专利名称：四维立体大脑生物反馈治疗仪及其操作控制方法
技术领域：
本发明涉及多媒体脑电生物反馈训练技术，特别涉及一种四维立体大脑生物反馈 治疗仪及其操作控制方法，将四维时分立体显示技术与生物反馈原理相结合。
背景技术：
多媒体大脑生物反馈治疗仪是根据生物反馈原理，利用现代高新技术，患者大脑 接收外部信息形成反馈，经过特殊训练后，进行有意识的“意念”控制和心理训练，通过学习 达到影响大脑的功能、消除病理过程、恢复身心健康。原理是刺激信息引起感知觉进入大 脑，经过大脑处理后传入电脑进一步引发刺激信息的变化，再进入大脑循环往复。这种治 疗仪对大脑和神经系统的多种疾病都有极好的效果，如失眠、头痛、记忆减退、神经衰弱、癔 症、习惯性抽动、强迫症、多动症、锥体外系疾病、四肢颤抖、更年期神经症等。原始的生物反馈都是运用普通的二维动画、声音和图片来当做反馈源，而这些反 馈源虽然在一定程度上能够达到训练效果，但是由于二维的动画或图像信息，不够生动逼 真，图像仅局限于显示屏幕的平面上，画面大小也受到屏幕大小的约束，甚至有时也会出现 一些不符合人类视觉系统观看规律的图像内容和显示效果，给被训练的对象带来不舒适 感，从而影响其生物反馈训练效果，不能很好地达到训练的目的。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、合 理的四维立体大脑生物反馈治疗仪，本四维立体大脑生物反馈治疗仪可以将四维立体动画 或图片技术与生物反馈训练法结合，是为了让进行生物反馈的训练者可以更容易地融入到 反馈训练中，运用四维立体技术使得画面更加生动逼真，既顺应潮流又可达到训练的效果。本发明的另一目的在于提供上述治疗仪的操作控制方法。为达上述目的，本发明采用如下的技术方案四维立体大脑生物反馈治疗仪，包 括电极帽、前置放大器、电脑、显示器和立体眼镜，电极帽、前置放大器、电脑、显示器依次连 接，所述电极帽与外部被训练者的大脑皮层相应的位置连接，所述电脑中设有生物反馈系 统，生物反馈系统包括训练模块和控制模块，控制模块包括依次连接的四维立体动画模块、 信息存储模块和数据采集模块，四维立体动画模块、信息存储模块分别与训练模块连接；数 据采集模块与前置放大器连接，四维立体动画模块还连接有红外发射器，红外发射器通过 红外信号与立体眼镜建立信号连接；显示器包括第一显示器和第二显示器，第一显示器与 控制模块连接，第二显示器与训练模块连接。其中，控制模块主要是操作人员所使用的模块，通过控制模块进行设置，传递信号 到训练模块，驱动训练模块的使用；四维立体动画模块用于生成训练时所需要的四维立体 动画信息以及控制设置、播放音频或视频文件等使被训练者放松的信号；信息存储模块用 于记录被训练者在训练过程中的实时生理信号以及训练结果数据、动画信息等；数据采集 模块用于采集被训练者在训练过程中的实时生理信号数据以及对这些数据进行fft运算(即快速傅里叶运算)和iir运算(即无限冲激滤波器运算，也可称为法为滤波器运算)处 理，然后发送至信息存储模块中进行存储；训练模块主要是在第二显示器中建立四维立体 训练环境，并显示用于训练的四维立体动画信息以及显示、播放用于放松的播放音频或视 频文件。所述四维立体动画模块包括放松控制模块、心理量表模块和四维立体动画反馈模 块，放松控制模块分别与训练模块、第一显示器连接；心理量表模块分别与四维立体动画反 馈模块、第一显示器连接，四维立体动画反馈模块分别与训练模块、信息存储模块、红外发 射器、第一显示器连接。其中放松控制模块主要是加载用于放松目的的音频或视频文件，并发送相关信号 至训练模块的放松训练模块中，以使放松训练模块同步播放音频或视频文件，对紧张的被 训练者进行反馈训练前放松，主要分成音乐放松和视频放松的形式；心理量表模块主要是 对被训练者的相关信息的输入进行判断，通过问卷的方式进行，通过建立了心理量表的窗 口，显示相关信息选项，操作人员根据被训练者的真实情况填写，最后心理量表模块会对所 有的选项进行打分，统计分析出被训练者的情况，确定被训练者训练时所需的动画信息，并 将该动画信息发送至四维立体动画反馈模块中；四维立体动画反馈模块通过设置动画信 息、创建四维立体环境、加载动画素材图片以及对这些动画素材进行处理，并控制各图像的 切换时间，配合被训练者所佩戴的立体眼镜，以生成立体动画，达到让被训练者看到真实立 体的动画内容，使得被训练者带着身临其境的感觉进行反馈训练；所述四维立体动画反馈模块包括依次连接的动画设置模块、四维立体环境创建模 块、动画生成模块和动画显示模块，动画生成模块与红外发射器连接；动画显示模块分别与 第一显示器、训练模块、信息存储模块连接；四维立体环境创建模块与信息存储模块连接。