单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质

专利名称：单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410597574.5

专利申请（专利权）人：广州医科大学附属第二医院
权利人地址：广东省广州市海珠区昌岗东路250号

专利发明（设计）人：胡楠,吴伟伟,叶明福,陈艳

专利摘要：本发明属于脑机接口技术领域，公开了一种单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质，通过控制多个图案符号以不同的闪烁频率随机闪烁，采集用户注视的第一SSVEP信号，当判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动，然后获取用户注视时的第二SSVEP信号，当判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，从而可以在训练之前确定被试者是否注意力足够集中，以及在确保被试者有效注视训练内容后，发出指令给予电刺激信号，形成闭环，可以保证训练的有效性，提高训练效果，方便针对于单侧空间忽略患者进行推广。

主权利要求：
1.一种电子设备，其特征在于，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行以下步骤：控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；
采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号，根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；
当判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；
获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号，根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；
当判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。
2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，还包括：获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；
根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据所述临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。
3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，还包括：获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的平均眼动速度；
根据所述平均眼动速度，确定特定移动速度。
4.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中，包括：对所述第一稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第一分类标签；
将所述第一分类标签与预设标签进行对比，得到用户的分类正确率；
当分类正确率达到指定比例时，判定用户的注意力足够集中。
5.如权利要求1至4任一项所述的电子设备，其特征在于，根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务，包括：对所述第二稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第二分类标签；
当第二分类标签与目标图案符号对应的提示标签相同时，判定用户集中注意力完成训练任务。
6.一种单侧空间忽略康复训练装置，其特征在于，包括：
测试单元，用于控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；
第一采集单元，用于采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号；
第一判断单元，用于根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；
训练单元，用于在判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；
第二采集单元，用于获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号；
第二判断单元，用于根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；
电刺激单元，用于在判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。
7.如权利要求6所述的单侧空间忽略康复训练装置，其特征在于，还包括：第一获取单元，用于在所述训练单元以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；
范围确定单元，用于根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据所述临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。
8.如权利要求7所述的单侧空间忽略康复训练装置，其特征在于，还包括：第二获取单元，用于在所述训练单元以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的平均眼动速度；
速度确定单元，用于根据所述平均眼动速度，确定特定移动速度。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行以下步骤：控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；
采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号，根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；
当判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；
获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号，根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；
