基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统的制作方法

1.本发明涉及注意力训练技术领域，具体为基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统。


背景技术：

2.正念(mindfulness)指的是如实地觉察。最早将正念引入医学治疗领域的是dr.jon kabat-zinn。他认为正念是“一种有目的、不加评判地将注意力集中于此时此刻的方法”。alidina(2014)认为可以从5个方面理解正念。
3.①
专注。进入正念状态时，无论选择什么目标，都做到投入、专注。
4.②
此时此刻。你生存和生活于此时此地的现实，意味着你需要以回归事物本源、感知物此时此刻存在状态的方式，去感知万物的存在。
5.③
非反应。正念鼓励你对你的体验做出响应(response)，而不是对你的思维做出反应(reaction)。思维反应是自动做出的，并让你无从选择；体验响应则是刻意做出的，并有很强的目的选择性。
6.②
非判断。不基于过去的环境和背景做出个人判断，看清事物的本源。
7.③
全心开放。向你的体验中注人慈爱、激情、温暖和友爱。
8.在20世纪七八十年代，首先受到了西方心理学界的关注。美国学者乔恩
·
卡巴金等人对此进行了科学研究，将其整合为当代心理治疗中重要的概念和技术之一。2014年，美国《时代周刊》用封面文章报道了“正念”的相关研究内容，使其受到广泛关注。
9.近年来，正念已应用于国内外心理学、医学、教育学等领域。以正念为基础的疗法，如辩证行为治疗(dbt)、接纳与承诺治疗(act)、慈悲焦点治疗(cft)、正念认知治疗(mbct)、正念减压治疗(mbsr)等被运用于压力缓解，焦虑、抑郁等负面性情绪的调节，慢性疼痛、酒精依赖等身心疾病的治疗，幸福感提升，睡眠改善等领域。
10.第二次世界大战后，数学家诺伯特.维纳(norber winner)提出“cybernetices”——控制论，即通过反馈来控制一个系统，这个系统包括机器和动物。社会学家斯金纳(skinner)提出操作性条件反射，即条件性的正性或负性的反馈会“督促”生物个体产生自发的行为，从而养成新的习惯和习得新的技能。斯金纳箱就证明老鼠可以通过反馈学会操作杠杆。1924年德国工程师汉斯伯格(hans berger)发表了第一份人类脑电数据，提出脑电图生物反馈(eeg biofeedback)并确定了α节律，β节律和睡眠轴。20世纪60年代后斯金纳带领研究人员将操作性条件反射应用到生物反馈中，研究生物指标可以被自我控制和利用。20世纪90年代开始，生物反馈逐步在美国、欧洲及全世界推广开来。
11.21世纪初，生物反馈被定义为：生物反馈是一个过程，使个人能够学习如何改变生理活动，以改善自身健康和机体功能：它用现代传感技术精确地测量人体生理信号(如肌电信号、脑电波、心率、呼吸)，利用计算机技术将生物信号放大处理并转换成人类可以直接觉察的图像、声音、触觉等信号，快速地反馈给受训者。受训通过主观感受并自觉改变自身的生理信号。从而逐步改善身体和大脑的状态和功能，以达到改善状态、提高机能的目标。用
脑电波作为反馈信号的生物反馈称为脑波生物反馈或神经生物反馈。
12.在现有正念为基础的疗法中，并不存在将脑电波作为反馈信号的生物反馈与正念训练相结合的训练方法，导致训练的效果不是很好，所以我们提出一种基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统。


