基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，包括患者终端装置和医生终端装置，患者终端装置包括生理参数监测模块、VR/AR交互模块及数据采集处理模块，VR/AR交互模块通过给使用者进行特定场景展示，诱导使用者产生特殊行为和情绪波动；生理参数监测模块，用于实时获取使用者的各类生理参数数据；所采集数据通过互联网传送至医生终端装置；医生终端装置包括真实场景采集模块、通信与控制模块、跟踪模块和显示模块，显示模块展现出使用者各项指标及行为互动方式，完成辅助诊断。本系统利用VR/AR技术并结合生理参数监测，提高诊断准确性，有利于精神类疾病的预防和早期治疗。

Psychiatric Disease Assistant Diagnosis System Based on Virtual Reality Technology and Physiological Parameter Detection

The invention discloses an assistant diagnosis system for psychiatric diseases based on virtual reality technology and physiological parameter detection, which includes patient terminal device and doctor terminal device. Patient terminal device includes physiological parameter monitoring module, VR/AR interaction module and data acquisition and processing module. VR/AR interaction module induces users to produce special behavior by displaying specific scenes to users. And emotional fluctuation; physiological parameter monitoring module, which is used to acquire all kinds of physiological parameters data of users in real time; the collected data is transmitted to the doctor terminal device through the Internet; the doctor terminal device includes real scene acquisition module, communication and control module, tracking module and display module. The display module shows the user's indicators and behavior interaction mode, and completes the auxiliary diagnosis. Break. This system uses VR/AR technology and physiological parameters monitoring to improve the accuracy of diagnosis, which is conducive to the prevention and early treatment of mental diseases.

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统
本专利技术涉及疾病诊断及预警
，具体涉及一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统。
技术介绍
精神类疾病指的是在各种生物学、心理学以及社会环境因素影响下，大脑功能失调，导致认知、情感、意志和行为等精神活动出现不同程度障碍为临床表现的疾病。在这种情况下，患者的认识、情感、意志、动作行为等心理活动均可出现持久的明显的异常；不能正常的学习、工作、生活；动作行为难以被一般人理解；在病态心理的支配下，甚至出现自杀或攻击、伤害他人的动作行为。精神类疾病中精神分裂症占比约为70％，精神分裂症(Schizophrenia,SZ)是一种常见、好发于青壮年、病因尚未阐明的重性精神疾病，临床症状主要包括幻觉、妄想、情感淡漠、社会功能退缩、注意力及工作记忆损害等。SZ患者病程多迁延且容易反复发作，给患者身心健康造成严重影响，容易导致患者社会功能受损，造成巨大的社会负担和经济压力。此外，攻击行为在精神病患者中非常常见，SZ患者如果没有得到及时、精准、有效的临床诊断和治疗，容易对自身和社会造成极大危害及恶劣影响。较为常见的精神类疾病还有抑郁症和双向情感障碍等，这些疾病给患者及其家人带来极大痛苦，对社会危害性较大，应予以充分关注。现阶段精神类疾病的临床诊断和分类主要是以患者的病史、临床症状、病程特征和其行为描述为基础，再通过经验丰富的精神科医生判断其是否患有精神类疾病，已经具体为哪一种精神疾病。现阶段诊断精神疾病不以疾病的基因或生物病理的测量为基础，这使得精神类疾病的诊断、预后评价等过程受到诸多混淆因素的影响，导致各类精神疾病本身的异质性变大，进一步加剧了精神类疾病的高误诊率、高致残率现象。运用传统的神经影像学手段进行诊断需要依赖CT、MRI等大型设备，这些大型设备价格昂贵且不易对使用者进行反复检查。