其中，动画设置模块主要是设置用于进行反馈训练的动画信息，包括动画名称、动 画类型以及动画的相关参数；四维立体环境创建模块主要是用于创建动画的虚拟四维立体 环境平台；动画生成模块主要是通过加载动画素材图片以及对这些动画素材进行处理，并 控制各图像的切换时间，配合被训练者所佩戴的立体眼镜，以生成立体动画；动画显示模块 用于将动画生成模块中处理后的图像信息或动画显示在第一显示器中。所述动画生成模块包括依次连接的动画素材加载模块、显存空间调配模块、图像 渲染模块和图像切换控制模块，动画素材加载模块与四维立体环境创建模块连接，图像切 换控制模块分别与红外发射器、动画显示模块连接。其中，动画素材加载模块主要是用于从电脑中加载动画素材信息；显存空间调配 模块用于将动画素材图片分别调配至显存中进行暂存；图像渲染模块用于对各图像进行渲 染处理；图像切换控制模块用于设定图像切换时间，控制每个图片的两个图像快速切换，同 时向红外发射器发送同步控制信号；所述训练模块包括放松训练模块、四维立体动画反馈训练模块和结果报告模块， 放松训练模块与控制模块中的放松控制模块连接；四维立体动画反馈训练模块与控制模块 中的四维立体动画反馈模块连接，结果报告模块与控制模块中的信息存储模块连接；放松 训练模块、四维立体动画反馈训练模块、结果报告模块分别与第二显示器连接。其中，放松 训练模块用于接收控制模块的放松信号，并同步播放音频或视频文件，以实现放松被训练 者的目的；四维立体动画反馈训练模块用于接收四维立体动画反馈模块的动画信息，创建四维立体训练环境，并同步显示动画显示模块的图像信息或动画；结果报告模块主要是根 据条件从信息存储模块中检索出已记录的训练的数据，并对这些数据进行分析，将被训练 者训练结果的数据以图形或表格的形式显示出来。所述放松控制模块包括依次连接的信息加载模块、选择设置模块和播放模块，所 述播放模块与第一显示器、训练模块连接。其中，信息加载模块用于加载音频或视频信息， 以待使用；选择设置模块主要是用于选择和设置放松用的音频或视频文件；播放模块用于 播放所选择的音频或视频文件。所述放松训练模块包括相互连接的初始化模块和播放显示模块，播放显示模块与 第二显示器、放松控制模块中的播放模块连接；所述四维立体动画反馈训练模块包括相互 连接的训练环境创建模块和训练显示模块，训练环境创建模块、训练显示模块分别与四维 立体动画反馈模块中的动画显示模块连接，训练显示模块与第二显示器连接。其中，初始化 模块用于初始化设置播放显示模块；播放显示模块用于同步播放放松控制模块所播放的音 频或视频文件；训练环境创建模块用于在第二显示器中创建训练用的四维立体环境；训练 显示模块用于同步显示四维立体动画反馈模块中生成的图像信息或动画，配合立体眼镜对 被训练者进行反馈训练。所述信息存储模块包括信息回放模块和信息记录模块，所述信息回放模块与训练 模块中的结果报告模块连接；所述信息记录模块与四维立体动画反馈模块中的动画显示模 块、数据采集模块连接。信息回放模块用于将信息存储模块的信息记录模块中的匹配存储 信息提取出来，并对这些信息进行分析处理，生成动画信息；信息记录模块用于记录被训练 者在训练过程中的实时生理信号及训练结果数据、动画信息等。作为优选，数据采集模块包括数据运算模块和数据显示模块，所述数据显示模块 与第一显示器连接，数据运算模块与前置放大器、信息存储模块中的信息记录模块连接。数 据运算模块用于对前置放大器采集到的生理信号进行fft运算和iir运算处理，并将处理 结果发送至信息存储模块中的信息记录模块中进行匹配存储；数据显示模块用于将前置放 大器采集到的生理信号实时地显示在第一显示器上。