (en) * 2001-08-24 2003-03-03 림스테크널러지주식회사 Radio telemetric system and method using brain potentials for remote control of toy
DE10233960A1 (en) * 2002-07-29 2004-02-19 Forschungszentrum Jülich GmbH Diagnosis and treatment device for dealing with abnormal, physiologically and or pathologically induced, neuronal rhythmic activity within the brain, comprising control unit, stimulator and brain activity sensor
CN106725462A (en) * 2017-01-12 2017-05-31 兰州大学 Acousto-optic Sleep intervention system and method based on EEG signals
WO2022169376A1 (en) * 2021-02-05 2022-08-11 Общество С Ограниченной Ответственностью "Нейри" Software-hardware system for improving the cognitive functions of a user

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
WANG Y. et al. Relative Power of Specific EEG Bands and Their Ratios during Neurofeedback Training in Children with Autism Spectrum Disorder. Front Hum Neurosci. 2016 Jan 14;9:723. ANKE N.K. et al. Does pericentral mu-rhythm "power" corticomotor excitability? - A matter of EEG perspective, Brain Stimulation, Volume 14, Issue 3, 2021, Pages 713-722. SHIDHARTHO ROY. et al. EEG based stress analysis using rhythm specific spectral feature for video game play, Computers in Biology and Medicine, Volume 148, 2022, 105849. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6158799B2 (en) Convulsion detection device and method of operating the same
EP2482710B1 (en) System and method for applied kinesiology feedback
KR101457477B1 (en) Auditory stimulus generator inducing brain wave, Brain computer interface system and method
Kanoh et al. Development of an eyewear to measure eye and body movements
US11540769B2 (en) System and method for tracking sleep dynamics using behavioral and physiological information
JP7373555B2 (en) Quantification of motor function using EEG signals
WO2007149553A2 (en) Alertness/drowsiness and cognitive capacity index
CN110600103B (en) Wearable intelligent service system for improving eyesight
KR20110053328A (en) Detection of hypokinetic and/or hyperkinetic states
US20220280096A1 (en) Ssvep-based attention evaluation method, training method, and brain-computer interface
KR102038151B1 (en) wearable device and method for measuring the degree of drowsiness or concentration of the user
US20050020934A1 (en) Physiological monitoring
RU2736709C1 (en) System and method for determining state of cognitive load based on biometric eeg signal
US20220167908A1 (en) System and method for automatic evoked potential measurement
Billones et al. Digital eye strain and fatigue recognition using electrooculogram signals and ultrasonic distance measurements
EP2050389A1 (en) Analytical device and method for determining eye movement
RU2814781C1 (en) Method for tracking psychoemotional states of user and their correction
KR20140117201A (en) Method and Apparatus for Brainwave Detection Device Attached onto Frontal Lobe and Concentration Analysis Method based on Brainwave
EP3048974B1 (en) A device for use in the evaluation of suicide risk
JPH1119075A (en) Mental stress judging apparatus
Connaghan et al. Indirect estimates of jaw muscle tension in children with suspected hypertonia, children with suspected hypotonia, and matched controls
TW202108077A (en) Focus automatic detection method and system
GB2574580A (en) Portable wearable eye movement monitoring system, device and monitoring method
US20220167931A1 (en) Wearable detection &amp; treating device
US20220000403A1 (en) Neurotransmitter imbalance detection system and method of detecting a neurotransmitter imbalance