当判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。
10.如权利要求9所述的计算机可读存储介质，其特征在于，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，还包括：获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；
根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据所述临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。 说明书 : 单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质技术领域[0001] 本发明属于脑机接口技术领域，具体涉及一种基于脑机接口的单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质。背景技术[0002] 单侧空间忽略（UnilateralSpaceNeglect,USN）是脑卒中后常见的功能障碍，患者常表现为无法注意病灶对侧的刺激，出现视觉、听觉、触觉忽略等问题。临床上约28.6%的脑卒中患者会出现不同程度的单侧空间忽略症状，其中最常见的是右侧优势半球损伤后出现的左侧视觉忽略。通常表现为患者的视觉、眼球运动及视野均正常，但由于注意力障碍，患者常常对损伤脑区对侧的事物“视而不见”。USN本质上是一种复杂的认知功能障碍，其不仅影响患者的空间注意力，更严重影响患者的康复的依从性及认知、运动等其他功能的恢复，目前单侧忽略已被列为预测脑卒中预后的独立危险因素之一。[0003] 脑机接口（Brain‑computerInterface，BCI）技术是一种能在大脑与计算机或其它电子设备间建立直接通讯和控制通道的人机交互技术，可以增强运动功能障碍患者与外界的交互作用，在神经工程、康复和脑科学领域研究及应用越来越广泛。根据获取脑电信号方式的差异，BCI分为有创和无创，其中，基于稳态视觉诱发电位（Steady‑StateVisualEvokedPotentials，SSVEP）和运动想象是目前研究和应用最广泛的无创BCI系统。[0004] 基于SSVEP的BCI系统通常通过从周期性视觉刺激诱导的脑电图信号中获得的频率信息来确定聚焦目标。而运动想象是指人在想象自己肢体或肌肉运动但没有实际运动输出时，人的特定脑区仍会有激活。基于运动想象的BCI系统，可读取使用者主观运动意识，通过识别不同任务诱发的具有特异性的脑电变化从而判断使用者的运动意图，从中枢层面实现对外周的控制。[0005] 现有应用于USN康复训练的BCI系统，多为单纯基于运动想象的BCI系统，即通过捕捉被试者是否成功想象设定内容，来执行预设程序给予反馈。对于被试注意力和理解力的要求非常高，训练效果不佳，且无法针对于单侧空间忽略患者进行推广。发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种单侧空间忽略康复训练方法及装置、设备、存储介质，可以保证训练的有效性，提高训练效果，方便针对于单侧空间忽略患者进行推广。[0007] 本发明第一方面公开一种单侧空间忽略康复训练方法，包括：[0008] 控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；[0009] 采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号，根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；[0010] 当判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；[0011] 获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号，根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；[0012] 当判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。[0013] 在一些实施例中，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，所述方法还包括：[0014] 获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；[0015] 根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据所述临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。[0016] 在一些实施例中，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，所述方法还包括：[0017] 获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的平均眼动速度；[0018] 根据所述平均眼动速度，确定特定移动速度。[0019] 在一些实施例中，根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中，包括：[0020] 对所述第一稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第一分类标签；[0021] 将所述第一分类标签与预设标签进行对比，得到用户的分类正确率；[0022] 当分类正确率达到指定比例时，判定用户的注意力足够集中。[0023] 在一些实施例中，根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务，包括：[0024] 对所述第二稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第二分类标签；[0025] 当第二分类标签与目标图案符号对应的提示标签相同时，判定用户集中注意力完成训练任务。[0026] 本发明第二方面公开一种单侧空间忽略康复训练装置，包括：[0027] 测试单元，用于控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；[0028] 第一采集单元，用于采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号；[0029] 第一判断单元，用于根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；[0030] 训练单元，用于在判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；[0031] 第二采集单元，用于获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号；[0032] 第二判断单元，用于根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；[0033] 电刺激单元，用于在判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。