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，所述系统包括患者终端装置和医生终端装置，患者终端装置收集相关生理、心理信息并通过互联网与医生终端装置相连，并将所得信号传输到医生终端装置；所述患者终端装置包括生理参数监测模块、VR/AR交互模块及数据采集处理模块，其中，所述VR/AR交互模块包括声形展示模块、交互控制模块、行为提示模块，通过VR虚拟现实技术和AR增强现实技术给使用者进行特定场景展示，诱导使用者产生特殊行为和情绪波动；所述生理参数监测模块，用于实时获取使用者包括脑电、血氧、血压、体温在内的生理参数信息，并利用数据采集处理模块对生理参数信息进行同步处理及汇总；所述数据采集处理模块随后将整合后信息传送至医生终端装置；所述医生终端装置包括真实场景采集模块、通信与控制模块、跟踪模块和显示模块，其中，所述真实场景采集模块利用摄像头获取真实场景图像，所述跟踪模块利用3Gear服务器获取躯体动作和面部表情跟踪信息，所述通信与控制模块收集汇总所有信息，利用处理器在客户端进行虚拟场景融合、渲染，最终通过所述显示模块展现出使用者的各项指标及行为互动方式，从而完成辅助诊断，并生成相应的护理指导建议，反馈至患者终端装置。进一步地，所述生理参数监测模块包括脑电及血氧检测模块、血压检测模块和体温检测模块，其中，所述脑电及血氧检测模块包括NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元、蓝牙通讯单元、按键输入单元以及电源供电单元，所述超低功耗控制单元分别与NIRS-EEG检测单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元相连，通过SPI接口与脑电检测单元进行数据指令通信，通过UART串口通讯协议与蓝牙通讯单元进行数据传输通信，蓝牙通讯单元将接收到的数据发送到数据采集处理模块进行整合；其中，所述血压检测模块包括压力传感器、滤波及预处理电路模块、中心处理器STM32、气泵电机、电磁阀和袖带；其中，所述体温检测模块采用接触式的数字体温计，由NTC热敏电阻电桥作为检测元件，在检测元件上搭建放大电路，检测到的电阻阻值通过蓝牙传输到数据采集处理模块，利用数据采集处理模块对数值进行A/D转换等操作得到相应生理参数信息。进一步地，所述数据采集处理模块对接收到的脑电信息使用小波变换进行滤波去噪处理，然后采用时频分析和非线性时间序列分析对预处理后的脑电信息进行特征分析和刻画，具体包括：1)运用相关维数方法进行非线性脑电信号分析，刻画神经系统复杂性，精神分裂患者其大脑的功能及结构均发生了变化，这些表现通过相关维数反映出来；2)运用Lempel-Ziv复杂度(Lempel-Zivcomplexity，简称为LZC)算法得到大脑处于不同功能状态时不同脑区的复杂度，精神分裂症患者的复杂度较正常人较低；3)运用最大Lyapunov指数，它表示两条初始无限小分开的轨迹之间的相对距离在单位时间的平均指数增长因子，可以反映大脑这个复杂混沌系统的混沌程度，大脑越活跃的区域，其最大Lyapunov指数就越大。进一步地，所述特定场景展示根据神经生理学、神经心理学、特殊场景展示并结合使用者的生理参数变化确定实时展示内容，其中，所述神经生理学方面基于对感觉整合、运动控制及抑制功能的缺陷的检测和神经系统软体征(NSS)常用量表评估，如：Woods量表，简明神经学检查(CNE)，改良量化神经学量表(MQNS)，海德堡量表，剑桥神经病学目录分量表(CNI)，神经软体征量表(NSS)，简明运动量表(BMS)和神经功能评估量表(NES)等；其中，所述神经心理学方面针对持续性注意、言语记忆和工作记忆等方面，通过持续反应测试(CPT)、韦氏记忆量表中的逻辑记忆和加州言语学习测试、空间延迟反应、空间广度的顺序记忆、自我定序的指向和数字字母排序等；其中，所述特殊场景展示方面基于精神分裂症患者主要的临床症状，如：幻觉、妄想、情感淡漠、社会功能退缩等，通过与上述症状相关的生活场景再现和社会活动模拟，通过VR/AR技术使使用者获得沉浸式体验，故而能够削弱各干扰因素的影响，得到精神分裂症患者的真实症状表现。此外针对双向情感障碍患者的虚拟场景及展示内容，主要包括ICD-10量表和DSM-IV量表内容的具象展示。虚拟现实场景互动内容以神经生理学和神经心理学经典测试为基础，并在此基础上开发而成。神经生理学内容包括各类神经系统软体征评估量表，神经心理学内容包括各类行为反应测试，常见精神类疾病展示内容如下所述：如针对精神分裂症，一是神经生理学，在感觉整合、运动控制及抑制功能缺陷方面做出评估；二是神经心理学，在持续性注意、言语记忆和工作记忆方面评估；三是特殊场景展示，在情感淡漠、社会功能退缩相关场景方面做出评估，同时结合使用者的生理参数变化确定实时展示内容。针对抑郁症，一是神经生理学，在运动控制、抑制功能缺陷及神经系统软体征变化方面做出评估；二是神经心理学，在持续性注意、反应状态、记忆处理和保存方面评估；三是特殊场景展示，在情绪敏感多疑等相关场景方面做出评估，同时结合使用者的生理参数变化确定实时展示内容。针对双向情感障碍，一是神经生理学，在感觉整合、行为控制缺陷方面做出评估；二是神本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，其特征在于，所述系统包括患者终端装置和医生终端装置，患者终端装置收集相关生理、心理信息并通过互联网与医生终端装置相连，并将所得信号传输到医生终端装置；所述患者终端装置包括生理参数监测模块、VR/AR交互模块及数据采集处理模块，其中，所述VR/AR交互模块包括声形展示模块、交互控制模块、行为提示模块，通过VR虚拟现实技术和AR增强现实技术给使用者进行特定场景展示，诱导使用者产生特殊行为和情绪波动；所述生理参数监测模块，用于实时获取使用者包括脑电、血氧、血压、体温在内的生理参数信息，并利用数据采集处理模块对生理参数信息进行同步处理及汇总；所述数据采集处理模块随后将整合后信息传送至医生终端装置；所述医生终端装置包括真实场景采集模块、通信与控制模块、跟踪模块和显示模块，其中，所述真实场景采集模块利用摄像头获取真实场景图像，所述跟踪模块利用3Gear服务器获取躯体动作和面部表情跟踪信息，所述通信与控制模块收集汇总所有信息，利用处理器在客户端进行虚拟场景融合、渲染，最终通过所述显示模块展现出使用者的各项指标及行为互动方式，从而完成辅助诊断，并生成相应的护理指导建议，反馈至患者终端装置。...