上述四维立体大脑生物反馈治疗仪的操作控制方法，包括以下步骤(1)被训练者带上所述立体眼镜，且电极帽连接在被训练者的大脑皮层相应的位 置；前置放大器、电脑、显示器、生物反馈系统连接启动；(2)放松控制模块进行播放操作，从电脑中加载音频文件和视频文件，并对选定的 音频文件或视频文件进行播放设置及播放，同时将播放信息发送至训练模块中的放松训练 模块；(3)训练模块中的放松训练模块根据播放信息进行初始化，并播放音频文件或视 频文件及显示所播放内容；(4)操作人员向控制模块中的心理量表模块输入被训练者的信息，心理量表模块 对被训练者的信息进行统计分析，并将统计分析结果发送至四维立体动画反馈模块中；(5)四维立体动画反馈模块中的动画设置模块根据心理量表模块发送过来的统计 分析结果，选择用于进行反馈训练的动画信息，动画信息包括动画名称、动画类型以及动画 的相关内容参数，并将动画信息发送至四维立体环境创建模块中；(6)四维立体动画反馈模块中的四维立体环境创建模块根据接收到的动画信息创建动画的虚拟四维立体环境平台；(7)四维立体动画反馈模块中的动画生成模块根据动画信息，通过加载动画素 材图片，将各动画素材图片调配置显存进行暂存，通过控制图像快速切换以形成相应的动 画；(8)四维立体动画反馈模块中的动画显示模块将动画生成模块形成的快速切换 的图像信息发送至显示器中进行显示，同时发送至训练模块中的四维立体动画反馈训练模 块；(9)四维立体动画反馈训练模块根据接收到的动画信息，创建虚拟四维立体环境 平台，并显示动画生成模块形成的快速切换的图像信息；同时，各图像通过立体眼镜在被训 练者的人眼中形成立体图像，使得各动画素材以动画的形式呈现，对被训练者进行反馈训 练；(10)数据采集模块实时采集被训练者的生理信号，经信息存储模块进行处理分 析，信息存储模块根据分析结果向四维立体动画模块发送相应的动画信息，循环执行步骤 (7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息，直 至动画反馈训练完成；(11)动画反馈训练完成后，训练模块中的结果报告模块根据条件从信息存储模块 检索出相关的数据，并对这些数据进行分析，将被训练者的训练结果数据以图形或表格的 形式显示出来。所述步骤O)中放松控制模块的播放操作，具体包括步骤(2-1)放松控制模块的信息加载模块将电脑中的音频文件和视频文件加载至该模 块中；(2-2)放松控制模块的选择设置模块选定音频文件或视频文件，并对这些文件进 行播放设置；(2-3)放松控制模块的播放模块将所选定的音频文件或视频文件进行播放，同时 将播放信息发送至训练模块中的放松训练模块，执行步骤(3)；所述步骤(7)中动画生成模块具体包括步骤(7-1)动画素材加载模块根据动画信息，在虚拟四维立体环境平台中加载动画素 材图片，每个素材图片均由两张内容相同但图像镜头有左右“距离差”的图像构成；(7-2)显存空间调配模块将动画素材图片分别调配至显存进行暂存；(7-3)图像渲染模块将每个动画素材图片的各图像进行渲染，并将渲染后的图像 发送至图像切换控制模块；(7-4)图像切换控制模块设定图像切换时间，控制每个图片的两个图像快速切换， 同时向红外发射器发送同步控制信号，由红外发射器同步控制立体眼镜的左右眼阀门的开 启和关闭，通过图像的快速切换形成立体动画；所述步骤(10)具体包括步骤(10-1)数据采集模块通过前置放大器采集大脑的实时生理信号，并将这些信号进 行fft运算和iir运算，运算的结果通过数据显示模块发送至显示器进行显示，同时将结果 传递至信息存储模块的信息记录模块中进行匹配存储；(10-2)信息回放模块将信息记录模块中的匹配存储信息提取出来，并对这些信息进行分析，并根据这些信息的分析结果发送相应的动画信息至四维立体动画模块中进行处 理；(10-3)四维立体动画模块中的动画生成模块根据接收到的动画信息，循环执行步 骤(7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息， 直至动画反馈训练完成。本发明的工作原理通过研究四维立体显示技术的原理，将这项技术融入到我们 生产的生物反馈治疗仪里，其中原理就是左眼的图左眼看，右眼的图右眼看。动画、游戏和 图片播放时，屏幕上是两幅图像(A图像、B图像)，但这两幅图像是交替快速闪烁的，A图像 画面出现则B图像画面消失，B图像画面出现A图像画面则消失；同时液晶快门眼镜(立体 眼镜)会按照影片所给的信号，对应的两幅图像进行同步交替的镜片开关动作，实际使用 的时候图像和眼镜快门的闪烁开关会很快，人眼是感觉不到快门跳动的。带上立体眼镜后 会有明显的画面突出屏幕的效果。技术上面显示器的屏幕刷新率在120Hz以上，具有匹配 的无线红外眼镜和红外发射器。