技术实现要素：

13.本发明的目的在于提供基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统，解决了背景技术中所提出的问题。
14.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统，包括脑电信号采集模块、脑电信号处理模块和训练模块，所述脑电信号采集模块包含采集端和传输部分；
15.所述采集端前部是电极帽，电极帽接口与采集端相连能够以500hz的采样率同时测量8个通道的脑电信号数据，所述模块采集端与头环或或圆形绷带构成便携式采集模块，能够以500hz采用率同时检测2通道的数据；
16.所述脑电信号采集模块硬件，主要包括系统供电电池、高共模抑制比的模拟前端、adc数/模转换器、微处理单元和无线射频模块。
17.作为本发明的一种优选实施方式，所述脑电信号处理模块依靠专有程序进行信号分析，程序主要包含4个部分，分别为信号接收、特征信号提取和显示、基线测试和反馈参数设置、指令动画驱动，信号接收接收功能，读取采集器发送的8通道或2通道500hz采样数据并通过数据显示控件，将接收到的脑电数据波形显示在程序前面板上。
18.作为本发明的一种优选实施方式，所述训练模块是基于正念和脑电信号的训练程序，程序分为四个部分：分别为正念引导、脑波训练、视听觉训练、代币奖励和及时脑波运动。
19.作为本发明的一种优选实施方式，所述脑电信号采集模块的传输部分作为采集模块与脑电信号处理模块传递的桥梁，可以无线蓝牙传输、有线接入端口连接传输。
20.作为本发明的一种优选实施方式，所述系统供电电池为主板电路进行供电。
21.作为本发明的一种优选实施方式，根据提取的所述特征信号进行基线测试，计算是否符合反馈或抑制的条件，形成反馈参数，反馈参数设置可以使用系统默认参数或自定义设置训练参数，系统默认有smr方案、tbr方案和scp方案，驱动画面进行、暂停或回退，最后将脑电信号数据保存在指定的文本文档中。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1.本发明通过完全专注于目前的任务，可以非常直接的体验到关于该活动场景的所有感觉，电脑信号反馈技术，利用主机系统将脑电信号放大处理并转换成人类可以直接察觉的图像、声音、触觉等信号，快速地反馈给受训者。受训者通过主观感受并自觉改变自身的脑电信号。从而逐步改善身体和大脑功能状态，已达到专注、提高注意力的目的。
附图说明
24.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
25.图1为本发明基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统的系统总体图；
26.图2为本发明基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统的系统训练过程图。
具体实施方式
27.请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统，包括脑电信号采集模块、脑电信号处理模块和训练模块，所述脑电信号采集模块包含采集端和传输部分；
28.所述采集端前部是电极帽，电极帽接口与采集端相连能够以500hz的采样率同时测量8个通道的脑电信号数据，所述模块采集端与头环或或圆形绷带构成便携式采集模块，能够以500hz采用率同时检测2通道的数据；
29.所述脑电信号采集模块硬件，主要包括系统供电电池、高共模抑制比的模拟前端、adc数/模转换器、微处理单元和无线射频模块。
30.本实施例中请参阅图1，所述脑电信号处理模块依靠专有程序进行信号分析，程序主要包含4个部分，分别为信号接收、特征信号提取和显示、基线测试和反馈参数设置、指令动画驱动，信号接收接收功能，读取采集器发送的8通道或2通道500hz采样数据并通过数据显示控件，将接收到的脑电数据波形显示在程序前面板上。
31.本实施例中请参阅图1，所述训练模块是基于正念和脑电信号的训练程序，程序分为四个部分：分别为正念引导、脑波训练、视听觉训练、代币奖励和及时脑波运动。
32.本实施例中请参阅图1，所述脑电信号采集模块的传输部分作为采集模块与脑电信号处理模块传递的桥梁，可以无线蓝牙传输、有线接入端口连接传输。
33.本实施例中请参阅图1，所述系统供电电池为主板电路进行供电。
34.本实施例中请参阅图1，根据提取的所述特征信号进行基线测试，计算是否符合反馈或抑制的条件，形成反馈参数，反馈参数设置可以使用系统默认参数或自定义设置训练参数，系统默认有smr方案、tbr方案和scp方案，驱动画面进行、暂停或回退，最后将脑电信号数据保存在指定的文本文档中。
35.在基于正念与脑电信号反馈的注意力训练系统使用的时候，包含专注呼吸、平静内心、提升专注、悦纳自己、放松减压5个部分内容，引导受训者放松，保持专注状态；同时，实时获取受训者脑电信号，将检测后的结果量化为该用户在训练中注意力的基线水平，形成反馈参数。脑波训练是主题式故事，训练会给予受训者一定的训练任务，只有当受训者的注意力水平超过一个特定的基线阈值时,主题故事会进行下去。当受训者注意力水平保持不变或下降时，主题故事会停止或后退，受训者完成每项训练任务后会获得相应的代币奖励；视听觉训练包括感知觉、舒尔特、听关键词、多任务4个部分，训者完成每项训练任务后同样会获得相应的代币奖励；及时脑波运动主要士及时体育类运动，需要代币才能开始，运动过程同样是反馈训练，只有这集中注意力才能完成体育运动并取得好的排名和代币奖励。