一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统和方法，系统包括信息采集模块、情绪判断模块、反馈模块、人机界面模块、评价模块和数据管理模块。本发明专利技术涉及情绪调控、电生理领域，使用脑电生物反馈技术进行情绪调控能力的训练；由于大脑具有可塑性，脑电可以反映大脑活动的瞬态变化，不同的使用者在调节负性情绪时对大脑活动的影响不完全相同，本发明专利技术通过生物反馈技术对不同使用者进行个性化的情绪调节能力的训练，可以实现提高使用者情绪调控能力的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统和方法
本专利技术涉及一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统和方法，属于生命与健康设备技术、情绪调控技术和电生理

技术介绍
情绪是个体对内在和外在事物的主观体验，体现在生理、表情以及体验方面，是个体适应生存和社会生活的重要工具，所以情绪调控对人类有着极为重要的意义。情绪调控包含外在的调控及内在的调控过程，在这个过程中，人们监控，评估和修改情绪刺激引起的反应的出现与否、强度以及时长。目前主要的情绪调控干预方法主要是基于认知行为疗法（cognitivebehavioraltherapy，CBT），即结合行为疗法和认知疗法，对患者进行抑郁、焦虑等精神疾病的康复与治疗。而认知神经科学研究已证明大脑是心理的物质基础，即个体的情绪是可以通过大脑功能和结构上的变化反应出来，所以可以通过生物反馈技术来完成对大脑信号的自我控制，从而进一步提高情绪调控能力。近几年，利用生物反馈技术进行情绪调控训练的技术逐渐发展了起来。它们利用实时功能磁共振成像技术（functionalmagneticresonanceimaging，fMRI）或者是头皮脑电（electroencephalography，EEG）获取技术来获取大脑在情绪调控过程中的状态信息并反馈给被试者，从而有针对性的进行调控来完成情绪调控的训练过程。其中，基于fMRI的反馈系统存在着代价过高以及时间分辨率过低的问题；而目前基于EEG的反馈系统则是利用一个统一的标准来衡量不同个体的情绪调控状态，并没有考虑头皮脑电存在着的个体差异。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统和方法，利用EEG实施反馈一方面大大提高了时间分辨率，有效弥补了fMRI反馈系统的不足，同时能够简易、实时高效地将当前脑电活动反馈给训练者；另外考虑到个体差异的问题，对每一位用户提供了不同的训练方式，为不同个体提供更加精准的情绪调控训练，更具个性化。本专利技术情绪调控系统使用户能便捷地调控情绪，最终达到能力训练的目的。为达到上述专利技术创造目的，本专利技术采用下述专利技术构思：本专利技术基于脑电生物反馈技术，它借助脑电信号分析对被试进行情绪调控的训练。由于个体差异，不同使用者进行训练时大脑活动的影响不完全相同。系统首先通过检测负性情绪图片呈现和进行情绪调控过程中，不同脑区不同时间电波的电位变化情况，作为使用者之后进行训练时的反馈基准。随后在进行训练时，将相应脑区的脑电波值作为反馈的指标对图片进行处理，作为对被试调控结果的反馈，反复进行以达到情绪调控能力训练的目的，最后以被试完成情绪调控的成功率以及成功调控所需的时间来评价被试当前的情绪调控能力。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统，包括信息采集模块、情绪判断模块、反馈模块、人机界面模块、评价模块以及数据管理模块。使用者通过人机界面模块观察负性图片，从而产生消极情绪。通过评价模块对负性图片进行效价和唤醒度的评价，评价结果保存到数据管理模块。训练系统通过信息采集模块采集使用者实时的EEG信号，再通过情绪判断模块对EEG信号进行预处理，同时计算事件相关电位，作为情绪调控的指标。在反馈模块中，对情绪判断模块中计算出的指标进行监控，当其超过一定阈值之后，训练系统判定使用者正在进行情绪调控，并将结果反馈给使用者，反馈的方式是对负性图片添加图片以及播放音乐，使其减弱对使用者的刺激。