在我们生物反馈系统中进行处理，通过前置放大器采集生 理信号(例如脑电)，传入生物反馈系统中，然后通过生物反馈系统特殊的计算(如fft 运算，即快速傅里叶运算)，驱动四维立体动画反馈给被训练者。利用四维立体动画的形式 引导被训练者进行反馈训练，同时采集生理信号传入生物反馈系统，驱动四维立体动画，这 样反复循环的过程来训练被训练者。原始的生物反馈都是运用普通的二维动画、声音和图片的形成来当做反馈源。这 些动画、声音的图片的目的是为了更好的帮助被训练者进行生物反馈的训练。所以反馈的 好坏十分重要。然而我们现在在医疗领域生物反馈中开发出来了四维立体动画或图片的形 式来作为反馈源，这样让进行生物反馈的人可以很容易的融入到反馈训练中，达到最佳的 训练效果。与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果1、本发明将四维立体动画或图片技术与生物反馈训练法结合，使得进行生物反馈 的人可以更容易地融入到反馈训练中，运用四维立体技术使得画面更加生动逼真，既顺应 潮流又可达到训练的效果。2、本发明通过四维立体动画游戏能很好的吸引被训练者，使他们更投入训练反馈 当中，达到训练的效果，尤其对于小儿多动症等来说，吸引被训练者的注意力、让被训练者 融入配合反馈是最主要的，而本发明能够很好的解决这一问题。
图1是本发明的总体结构示意图。图2是图1所示四维立体动画反馈模块的结构示意图。图3是图2所示动画生成模块的结构示意图。图4是图1所示放松控制模块的结构示意图。图5是图1所示信息存储模块的结构示意图。图6是图1所示放松训练模块的结构示意图。图7是图1所示四维立体动画反馈训练模块的结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。实施例图1 图5示出了本实施例的具体结构示意图，如图1所示，本四维立体大脑生 物反馈治疗仪，包括电极帽、前置放大器、电脑、显示器和立体眼镜，电极帽、前置放大器、电 脑、显示器依次连接，所述电极帽与外部被训练者的大脑皮层相应的位置连接，所述电脑中 设有生物反馈系统，生物反馈系统包括训练模块和控制模块，如图1所示，控制模块包括依 次连接的四维立体动画模块、信息存储模块和数据采集模块，四维立体动画模块、信息存储 模块分别与训练模块连接；数据采集模块与前置放大器连接，四维立体动画模块还连接有 红外发射器，红外发射器通过红外信号与立体眼镜连接；显示器包括第一显示器和第二显 示器，第一显示器与控制模块连接，第二显示器与训练模块连接。其中，控制模块主要是操作人员所使用的模块，通过控制模块进行设置，传递信号 到训练模块，驱动训练模块的使用；四维立体动画模块用于生成训练时所需要的四维立体 动画信息以及控制设置、播放音频或视频文件等使被训练者放松的信号；信息存储模块用 于记录被训练者在训练过程中的实时生理信号及训练结果数据、动画信息等；数据采集模 块用于采集被训练者在训练过程中的实时生理信号数据以及对这些数据进行fft运算和 iir运算处理，然后发送至信息存储模块中进行存储；训练模块主要是在第二显示器中建 立四维立体训练环境，并显示用于训练的四维立体动画信息以及显示、播放用于放松的播 放音频或视频文件。如图1所示，所述四维立体动画模块包括放松控制模块、心理量表模块和四维立 体动画反馈模块，放松控制模块分别与训练模块、第一显示器连接；心理量表模块分别与四 维立体动画反馈模块、第一显示器连接，四维立体动画反馈模块分别与训练模块、信息存储 模块、红外发射器、第一显示器连接。其中放松控制模块主要是用于加载放松用的播放音频或视频文件，并发送相关信 号至训练模块的放松模块中，以使放松模块同步播放音频或视频文件，对紧张的被训练者 进行放松，主要分成音乐放松和视频放松的形式；心理量表模块主要是对被训练者的信息 的输入进行判断，通过问卷的方式进行，通过建立了心理量表的窗口，操作人员可以根据被 训练者的真实情况填写，最后心理量表模块会对被训练者的信息进行统计分析，并将统计 分析结果发送至四维立体动画反馈模块中，由四维立体动画反馈模块中的动画设置模块选 择用于进行反馈训练的动画信息；四维立体动画反馈模块通过设置动画信息、创建四维立 体环境、加载动画素材图片以及对这些动画素材进行处理，并控制各图像的切换时间，配合 被训练者所佩戴的立体眼镜，以生成动画，达到让被训练者看到真实立体的动画内容，使得 被训练者带着身临其境的感觉进行反馈训练，同时配合放松控制模块中所播放的音频或视 频信号进行训练；如图2所示，所述四维立体动画反馈模块包括依次连接的动画设置模块、四维立 体环境创建模块、动画生成模块和动画显示模块，动画生成模块与红外发射器连接；动画显 示模块分别与第一显示器、训练模块、信息存储模块连接；四维立体环境创建模块与信息存 储模块连接。