[0034] 在一些实施例中，所述装置还包括：[0035] 第一获取单元，用于在所述训练单元以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；[0036] 范围确定单元，用于根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据所述临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。[0037] 在一些实施例中，所述装置还包括：[0038] 第二获取单元，用于在所述训练单元以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的平均眼动速度；[0039] 速度确定单元，用于根据所述平均眼动速度，确定特定移动速度。[0040] 本发明第三方面公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器以及与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行第一方面公开的单侧空间忽略康复训练方法。[0041] 本发明第四方面公开一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行第一方面公开的单侧空间忽略康复训练方法。[0042] 本发明的有益效果在于，通过控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁，采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号，判断用户的注意力是否足够集中；当用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；然后获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号，判断用户是否集中注意力完成训练任务；当用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧，从而可以在训练之前确定被试者是否注意力足够集中，以及在确保被试者有效注视训练内容后，立刻发出指令给予经皮神经电刺激信号，以刺激用户颈部，形成闭环，可以保证训练的有效性，提高训练效果，方便针对于单侧空间忽略患者进行推广。附图说明[0043] 此处的附图，示出了本发明所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本发明的技术方案、原理及效果。[0044] 除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。[0045] 图1是本发明实施例公开的一种单侧空间忽略康复训练方法的流程图；[0046] 图2是本发明实施例公开的一种单侧空间忽略康复训练系统的架构图；[0047] 图3是本发明实施例公开的一种单侧空间忽略康复训练装置的结构示意图；[0048] 图4是本发明实施例公开的一种电子设备的结构示意图。[0049] 附图标记说明：[0050] 301、测试单元；302、第一采集单元；303、第一判断单元；304、训练单元；305、第二采集单元；306、第二判断单元；307、电刺激单元；401、存储器；402、处理器。具体实施方式[0051] 除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在结合本发明的技术方案以现实的场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本发明的技术方案的目的相对应的含义。本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。[0052] 需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。[0053] 除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技术内容，该技术特征或技术内容与其所提及的技术特征或技术内容可以是相同的，也可以是相似的。此外，本文所使用的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。[0054] 本发明实施例公开一种单侧空间忽略康复训练方法，该方法可以通过计算机编程实现。该方法的执行主体可为如计算机电脑、笔记本电脑、平板电脑等电子设备，或内嵌于电子设备中的单侧空间忽略康复训练装置，本发明对此不作限定。为了便于理解本发明，下面将参照说明书附图对本发明的具体实施例进行更详细的描述。[0055] 如图1所示，该方法包括以下步骤110 150：~[0056] 110、控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁。[0057] 在本发明实施例中，提供一种单侧空间忽略康复训练系统，如图2所示，该训练系统包括计算机、脑电装置、LED显示屏和经皮神经电刺激器，其中计算机分别与脑电装置、LED显示屏和经皮神经电刺激器通信连接，脑电装置设置为帽状可佩戴于用户的头部，LED显示屏设置于用户的视线范围内，用于输出视动刺激信号，经皮神经电刺激器包括电极，设置于用户的颈部上靠近用户视觉忽略一侧的斜方肌上，用于输出电刺激信号。计算机内嵌设有计算机执行程序，用于执行本发明所提供的单侧空间忽略康复训练方法。[0058] 120、采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号，根据第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中。[0059] 本发明实施例中，在进行康复训练之前，需要先对用户注意力是否集中进行测定。具体的，在屏幕中设置多个图案符号（例如圆点、三角形符号等等），为每个图案符号分配不同的闪烁频率，图案符号所在位置不变均为固定，在控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁的过程中，每次随机在其中一个图案符号的位置处令图案符号变为红色，以提示用户集中注意力注视该图案符号，感受其闪烁。以此类推，所有图案符号均提示过后，系统自动将采集后第一SSVEP信号进行处理，并根据第一SSVEP信号判断用户的注意力是否足够集中。具体的，判断用户的注意力是否足够集中，可以包括以下未图示的步骤S11 S13：~[0060] S11、对第一稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第一分类标签。