各模块具体如下：信息采集模块：选用服务器/客户端的通信方式，由脑电信号采集系统作为服务器，采集脑电信号，由PC机作为客户端，读取脑电数据；情绪判断模块：主要负责对客户端接收到的数据进行处理，以提取情绪调控反馈指标，具体包括信号的预处理和事件相关电位的计算；反馈模块：根据情绪判断模块得到的实时数据和设定的反馈阈值，将结果反馈给使用者，在本系统中，反馈的方式是根据反馈阈值对负性图片添加图片以及播放音乐；人机界面模块：包含通信参数设置、按钮，负性图片显示，使用者行为学数据显示以及实时脑电波形显示；评价模块：情绪调控后对负性图片的效价评价和唤醒度评价，评价结果保存到数据管理模块。作为上述方案进一步优选的技术方案，所述人机界面模块共有两个显示屏，包括一个主显示屏和一个副显示屏，所述主显示屏实现通信连接参数设置、使用者行为学数据显示和脑电活动特性实时显示；所述副显示屏实现负性图片、音频、视频显示；其中，通信连接参数设置实现信息采集模块中脑电采集器之间的无线通信参数的设置，仅允许管理员进行操作；使用者行为学数据显示功能显示使用者情绪调控的反应时间和对情绪调控的评价信息，仅允许管理员进行操作；脑电活动特性实时显示则根据情绪判断模块计算得到的脑电特征，将其以实时波形图的方式展现出来，此功能仅限管理员使用；副显示屏实现负性图片、音频、视频显示，将情绪刺激呈现给使用者，作为使用者的认知目标。一种基于个体脑电差异的情绪调控训练方法，使用上述的系统，具体步骤如下：步骤0：首先让使用者在第一天进行一次情绪调控实验，这次的情绪调控实验中不包含反馈模块（3）；根据这次的实验结果来计算其脑电相关特征，以确定初始阈值，在后续的情绪训练中，要通过这个阈值与使用者的脑电相关特征进行比较来进行反馈；步骤1：第二天起开始让使用者进行正式的调控训练，正式训练中，训练系统会计算使用者的脑电相关特征，并跟初始阈值进行比较，以确定所述反馈模块（3）是否进行后续的反馈；若脑电相关特征处于阈值范围内并持续100ms，则向反馈模块（3）发送反馈指令，若脑电特征继续处于阈值范围内并超过500ms，则向反馈模块（3）发送停止反馈指令；当反馈模块（3）接收到所述情绪判断模块（2）发送的反馈指令后，则在负性图片上添加图片及音乐，减少负性图片带给使用者的刺激信息，并以此告知使用者调控训练有效；当反馈模块（3）接收到停止反馈指令后，则停止添加图片及音乐，反馈训练结束；步骤2：重复步骤1若干天，对使用者进行多次训练，以此提高使用者情绪调控能力。作为上述方案进一步优选的技术方案，所述反馈步骤的具体流程如下：步骤1.0：先由情绪判断模块计算得出当前时刻的事件相关电位，ERP的值E；步骤1.1：根据使用者在使用没有反馈的系统进行情绪调控时，计算得到ERP的基准值EBase和阈值范围T，将E与EBase两者大小进行比较，以决定是否进行反馈操作；若E与Ebase的差的绝对值高于T，转向步骤1.2；否则转向步骤1.3；步骤1.2：开启计时器1，开始计时，进入步骤1.4；步骤1.3：计时器1计时归零，进入步骤1.2；步骤1.4：若计时器1计时大于100ms，转向步骤1.5；否则转向步骤1.6；步骤1.5：若计时器1计时大于500ms，转向步骤1.11；否则转向步骤1.7；步骤1.6：显示当前图片，进入步骤1.8；步骤1.7：在原始图像上加入图片以及播放音乐，进入步骤1.8；步骤1.8：继续计算ERP，进入步骤1.1和步骤1.9；步骤1.9：开启计时器2，开始计时，进入步骤1.10；步骤1.10：若计时器2计时大于5s，转向步骤1.11；步骤1.11：使用者对图片进行评价，这一轮情绪调控训练结束。