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，其特征在于，所述系统包括患者终端装置和医生终端装置，患者终端装置收集相关生理、心理信息并通过互联网与医生终端装置相连，并将所得信号传输到医生终端装置；所述患者终端装置包括生理参数监测模块、VR/AR交互模块及数据采集处理模块，其中，所述VR/AR交互模块包括声形展示模块、交互控制模块、行为提示模块，通过VR虚拟现实技术和AR增强现实技术给使用者进行特定场景展示，诱导使用者产生特殊行为和情绪波动；所述生理参数监测模块，用于实时获取使用者包括脑电、血氧、血压、体温在内的生理参数信息，并利用数据采集处理模块对生理参数信息进行同步处理及汇总；所述数据采集处理模块随后将整合后信息传送至医生终端装置；所述医生终端装置包括真实场景采集模块、通信与控制模块、跟踪模块和显示模块，其中，所述真实场景采集模块利用摄像头获取真实场景图像，所述跟踪模块利用3Gear服务器获取躯体动作和面部表情跟踪信息，所述通信与控制模块收集汇总所有信息，利用处理器在客户端进行虚拟场景融合、渲染，最终通过所述显示模块展现出使用者的各项指标及行为互动方式，从而完成辅助诊断，并生成相应的护理指导建议，反馈至患者终端装置。2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，其特征在于，所述生理参数监测模块包括脑电及血氧检测模块、血压检测模块和体温检测模块，其中，所述脑电及血氧检测模块包括NIRS-EEG检测单元、超低功耗控制单元、状态提示单元、蓝牙通讯单元、按键输入单元以及电源供电单元，所述超低功耗控制单元分别与NIRS-EEG检测单元、状态提示单元和蓝牙通讯单元相连，通过SPI接口与脑电检测单元进行数据指令通信，通过UART串口通讯协议与蓝牙通讯单元进行数据传输通信，蓝牙通讯单元将接收到的数据发送到数据采集处理模块进行整合；其中，所述血压检测模块包括压力传感器、滤波及预处理电路模块、中心处理器STM32、气泵电机、电磁阀和袖带；其中，所述体温检测模块采用接触式的数字体温计，由NTC热敏电阻电桥作为检测元件，在检测元件上搭建放大电路，检测到的电阻阻值通过蓝牙传输到数据采集处理模块，利用数据采集处理模块对数值进行A/D转换等操作得到相应生理参数信息。3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，其特征在于，所述数据采集处理模块对接收到的脑电信息使用小波变换进行滤波去噪处理，然后采用时频分析和非线性时间序列分析对预处理后的脑电信息进行特征分析和刻画，具体包括：1)运用相关维数方法进行非线性脑电信号分析，刻画神经系统的功能及结构变化；2)运用Lempel-Ziv复杂度算法得到大脑处于不同功能状态时不同脑区的复杂度；3)运用最大Lyapunov指数反映大脑混沌系统的混沌程度。4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实技术与生理参数检测的精神类疾病辅助诊断系统，其特征在于，所述特定场景展示根据神经生理学、神经心理学、特殊场景展示并结合使用者的生理参数变化确定实时展示内容，其中，所述神经生理学方面基于对感觉整合、运动控制及抑制功能的缺陷的检测和神经系统软体征常用量表评估，所述神经系统软体征常用量表包括Woods量表、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，李嘉慧，
申请(专利权)人：华南理工大学，广州双悠生物科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44