[0061] S12、将第一分类标签与预设标签进行对比，得到用户的分类正确率。[0062] S13、当分类正确率达到指定比例时，判定用户的注意力足够集中。[0063] 其中，对第一SSVEP信号进行解码分类处理，并将得到的第一分类标签与预设标签进行对比，得出用户关于注意力是否集中测定的分类正确率，一般认为分类正确率大于或等于80%，即可证明用户的注意力足够集中，说明其注意力集中程度可以进行后续的训练。否则，若分类正确率小于80%，则说明用户的注意力不足够集中，无法进行后续的训练，则结束本流程。[0064] 具体的SSVEP信号解码方法如下：[0065] 采用滤波器组典型相关分析（filterbankcanonicalcorrelationanalysis，FBCCA）解码方法，包括滤波器组分析、典型相关分析（CCA）处理和目标识别。首先，使用不同的带通滤波器将SSVEP信号分解成N个子带成分 。其中，不同子带成分对应SSVEP信号的不同闪烁频率的谐波，子带成分的数目即为SSVEP信号的谐波数。其次，根据每个子带成分对应的闪烁频率，计算每个子带成分的正余弦参考信号 ，以及计算每个子带成分对应的相关向量 。其中 代表数量，相关向量 由对应于第 个闪烁频率 的 个相关系数组成。[0066] 正余弦参考信号 与闪烁频率 的关系为：[0067][0068] 其中 表示谐波的数量， 表示谐波中采样点的数量，采样点的数量=采样频率×采样时间，一般采样频率为1000Hz，采样时间根据实验自主设定。每个子带成分的 个相关系数组成的相关向量 为：[0069][0070] 其中 代表 和 的相关系数。每个子带成分的相关向量的平方乘以相应的权重系数的和构成了整体SSVEP信号对应的脑电信号特征 。[0071][0072] 其中 表示第 个子带成分，每个子带成分的相关系数所对应的权重系数 可以表示为：[0073][0074] 和 为常数。[0075] 最后，SSVEP信号的脑电信号特征 是一个一行k列的向量，k为目标的索引。提取得到脑电信号特征 之后，使用机器学习中的人工神经网络模型实现对SSVEP脑电信号特征的二分类，也即，将脑电信号特征 输入预训练的人工神经网络模型，根据模型预测结果获得分类标签（向量 中最大值对应的 值即为分类得到的分类标签），该分类标签对应的闪烁频率即为所求的目标刺激的频率 ：[0076][0077] 130、当判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动。[0078] 其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，即，由不被用户忽略的一侧移动至被用户忽略的一侧；目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号。[0079] 在执行步骤130之前，方法还包括以下未图示的步骤S21 S23：~[0080] S21、获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移和平均眼动速度。[0081] 具体的，可以使用视频眼震电图仪测量用户阅读示例文字时眼球的运动速度和最大位移。其中，测量最大位移是为了测定用户视觉忽略的临界线，当测定用户眼球的最大位移时，则根据用户阅读示例文字时眼球的运动速度计算眼球从开始移动至到达临界线时的平均运动速度作为平均眼动速度。[0082] 一般在测定前，可先获取用户预设的被忽略侧，如根据临床症状反应已知用户是左侧视觉空间忽略，那么可基于人机交互方式获取用户预设的被忽略侧为左侧，健康侧为右侧。在测定时，单行移动示例文字右健康侧向被忽略侧的方向移动。具体在测试时，用户坐位，正对显示器，保持视线与屏幕在同一水平。使用视频眼震电图仪（VisualEyes）测量用户阅读电脑显示屏上单行移动示例文字的眼动速度、位移，以测定用户视觉忽略的临界线。显示器上位于最大位移、且与单行移动示例文字的移动路径相垂直的纵线，则为临界线。[0083] S22、根据最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。[0084] 其中，临界线将显示器纵向划分为两部分，靠近用户预设的被忽略侧的一部分则确定为用户单侧视觉忽略的空间范围。例如，若用户预设的被忽略侧为左侧，临界线将显示器纵向划分为左、右两部分，则显示器的左部分则确定为用户单侧视觉忽略的空间范围。[0085] S23、根据平均眼动速度，确定特定移动速度。[0086] 在本发明实施例中，可以直接将测定的平均眼动速度作为后续脑机接口训练中视觉刺激符号的特定移动速度，也可以按照一定比例对平均眼动速度进行计算，得到特定移动速度，例如，取平均眼动速度的80%、90%或者110%作为特定移动速度。[0087] 具体的，在步骤130中，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动的方式具体为：控制显示器上的至少两个目标图案符号由健康侧向忽略侧在空间范围内匀速移动。例如，以30‑120°/s的眼动（眼球运动）速度移动。[0088] 在本发明实施例中，使用MATLAB软件编程完成对刺激界面的设计。具体的，显示器同时显示2个直径为5cm的图案符号，纵向排列于用户视觉忽略的临界线，其中一个图案符号固定不动，另一个图案符号匀速从健侧移向被忽略侧移动，移动至显示器边界后从原点开始不断循环，根据获得的用户的平均眼动速度和忽略的空间范围设置图案符号移动的速度和范围，两个图案符号的纵向排列顺序随机出现。[0089] 140、获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号，根据第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务。[0090] 其中，根据第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务的具体实施方式为：对第二稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第二分类标签；当第二分类标签与目标图案符号对应的提示标签相同时，判定用户集中注意力完成训练任务。[0091] 其中，对第二稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类的方式请参阅上述对第一稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类的方式，在此不作赘述。[0092] 150、当判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。[0093] 具体的，在BCI训练开始前，保证用户处于清醒状态，听觉或视觉水平上能够接收测试问题，身体处于放松状态，眼睛平视显示器端，患者被要求眼球尽量跟随亮点移动，保持头部不动。选择较为安静的测试环境开始测试任务。