其中，动画设置模块主要是设置用于进行反馈训练的动画信息，包括动画名称、动 画类型以及动画的相关内容参数；四维立体环境创建模块主要是用于创建动画的虚拟四维 立体环境平台；动画生成模块主要是通过加载动画素材图片以及对这些动画素材进行处 理，并控制各图像的切换时间，配合被训练者所佩戴的立体眼镜，以生成动画；动画显示模 块用于将动画生成模块中处理后的图像信息或动画显示在第一显示器中。如图3所示，所述动画生成模块包括依次连接的动画素材加载模块、显存空间调 配模块、图像渲染模块和图像切换控制模块，动画素材加载模块与四维立体环境创建模块 连接，图像切换控制模块分别与红外发射器、动画显示模块连接。其中，动画素材加载模块主要是用于从电脑中加载动画素材信息；显存空间调配 模块用于将动画素材图片分别调配至显存中进行暂存；图像渲染模块用于对各图像进行渲 染处理；图像切换控制模块用于设定图像切换时间，控制每个图片的两个图像快速切换，同 时向红外发射器发送同步控制信号；所述训练模块包括放松训练模块、四维立体动画反馈训练模块和结果报告模块， 放松训练模块与控制模块中的放松控制模块连接；四维立体动画反馈训练模块与控制模块 中的四维立体动画反馈模块连接，结果报告模块与控制模块中的信息存储模块连接；放松 训练模块、四维立体动画反馈训练模块、结果报告模块分别与第二显示器连接。其中，放松 训练模块用于接收控制模块的放松信号，并同步播放音频或视频文件，以实现放松被训练 者的目的；四维立体动画反馈训练模块用于接收四维立体动画反馈模块的动画信息，创建 四维立体训练环境，并同步显示动画显示模块的图像信息或动画；结果报告模块主要是根 据条件从信息存储模块中检索出已记录的训练的数据，并对这些数据进行分析，将被训练 者训练结果的数据以图形或表格的形式显示出来。如图4所示，所述放松控制模块包括依次连接的信息加载模块、选择设置模块和 播放模块，所述播放模块与第一显示器、训练模块连接。其中，信息加载模块用于加载音频 或视频信息，以待使用；选择设置模块主要是用于选择和设置放松用的音频或视频文件； 播放模块用于播放所选择的音频或视频文件。如图6所示，所述放松训练模块包括相互连接的初始化模块和播放显示模块，播 放显示模块与第二显示器、放松控制模块中的播放模块连接；如图7所示，所述四维立体动 画反馈训练模块包括相互连接的训练环境创建模块和训练显示模块，训练环境创建模块、 训练显示模块分别与四维立体动画反馈模块中的动画显示模块连接，训练显示模块与第二 显示器连接。其中，初始化模块用于初始化设置播放显示模块；播放显示模块用于同步播放 放松控制模块所播放的音频或视频文件；训练环境创建模块用于在第二显示器中创建训练 用的四维立体环境；训练显示模块用于同步显示四维立体动画反馈模块中生成的图像信息 或动画，配合立体眼镜对被训练者进行反馈训练。如图5所示，所述信息存储模块包括信息回放模块和信息记录模块，所述信息回 放模块与训练模块中的结果报告模块连接；所述信息记录模块与四维立体动画反馈模块中 的动画显示模块、数据采集模块连接。信息回放模块用于将信息存储模块的信息记录模块 中的匹配存储信息提取出来，并对这些信息进行分析处理，生成动画信息；信息记录模块用 于记录被训练者在训练过程中的实时生理信号及训练结果数据、动画信息等。数据采集模块包括数据运算模块和数据显示模块，所述数据显示模块与第一显示器连接，数据运算模块与前置放大器、信息存储模块中的信息记录模块连接。数据运算模块 用于对前置放大器采集到的生理信号进行fft运算和iir运算处理，并将处理结果发送至 信息存储模块的信息记录模块中进行匹配存储；数据显示模块用于将前置放大器采集到的 生理信号实时地显示在第一显示器上。