专利名称：3d体感生物反馈综合放松训练系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种应用于心理学的放松训练系统，尤其涉及采用3D技术、体感交互技术以及生物反馈技术的综合放松训练系统。
背景技术：
随着社会进步和科学发展，现代人不仅要求拥有健康的身体，还要拥有健全的心理素质。同时，随着我国经济发展和改革不断深入，职业竞争不断加剧，生活压カ不断加码，使日常生活中，人们很容易产生情緒低落、心情抑郁、焦躁烦闷等灰暗和悲观情緒，而心理 压カ过大，会导致多种生理和心理疾病。经过多年临床研究证明，采用科学的方法进行有效的放松训练，有助于缓解紧张状态，舒缓心理压力，減少由于压カ过大而产生的多种生理和心理疾病。其中，生物反馈法是一种先进的心理治疗方法。由于此疗法训练目的明确、直观有效、指标精确，因而求治者无任何痛苦和副作用，深受广大患者欢迎。传统的生物反馈疗法，通过灯光、简单音频或静态画面，把受训者的与心理状态相关联的生理參数反馈给受训者，让受训者可以通过主动控制生理參数的方式，调节自身的身心状态。在传统的生物反馈疗法中，受训者必须主动集中精力控制自身的状态并同时注意这些简单的信号，从这些简单信号中判断自己的放松程度。这样的方法存在以下的ー些会影响到训练效果的劣势I)受训者必须主动集中精力来进入受训状态并执行受训内容。如果受训者存在抗拒或者怀疑的心态，很可能不会积极主动的进入受训状态并执行训练内容；2)受训者在受训过程中还要注意简单的反馈信号，这样必然会分散受训者的精力；3)受训者面对简单的反馈信号和训练内容，很容易枯燥，难以坚持。因此，提供ー种让受训者快速进入受训状态，积极执行受训内容，同时又简单直观的生物反馈综合放松训练系统，会使训练效果更显著。
发明内容
为了克服传统的生物反馈疗法的不足，本发明提供ー种3D体感生物反馈综合放松训练系统。该系统与受训者进行体感交互，实时采集、分析后者生理信号，使其进行相应的综合训练，井向其输出相应的3D影音結果，帮助受训者提高自我心理调节能力，该系统包括多通道生理信号数字采集模块、生理信号综合分析处理模块、心理综合训练模块、心理学资料库、体感交互设备、无缝3D播放器、3D素材库、3D实感还原设备，受训者通过体感交互设备和3D实感还原设备与该系统交互，形成临场感以强化训练效果，其中通过多通道生理信号数字采集模块，同时采集受训者的多项生理參数；生理信号综合分析处理模块接收上述生理參数并分析处理，以形成ー个表征受训者放松状态的參考值，此參考值是本系统的数据处理依据；通过体感交互设备，把受训者的意图直观、人性化的传递到本系统；通过心理综合训练模块，同时汇集生理信号综合分析处理模块的信息以及体感交互设备传递来的受训者意图，以调取心理学资料库的资料，向受训者提供最合适的训练方法和训练内容；以及通过心理综合训练模块统ー调度3D素材库、无缝3D播放器以及3D实感还原设备以进行3D来完成体感生物反馈综合放松训练。优选的，所述多通道生理信号数字采集模块由生物传感器探头，导联线，运算放大电路，滤波电路，模数转换电路以及通用计算机接ロ组成。优选的，所述通用计算机接ロ至少包括蓝牙、Wifi无线接ロ。优选的，所述生理參数至少包括心率信号、血氧饱和度信号、肌肉信号、皮肤信号、 脑信号。优选的，所述生理信号综合分析处理模块先对不同的生理參数在一定时间内取算术平均值，均方差，然后再对上述处理结果配以加权值以求得最終表征受训者放松状态的
參考值。优选的，所述体感交互设备包括通过躯体感觉来控制输入输出的设备，优选的，所述输入输出的设备至少包括触摸屏、重力感应、陀螺仪、空中鼠标、体感摇杆，光枪。优选的，所述训练方法至少心理测量评估、心理学知识学习、音乐放松训练、催眠放松训练、3D生物反馈训练，训练方法和训练内容根据受训者的历史测试情况，受训者的主观意图，以及大量的临床实践结果来综合选定。优选的，所述心理学资料库至少包括心理评估题库，心理学知识书籍、专家心理学讲座视频、心理放松治疗音乐。优选的，所述3D素材库由被分割为小片段的不同剧情内容的3D模型及3D影音素材资料组成。优选的，所述无缝3D播放器接受心理综合训练模块的调度，读取3D素材库中的3D素材资料，把被分割为小片段的3D素材资料整合起来成为ー个完整的3D影音场景，平滑输出到3D实感还原设备。优选的，所述3D实感还原设备把无缝3D播放器输出的3D影音场景，向受训者还原成逼近真实视觉和听觉以及其他触觉体验的设备，优选的，3D实感还原设备至少包括3D电视机、3D显示器、3D环绕音响系统，以及振动和气味发生器。本发明的有益效果是，基于同时又简单直观的生物反馈综实现了对受训者的身心状态实时监控与记录，使心理训练过程有据可依；通过体感交互技术和3D技术形成友好的交互感和临场感，让受训者快速进入受训状态，积极执行受训内容，使训练效果更显著。