本专利技术与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统，其特征在于，包括信息采集模块（1）、情绪判断模块（2）、反馈模块（3）、人机界面模块（4）、评价模块（5）以及数据管理模块（6）；使用者通过人机界面模块（4）观察负性图片，从而产生消极情绪；通过评价模块（5）对负性图片进行效价和唤醒度的评价，评价结果保存到数据管理模块（6）；训练系统通过信息采集模块（1）采集使用者实时的EEG信号，再通过情绪判断模块（2）对EEG信号进行预处理，同时计算事件相关电位，作为情绪调控的指标；在反馈模块（3）中，对情绪判断模块（2）中计算出的指标进行监控，当其超过一定阈值之后，训练系统判定使用者正在进行情绪调控，并将结果反馈给使用者，反馈的方式是对负性图片添加图片以及播放音乐，使其减弱对使用者的刺激；各模块具体如下：所述信息采集模块（1）：选用服务器/客户端的通信方式，由脑电信号采集系统作为服务器，采集脑电信号，由PC机作为客户端，读取脑电数据；所述情绪判断模块（2）：主要负责对客户端接收到的数据进行处理，以提取情绪调控反馈指标，具体包括信号的预处理和事件相关电位的计算；所述反馈模块（3）：根据情绪判断模块（2）得到的实时数据和设定的反馈阈值，将结果反馈给使用者，在本系统中，反馈的方式是根据反馈阈值对负性图片添加图片以及播放音乐；所述人机界面模块（4）：包含通信参数设置、按钮，负性图片显示，使用者行为学数据显示以及实时脑电波形显示；所述评价模块（5）：情绪调控后对负性图片的效价评价和唤醒度评价，评价结果保存到数据管理模块（6）；所述数据管理模块（6）：负责系统运行中数据的记录、保存和输出，包括记录所述情绪判断模块（2）生成的反馈信号、情绪刺激呈现时刻、发送反馈指令时刻、停止反馈指令时刻以及使用者对情绪调控后的评价数据的记录和保存。...

【技术特征摘要】
1.一种基于个体脑电差异的情绪调控训练系统，其特征在于，包括信息采集模块（1）、情绪判断模块（2）、反馈模块（3）、人机界面模块（4）、评价模块（5）以及数据管理模块（6）；使用者通过人机界面模块（4）观察负性图片，从而产生消极情绪；通过评价模块（5）对负性图片进行效价和唤醒度的评价，评价结果保存到数据管理模块（6）；训练系统通过信息采集模块（1）采集使用者实时的EEG信号，再通过情绪判断模块（2）对EEG信号进行预处理，同时计算事件相关电位，作为情绪调控的指标；在反馈模块（3）中，对情绪判断模块（2）中计算出的指标进行监控，当其超过一定阈值之后，训练系统判定使用者正在进行情绪调控，并将结果反馈给使用者，反馈的方式是对负性图片添加图片以及播放音乐，使其减弱对使用者的刺激；各模块具体如下：所述信息采集模块（1）：选用服务器/客户端的通信方式，由脑电信号采集系统作为服务器，采集脑电信号，由PC机作为客户端，读取脑电数据；所述情绪判断模块（2）：主要负责对客户端接收到的数据进行处理，以提取情绪调控反馈指标，具体包括信号的预处理和事件相关电位的计算；所述反馈模块（3）：根据情绪判断模块（2）得到的实时数据和设定的反馈阈值，将结果反馈给使用者，在本系统中，反馈的方式是根据反馈阈值对负性图片添加图片以及播放音乐；所述人机界面模块（4）：包含通信参数设置、按钮，负性图片显示，使用者行为学数据显示以及实时脑电波形显示；所述评价模块（5）：情绪调控后对负性图片的效价评价和唤醒度评价，评价结果保存到数据管理模块（6）；所述数据管理模块（6）：负责系统运行中数据的记录、保存和输出，包括记录所述情绪判断模块（2）生成的反馈信号、情绪刺激呈现时刻、发送反馈指令时刻、停止反馈指令时刻以及使用者对情绪调控后的评价数据的记录和保存。2.根据权利要求1所述的基于个体脑电差异的情绪调控训练系统，其特征在于，所述人机界面模块（4）共有两个显示屏，包括一个主显示屏和一个副显示屏，所述主显示屏实现通信连接参数设置、使用者行为学数据显示和脑电活动特性实时显示；所述副显示屏实现负性图片、音频、视频显示；其中，通信连接参数设置实现信息采集模块（1）中脑电采集器之间的无线通信参数的设置，仅允许管理员进行操作；使用者行为学数据显示功能显示使用者情绪调控的反应时间和对情绪调控的评价信息，仅允许管理员进行操作；脑电活动特性实时显示则根据情绪判断模块（2）计算得到的脑电特征，将其以实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：李颖洁，赵敏捷，肖莎莎，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31