上述四维立体大脑生物反馈治疗仪的操作控制方法，包括以下步骤(1)被训练者带上所述立体眼镜，且电极帽连接在被训练者的大脑皮层相应的位 置；前置放大器、电脑、显示器、生物反馈系统上电；(2)放松控制模块进行播放操作，从电脑中加载音频文件和视频文件，并对选定的 音频文件或视频文件进行播放设置及播放，同时将播放信息发送至训练模块中的放松训练 模块；(3)训练模块中的放松训练模块根据播放信息进行初始化，并播放音频文件或视 频文件及显示所播放内容；(4)操作人员向控制模块中的心理量表模块输入被训练者的信息，心理量表模块 对被训练者的信息进行统计分析，并将统计分析结果发送至四维立体动画反馈模块中；(5)四维立体动画反馈模块中的动画设置模块根据心理量表模块发送过来的统计 分析结果，选择用于进行反馈训练的动画信息，动画信息包括动画名称、动画类型以及动画 的相关内容参数，并将动画信息发送至四维立体环境创建模块中；(6)四维立体动画反馈模块中的四维立体环境创建模块根据接收到的动画信息创 建动画的虚拟四维立体环境平台；(7)四维立体动画反馈模块中的动画生成模块根据动画信息，通过加载动画素 材图片，将各动画素材图片调配置显存进行暂存，通过控制图像快速切换以形成相应的动 画；(8)四维立体动画反馈模块中的动画显示模块将动画生成模块形成的快速切换 的图像信息发送至显示器中进行显示，同时发送至训练模块中的四维立体动画反馈训练模 块；(9)四维立体动画反馈训练模块根据接收到的动画信息，创建虚拟四维立体环境 平台，并显示动画生成模块形成的快速切换的图像信息；同时，各图像通过立体眼镜在被训 练者的人眼中形成立体图像，使得各动画素材以动画的形式呈现，对被训练者进行反馈训 练；(10)数据采集模块实时采集被训练者的生理信号，经信息存储模块进行处理分析 后，信息存储模块根据分析结果向四维立体动画模块发送相应的动画信息，循环执行步骤 (7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息，直 至动画反馈训练完成；(11)动画反馈训练完成后，训练模块中的结果报告模块根据条件从信息存储模块 检索出相关的数据，并对这些数据进行分析，将被训练者的训练结果数据以图形或表格的 形式显示出来。所述步骤O)中放松控制模块的播放操作，具体包括步骤(2-1)放松控制模块的信息加载模块将电脑中的音频文件和视频文件加载至该模 块中；
(2-2)放松控制模块的选择设置模块选定音频文件或视频文件，并对这些文件进 行播放设置；(2-3)放松控制模块的播放模块将所选定的音频文件或视频文件进行播放，同时 将播放信息发送至训练模块中的放松训练模块，执行步骤(3)；所述步骤(7)中动画生成模块具体包括步骤(7-1)动画素材加载模块根据动画信息，在虚拟四维立体环境平台中加载动画素 材图片，每个素材图片均由两张图像构成；(7-2)显存空间调配模块将动画素材图片分别调配至显存中进行暂存；(7-3)图像渲染模块将每个动画素材图片的各图像进行渲染，并将渲染后的图像 发送至图像切换控制模块；(7-4)图像切换控制模块设定图像切换时间，控制每个图片的两个图像快速切换， 同时向红外发射器发送同步控制信号，由红外发射器同步控制立体眼镜的左右眼阀门的开 启和关闭，通过图像的快速切换形成立体动画；所述步骤(10)具体包括步骤(10-1)数据采集模块通过前置放大器采集大脑的实时生理信号，并将这些信号进 行fft运算和iir运算，运算的结果通过数据显示模块发送至显示器进行显示，同时将结果 传递至信息存储模块的信息记录模块中进行匹配存储；(10-2)信息回放模块将信息记录模块中的匹配存储信息提取出来，并对这些信息 进行分析，并根据这些信息的分析结果发送相应的动画信息至四维立体动画模块中进行处 理；(10-3)四维立体动画模块中的动画生成模块根据接收到的动画信息，循环执行步 骤(7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息， 直至动画反馈训练完成。本发明的四维动画技术所采用的是时分法，它是以一定速度轮换地传送左右眼图 像，显示器上轮流显示左右两眼的图像，观看者需戴一副立体眼镜，当左眼图像出现时，左 眼的液晶透光，右眼的液晶体不透光；相反，当右眼图像出现时，只有右眼的液晶体透光，左 右两只眼只能看到各自所需的图像，戴上特制的立体眼镜时，通过双眼汇聚功能，将左右像 叠和在视网膜上，由大脑神经产生四维立体的视觉效果，展现出一幅幅连贯的立体画面，使 观众感到景物扑面而来，或感觉进入银幕深凹处，于是，就产生了强烈的“身临其境”之感。