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I示出了根据本发明实施例的3D体感生物反馈综合放松训练系统的架构图。图2示出了根据本发明实施例的3D体感生物反馈综合放松训练系统的3D生物反馈训练流程 图。图3示出了根据本发明实施例的3D体感生物反馈综合放松训练系统的无缝3D播放器时序图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过參考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本发明实施例提出了ー种3D体感生物反馈综合放松训练系统，參见图1，其中所示的多通道生理信号数字采集模块由生物传感器探头，导联线，运算放大电路，滤波电路，模数转换电路以及包括蓝牙、Wifi等多种无线接ロ在内的计算机接ロ组成。所述的生理參数包括但不限于心率信号、血氧饱和度信号、肌肉信号、皮肤信号、脑信号等。基于成本考虑，心率、血氧饱和度信号成本会比较低，适合对精度要求比较低、对成本较为敏感的使用人群；肌肉信号、皮肤信号可以准确反应人体的放松状态，但成本稍高，适合医疗级别设备使用；脑信号精度高，但成本很高，适用于对精度要求特别高的场合。图I所示的生理信号综合分析处理模块，是运行于各种计算机硬件上的软件。该模块对多钟数字信号进行综合分析计算。分析方式可以是先对不同的信号数值在一定时间内取算木平均值，均方差等，再对不同信号配以加权值，求得最終表征受训者放松状态的參考值。图I所示的体感交互设备，包括一切的通过躯体感觉来控制输入输出的设备，包括但不限于触摸屏、重力感应、陀螺仪、空中鼠标、体感摇杆，光枪等，甚至基于温感和压感的各类设备。图I所示的综合训练模块，同时汇集生理信号综合分析处理模块的信息以及体感交互设备传递来的受训者意图，调取心理学资料库的资料，向受训者提供最合适的训练方法和训练内容。所述的训练方法包括但不限于心理测量评估、心理学知识学习、音乐放松训练、催眠放松训练、3D生物反馈训练等。训练方法和训练内容根据受训者的历史测试情況，受训者的主观意图，以及大量的临床实践结果来综合选定。图I所示的心理学资料库，包括但不限于心理评估题库，心理学知识书籍、专家心理学讲座视频、心理放松治疗音乐等，均是经过心理学专家大量临床实践证实有效的资料。图I所示的3D素材库由被分割为小片段的不同剧情内容的3D模型及3D影音等素材资料组成。图I所示的无缝3D播放器是ー个特殊的影音输入输出软件，它能接受综合训练模块的调度，读取3D素材库中的3D素材，并把离散的3D素材整合起来成为ー个完整的3D影音场景，平滑输出到3D实感还原设备。无缝3D播放器使受训者不会感受到表征其心理状态的不同3D素材切换时的闪烁或断续，避免分散受训者的注意力，干扰受训者思维，保证了训练效果。图I所示的3D实感还原设备是把由无缝3D播放器输出的3D影音片段，向受训者还原成逼近真实视觉和听觉甚至其他触觉体验的设备，其包括但不限于3D电视机、3D显示器、3D环绕音响系统，甚至振动和气味发生器等触觉传递设备。3D实感还原设备大大增强了受训者的临场感，強化训练效果。图2所示的是本发明中3D生物反馈训练流程图，描述了系统如何整合各个模块的不同功能，提供有效的生物反馈训练。如图2所示的流程，每次进行正式的生物反馈训练之前，首先会进行ー个准备阶段。进行该准备阶段的目的，是为了要采集当前受训者的基础数据，以供之后的正式训练參考之用。在该准备阶段中，训练系统会先向受训者播放一段预先录制好的引导3D素材，时长约3分钟，同时采集受训者的生理数据。在引导3D素材结束后，系统会根据采集到的数 据测定出ー个基础值，然后要求训练的引导者为受训者输入ー个目标值。该基础值表征受训者当前的心理生理状态，目标值表征希望通过训练后达到的状态。采集好基础值与目标值后，系统进入正式训练阶段。如图2所示的流程，训练系统开始持续播放训练3D素材内容，同时采集受训者的生理数据。每当到达ー个场景阶段时(一般设定为30秒)，測定出ー个阶段值。该阶段值表征受训者在此阶段的训练成果。训练系统通过一定的算法，比较此阶段值与基础值及目标值的关系，判断此阶段值是否能达到阶段目标，以及训练成果是有效果的、无效果的。根据判定的結果，向受训者无缝播放表征成功或失败反馈3D素材，并继续进行训练，依次循环。当训练时间达到设定的时长时，训练将进入结束阶段。此阶段主要向受训者播放一些放松身心的3D素材，井向受测者或训练引导者给出测试结果报告。至此生物反馈训练结束。图3所示的是无缝3D播放器的其中一种实现方式。该实现方式由一个控制器和两个播放器以及素材资源库组成。通过控制器协调两个播放器同时交互操作，有效避免素材切换的闪烁或断续。如图3所示的顺序，当需要播放第一段3D素材时，控制器向播放器A发出缓存指令，播放器A随即从素材资源库读取素材并进行缓存。控制器待缓存结束后，控制播放器A进行播放。当第一段3D素材将要结束时，播放器A通知控制器。