首先播放测试指令语音版本，同时在显示器端呈现用户交互界面“请注视移动的图案符号”，播放的语音指令结束后，设置2s等待时间，然后显示器出现固定和移动图案符号界面5s，令用户注视图案符号，充分感受目标运动刺激，并使用脑电信号记录装置记录下用户在测试期间的脑电信号，并将记录的脑电信号实时传输至计算机端，刺激设备端，通过使用相关算法确定用户选择注视的目标图案符号后，给予忽略侧颈部经皮神经电刺激（TranscutaneousElectricalNerveStimulation，TENS），为被试者提供体感反馈。[0094] 其中，用户注视电脑屏幕中移动的图案符号，使用脑电信号记录装置记录下用户在测试期间的脑电信号，并使用相关算法确定用户注意目标图案符号的情况。在硬件设备部分，采用Neuroscan公司的Synamps2脑电记录仪系统用于脑电信号采集与记录，其所包括的64导电极帽的脑电电极摆放位置满足改进的国际10‑20标准。采用分辨率为1920×1080、刷新率为60Hz的显示器用于刺激界面呈现。除此之外，还需用到录音和录像设备，测试全程均保持录音或录像设备开启，保存全程音频或视频文件以及记录的脑电信号。[0095] 在编程和数据传输环境部分，用户交互刺激界面的展示由MATLAB软件下的Psychtoolbox心理学工具箱编码完成，通过建立刺激端计算机与采集端设备的局域网连接完成网络环境的搭建，TCP/IP协议的设置用于实现脑电数据从采集端到刺激端设备的实时传输。[0096] 在数据采集与传输过程中，为用户佩戴好电极帽，将电极帽与脑电记录仪的放大器段相连，在相应的电极位置涂抹导电膏使阻抗降至10kΩ以下并能够保持稳定后，展示测试刺激界面，建立数据传输环境，同时数据采集端开始记录用户在测试任务期间的脑电数据。记录时设置采样率为1000Hz，50Hz陷波用于去除工频干扰。[0097] 最后，根据用户是否完成注意力集中任务，给予用户反馈。[0098] 当用户能够集中注意力完成注视任务时，计算机根据脑电信号识别注意成功信号，并对TENS器发出指令，以控制电刺激器发出经皮神经电刺激信号，该经皮神经电刺激信号的频率设定为100Hz，脉冲时间设定为100us，平均强度设定为0.5uA/mm。[0099] 如判定用户无法集中注意力完成训练任务时，可给予语音提示或人工引导。最后将用户完成注意力追踪任务的次数和用户个人信息同时呈现在界面中以完成该次测试。[0100] 综上所述，实施本发明实施例，基于SSVEP‑BCI将视动训练方法进行转化，仅需用户注视即可完成，既能通过训练用户的视觉追踪功能感知忽略的视空间，同时可以通过TENS提供的体感刺激感知忽略的肢体感觉。从中枢和外周水平同时提供刺激，形成了神经康复的闭合环路，保证了训练的有效性。[0101] 本发明通过基于SSVEP和运动想象‑BCI的对用户注意力的解码可以保障注意的有效性，同时使用BCI系统将视动刺激技术和TENS刺激连接，形成闭环训练模式，将主动和被动注意力整合，闭环的BCI可以双通道同时训练，提高训练效果。[0102] 如图3所示，本发明实施例公开一种单侧空间忽略康复训练装置，包括测试单元301、第一采集单元302、第一判断单元303、训练单元304、第二采集单元305、第二判断单元306、电刺激单元307，其中，[0103] 测试单元301，用于控制多个图案符号在显示器上的多个位置以不同的闪烁频率随机闪烁；[0104] 第一采集单元302，用于采集用户注视显示器的第一稳态视觉诱发电位信号；[0105] 第一判断单元303，用于根据所述第一稳态视觉诱发电位信号判断用户的注意力是否足够集中；[0106] 训练单元304，用于在第一判断单元303判定用户的注意力足够集中时，以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动；其中，特定移动方向为由健康侧向忽略侧移动，所述目标图案符号为多个图案符号中任意图案符号；[0107] 第二采集单元305，用于获取用户注视目标图案符号时的第二稳态视觉诱发电位信号；[0108] 第二判断单元306，用于根据所述第二稳态视觉诱发电位信号判断用户是否集中注意力完成训练任务；[0109] 电刺激单元307，用于在第二判断单元306判定用户集中注意力完成训练任务时，控制置于用户颈部的电刺激器发出经皮神经电刺激信号，其中，电刺激器位于用户忽略的一侧。[0110] 作为一种可选的实施方式，训练装置还包括以下未图示的单元：[0111] 第一获取单元，用于在训练单元304以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的最大位移；[0112] 范围确定单元，用于根据所述最大位移确定用户单侧视觉忽略的临界线，根据临界线确定用户单侧视觉忽略的空间范围。[0113] 作为一种可选的实施方式，训练装置还包括以下未图示的单元：[0114] 第二获取单元，用于在训练单元304以特定移动方向、以特定移动速度，控制显示器上的至少两个目标图案符号在用户单侧视觉忽略的空间范围内移动之前，获取用户阅读显示器上单行移动示例文字过程中眼球的平均眼动速度；[0115] 速度确定单元，用于根据所述平均眼动速度，确定特定移动速度。[0116] 进一步可选的，所述第一判断单元303包括以下未图示的子单元：[0117] 第一解码子单元，用于对所述第一稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第一分类标签；[0118] 对比子单元，用于将所述第一分类标签与预设标签进行对比，得到用户的分类正确率；[0119] 第一判定子单元，用于在分类正确率达到指定比例时，判定用户的注意力足够集中。[0120] 进一步可选的，所述第二断单元306包括以下未图示的子单元：[0121] 第二解码子单元，用于对所述第二稳态视觉诱发电位信号进行解码并分类，获得第二分类标签；[0122] 第二判定子单元，当第二分类标签与目标图案符号对应的提示标签相同时，判定用户集中注意力完成训练任务。[0123] 如图4所示，本发明实施例公开一种电子设备，包括存储有可执行程序代码的存储器401以及与存储器401耦合的处理器402；[0124] 其中，处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行上述各实施例中描述的单侧空间忽略康复训练方法。[0125] 本发明实施例还公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行上述各实施例中描述的单侧空间忽略康复训练方法。[0126] 以上实施例的目的，是对本发明的技术方案进行示例性的再现与推导，并以此完整的描述本发明的技术方案、目的及效果，其目的是使公众对本发明的公开内容的理解更加透彻、全面，并不以此限定本发明的保护范围。[0127] 以上实施例也并非是基于本发明的穷尽性列举，在此之外，还可以存在多个未列出的其他实施方式。在不违反本发明构思的基础上所作的任何替换与改进，均属本发明的保护范围。

专利地区：广东

专利申请日期：2024-05-14

专利公开日期：2024-09-03

专利公告号：CN118356580B