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于包括电极帽、前置放大器、电脑、显示 器和立体眼镜，电极帽、前置放大器、电脑、显示器依次连接，所述电极帽与外部被训练者的 大脑皮层相应的位置连接，所述电脑中设有生物反馈系统，生物反馈系统包括训练模块和 控制模块，控制模块包括依次连接的四维立体动画模块、信息存储模块和数据采集模块，四 维立体动画模块、信息存储模块分别与训练模块连接；数据采集模块与前置放大器连接，四 维立体动画模块还连接有红外发射器，红外发射器通过红外信号与立体眼镜连接；显示器 包括第一显示器和第二显示器，第一显示器与控制模块连接，第二显示器与训练模块连接。
2.根据权利要求1所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述四维立体 动画模块包括放松控制模块、心理量表模块和四维立体动画反馈模块，放松控制模块分别 与训练模块、第一显示器连接；心理量表模块分别与四维立体动画反馈模块、第一显示器连 接，四维立体动画反馈模块分别与训练模块、信息存储模块、红外发射器、第一显示器连接。
3.根据权利要求2所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述四维立体 动画反馈模块包括依次连接的动画设置模块、四维立体环境创建模块、动画生成模块和动 画显示模块，动画生成模块与红外发射器连接；动画显示模块分别与第一显示器、训练模 块、信息存储模块连接；四维立体环境创建模块与信息存储模块连接。
4.根据权利要求3所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述动画生成 模块包括依次连接的动画素材加载模块、显存空间调配模块、图像渲染模块和图像切换控 制模块，动画素材加载模块与四维立体环境创建模块连接，图像切换控制模块分别与红外 发射器、动画显示模块连接。
5.根据权利要求4所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述训练模块 包括放松训练模块、四维立体动画反馈训练模块和结果报告模块，放松训练模块与控制模 块中的放松控制模块连接；四维立体动画反馈训练模块与控制模块中的四维立体动画反馈 模块连接，结果报告模块与控制模块中的信息存储模块连接；放松训练模块、四维立体动画 反馈训练模块、结果报告模块分别与第二显示器连接。
6.根据权利要求5所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述放松控制 模块包括依次连接的信息加载模块、选择设置模块和播放模块，所述播放模块与第一显示 器、训练模块连接。
7.根据权利要求6所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述放松训练 模块包括相互连接的初始化模块和播放显示模块，播放显示模块与第二显示器、放松控制 模块中的播放模块连接；所述四维立体动画反馈训练模块包括相互连接的训练环境创建模 块和训练显示模块，训练环境创建模块、训练显示模块分别与四维立体动画反馈模块中的 动画显示模块连接，训练显示模块与第二显示器连接。
8.根据权利要求5所述的四维立体大脑生物反馈治疗仪，其特征在于所述信息存储 模块包括信息回放模块和信息记录模块，所述信息回放模块与训练模块中的结果报告模块 连接；所述信息记录模块与四维立体动画反馈模块中的动画显示模块、数据采集模块连接。
9.权利要求8所述四维立体大脑生物反馈治疗仪的操作控制方法，其特征在于，包括 以下步骤(1)被训练者带上所述立体眼镜，且电极帽连接在被训练者的大脑皮层相应的位置； 前置放大器、电脑、显示器、生物反馈系统启动；(2)放松控制模块进行播放操作，从电脑中加载音频文件和视频文件，并对选定的音 频文件或视频文件进行播放设置及播放，同时将播放信息发送至训练模块中的放松训练模 块；(3)训练模块中的放松训练模块根据播放信息进行初始化，并播放音频文件或视频文 件及显示所播放内容；(4)操作人员向控制模块中的心理量表模块输入被训练者的信息，心理量表模块对被 