控制器收到通知后，向播放器B发出缓存第二段3D素材的指令，播放器B随即从素材资源库读取素材并进行缓存，缓存完成后通知控制器。控制器确定缓存完毕后，在播放器A通知其第一段3D素材播放完毕时，把播放器B调到前台播放素材2，之后隐藏播放器A，此时可实现两端素材的无缝衔接。当第二段3D素材播放将要结束时，控制器采用同样的调度手段，让播放器A接替播放器B，无缝播放第三段3D素材，依次循环，直到训练结束。在本说明书的描述中，參考术语“ー个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“ー些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少ー个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定
权利要求
1.ー种3D体感生物反馈综合放松训练系统，该系统与受训者进行体感交互，实时采集、分析后者生理信号，使其进行相应的综合训练，井向其输出相应的3D影音結果，帮助受训者提高自我心理调节能力，该系统包括多通道生理信号数字采集模块、生理信号综合分析处理模块、心理综合训练模块、心理学资料库、体感交互设备、无缝3D播放器、3D素材库、3D实感还原设备，受训者通过体感交互设备和3D实感还原设备与该系统交互，形成临场感以强化训练效果，其中 通过多通道生理信号数字采集模块，同时采集受训者的多项生理參数； 生理信号综合分析处理模块接收上述生理參数并分析处理，以形成一个表征受训者放松状态的參考值，此參考值是本系统的数据处理依据； 通过体感交互设备，把受训者的意图直观、人性化的传递到本系统； 通过心理综合训练模块，同时汇集生理信号综合分析处理模块的信息以及体感交互设备传递来的受训者意图，以调取心理学资料库的资料，向受训者提供最合适的训练方法和训练内容；以及 通过心理综合训练模块统ー调度3D素材库、无缝3D播放器以及3D实感还原设备以进行3D来完成体感生物反馈综合放松训练。
2.如权利要求I所述的系统，其中所述多通道生理信号数字采集模块由生物传感器探头，导联线，运算放大电路，滤波电路，模数转换电路以及通用计算机接ロ组成。
3.如权利要求2所述的系统，其中所述通用计算机接ロ至少包括蓝牙、Wifi无线接ロ。
4.如权利要求I所述的系统，其中所述生理參数至少包括心率信号、血氧饱和度信号、肌肉信号、皮肤信号、脑信号。
5.如权利要求I所述的系统，其中所述生理信号综合分析处理模块先对不同的生理參数在一定时间内取算木平均值，均方差，然后再对上述处理结果配以加权值以求得最終表征受训者放松状态的參考值。
6.如权利要求I所述的系统,其中所述体感交互设备包括通过躯体感觉来控制输入输出的设备。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述输入输出的设备至少包括触摸屏、重力感应、陀螺仪、空中鼠标、体感摇杆，光枪。
8.如权利要求I所述的系统，其中所述训练方法至少心理测量评估、心理学知识学习、音乐放松训练、催眠放松训练、3D生物反馈训练，训练方法和训练内容根据受训者的历史测试情况，受训者的主观意图，以及大量的临床实践结果来综合选定。
9.如权利要求I所述的系统，其中所述心理学资料库至少包括心理评估题库，心理学知识书籍、专家心理学讲座视频、心理放松治疗音乐。
10.如权利要求I所述的系统，其中所述3D素材库由被分割为小片段的不同剧情内容的3D模型及3D影音素材资料组成。
11.如权利要求I所述的系统，其中所述无缝3D播放器接受心理综合训练模块的调度，读取3D素材库中的3D素材资料，把被分割为小片段的3D素材资料整合起来成为ー个完整的3D影音场景，平滑输出到3D实感还原设备。
12.如权利要求I所述的系统，其中所述3D实感还原设备把无缝3D播放器输出的3D影音场景，向受训者还原成逼近真实视觉和听觉以及其他触觉体验的设备。
13.如权利要求12所述的系统，所述3D实感还原设备至少包括3D电视机、3D显示器、3D环绕音响系统，以及振动和气味发生器。
全文摘要
本发明提出一种3D体感生物反馈综合放松训练系统，该系统与受训者进行体感交互，实时采集、分析后者生理信号，使其进行相应的综合训练，并向其输出相应的3D影音结果，帮助受训者提高自我心理调节能力，该系统包括多通道生理信号数字采集模块、生理信号综合分析处理模块、综合心理训练模块、心理学资料库、体感交互设备、无缝3D播放器、3D素材库、3D实感还原设备，受训者通过体感交互设备和3D实感还原设备与该系统交互，形成临场感以强化训练效果。
文档编号A61M21/00GK102641541SQ201210149190
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月15日 优先权日2012年5月15日
发明者任满钧 申请人:北京思博纳科技发展有限公司