训练者的信息进行统计分析，并将统计分析结果发送至四维立体动画反馈模块中；(5)四维立体动画反馈模块中的动画设置模块根据心理量表模块发送过来的统计分析 结果，选择用于进行反馈训练的动画信息，动画信息包括动画名称、动画类型以及动画的相 关内容参数，并将动画信息发送至四维立体环境创建模块中；(6)四维立体动画反馈模块中的四维立体环境创建模块根据接收到的动画信息创建动 画的虚拟四维立体环境平台；(7)四维立体动画反馈模块中的动画生成模块根据动画信息，加载动画素材图片，将各 动画素材图片调配置显存中进行暂存，通过控制图像快速切换以形成相应的动画；(8)四维立体动画反馈模块中的动画显示模块将动画生成模块形成的快速切换的图像 信息发送至显示器中进行显示，同时发送至训练模块中的四维立体动画反馈训练模块；(9)四维立体动画反馈训练模块根据接收到的动画信息，创建虚拟四维立体环境平台， 并显示动画生成模块形成的快速切换的图像信息；同时，各图像通过立体眼镜在被训练者 的人眼中形成立体图像，使得各动画素材以动画的形式呈现，对被训练者进行反馈训练；(10)数据采集模块实时采集被训练者的生理信号，经信息存储模块进行处理分析 后，信息存储模块根据分析结果向四维立体动画模块发送相应的动画信息，循环执行步骤 (7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息，直 至动画反馈训练完成；(11)动画反馈训练完成后，训练模块中的结果报告模块根据条件从信息存储模块检索 出相关的数据，并对这些数据进行分析，将被训练者的训练结果数据以图形或表格的形式 显示出来。
10.根据权利要求9所述的操作控制方法，其特征在于，所述步骤O)中放松控制模块 的播放操作，具体包括步骤(2-1)放松控制模块的信息加载模块将电脑中的音频文件和视频文件加载至该模块中；(2-2)放松控制模块的选择设置模块选定音频文件或视频文件，并对这些文件进行播 放设置；(2-3)放松控制模块的播放模块将所选定的音频文件或视频文件进行播放，同时将播 放信息发送至训练模块中的放松训练模块，执行步骤(3)；所述步骤(7)中动画生成模块具体包括步骤(7-1)动画素材加载模块根据动画信息，在虚拟四维立体环境平台中加载动画素材图 片，每个素材图片均由两张图像构成；(7-2)显存空间调配模块将动画素材图片分别调配至显存中进行暂存；(7-3)图像渲染模块将每个动画素材图片的各图像进行渲染，并将渲染后的图像发送至图像切换控制模块；(7-4)图像切换控制模块设定图像切换时间，控制每个图片的两个图像快速切换，同时 向红外发射器发送同步控制信号，由红外发射器同步控制立体眼镜的左右眼阀门的开启和 关闭，通过图像的快速切换形成立体动画； 所述步骤(10)具体包括步骤(10-1)数据采集模块通过前置放大器采集大脑的实时生理信号，并将这些信号进行 fft运算和iir运算，运算的结果通过数据显示模块发送至显示器进行显示，同时将结果传 递至信息存储模块的信息记录模块中进行匹配存储；(10-2)信息回放模块将信息记录模块中的匹配存储信息提取出来，并对这些信息进行 分析，并根据这些信息的分析结果发送相应的动画信息至四维立体动画模块中进行处理；(10-3)四维立体动画模块中的动画生成模块根据接收到的动画信息，循环执行步骤 (7) (9)，实时加载图像信息和实时擦除图像信息，以实时改变显示器上的动画信息，直 至动画反馈训练完成。
全文摘要
本发明提供了一种四维立体大脑生物反馈治疗仪及其操作控制方法，该治疗仪包括电极帽、前置放大器、电脑、显示器和立体眼镜，电脑中设有生物反馈系统，生物反馈系统包括训练模块和控制模块，控制模块包括依次连接的四维立体动画模块、信息存储模块和数据采集模块，四维立体动画模块、信息存储模块分别与训练模块连接；数据采集模块与前置放大器连接，四维立体动画模块连接有红外发射器，红外发射器与立体眼镜连接；显示器包括第一显示器和第二显示器，第一显示器与控制模块连接，第二显示器与训练模块连接。本发明将四维立体动画技术与生物反馈训练法结合，具有生动逼真、训练效果好等优点。
文档编号A61M21/00GK102068745SQ201110023830
公开日2011年5月25日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者杨杰 申请人:杨杰