石墨烯眼动片及穿戴式眼动心理调节仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于医疗器械，具体涉及一种石墨烯眼动片及穿戴式眼动心理调节 仪。
【背景技术】
[0002] 眼睛是我们信息加工过程中最重要的信息输入系统。通过研究眼睛的这些运动， 研究者可以对人的认知活动规律加以探索。为了准确记录人的眼球运动过程，心理学家以 及其他有关专家一直致力开发眼动记录技术。早期的眼动研究主要采用观察法和机械记录 法等。观察法的误差很高，机械记录法包括头部支点杠杆法、气动方法、角膜吸附环状物法 等多种形式。观察法简便易行，但结果不精确，只能对眼动进行比较粗略的研究。而机械记 录法则装置复杂，使用起来十分麻烦，实验结果准确性也较低。因此，研究者一直在寻找更 有效、准确而又简便的测量方法。
[0003] 20世纪60年代之后，眼动的记录主要采用瞳孔和角膜反射的视频记录法。现在全 世界已经有几十家生成眼动仪的厂家。尽管国内在研制眼动仪方面取得了一定的成绩，例 如20世纪80年代末，中国科学院上海生理研究所的张名魁和孙复川研制了外光电反射眼 动测量技术；20世纪90年代，西安电子科技大学研制了头盔式眼动仪。但国内科研机构使 用的眼动仪主要依赖国外进口。目前国内使用较多的有加拿大SR公司生成的EyelinkII 和Eyelink2000型眼动仪；美国应用科学实验室（ASL)生成的H6型和L6型眼动仪；瑞典 Tobii公司生成的T60和T120型眼动仪；德国SMI公司生成的iViewXRED型眼动仪。这 些眼动仪都采用角膜反射法进行眼动记录。
[0004] 目前，市面上流行的主流眼动仪器主要是：SR公司生成的Eyelink眼动仪和瑞典 Tobii公司生成的眼动仪是目前用户考虑较多的两个品牌。但Tobii眼动仪在实验精确度 要求较高的实验中容易出错（有些实验中某些志愿者佩戴眼镜，框架眼镜的镜片反光会干 扰角膜反光。）。SR公司的EyelinkII是一款目前采样率最高的头戴式眼动追踪系统，其 米样率可尚达500Hz，但价格昂贵。
[0005] 因此，有必要开发一种新的石墨烯眼动片及穿戴式眼动心理调节仪。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种石墨烯眼动片及穿戴式眼动心理调节仪，能提供光 刺激和节拍器两种激发模式，并能对眼动反应予以及时分析。
[0007]本实用新型所述的石墨烯眼动片，所述石墨烯眼动片包括柔性衬底，设置在柔性 衬底上的石墨烯纳米墙，以及设置在石墨烯纳米墙上且用于输入/输出电信号的第一电极 和第二电极。
[0008]所述柔性衬底采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0009]本实用新型所述的穿戴式眼动心理调节仪，包括I/O转换器、下位机、CPLD模块、 上位机、LED灯、声音节拍器以及本实用新型所述的石墨烯眼动片；
[0010] 所述上位机用于选择眼动调试类型和设置参数，并基于所选择的眼动调试类型及 设置的参数生成对应的控制指令；
[0011] 所述下位机与上位机连接，下位机接收上位机所发送的控制指令；
[0012] 所述LED灯与下位机连接，下位机基于上位机所发出的控制指令控制LED灯输出 对应的光源；
[0013] 所述声音节拍器与下位机连接，下位机基于上位机所发出的控制指令控制声音节 拍器输出对应的节拍；
[0014] 所述CPLD模块与下位机连接，下位机基于上位机所发出的控制指令控制CPLD模 块输出连续的脉冲信号；
[0015] 所述石墨稀眼动片的第一电极与CPLD模块连接，第二电极与I/O转换器连接，接 收所述CPLD模块所输出的脉冲信号并将两电极间的阻抗变化信息调制到脉冲信号上；
[0016] 所述I/O转换器与下位机连接，下位机基于上位机所发出的控制指令控制I/O转 换器采集电极阻抗调制后的载波信号，并将该载波信号输入给上位机；
[0017] 所述上位机对该载波信号进行分析，并输出眼动方向、眼动次数、眼动幅度、眼动 波宽以及眼动反应正确率。
[0018] 所述下位机采用宏晶系列单片机STC89C52;所述CPLD模块采用Altera公司的 EPM7128SLC84-15。
[0019] 本实用新型具有以下优点：
[0020] (1)能够准确地统计分析出眼动的方向，眼动的次数，眼动的波幅和波宽以及眼动 反应正确率；同时可以根据上位机附带的抑郁、焦虑、创伤应激障碍、状态-特质自评量表 等可量化评判使用者此时的心理状态，有助于心理治疗师或者咨询师处理具有焦虑、恐惧 和创伤应激等心理问题的求助者，同时也可以在面对受灾或者大型应激事件中，可通过专 业人士简单指导和应急训练即可实现批量受灾人群的心理自助，以及具有一定自控力的心 理求助者可实施自我心理治疗和普通人缓解压力的自我心理调适。
[0021] (2)由于石墨烯眼动片直接粘贴在测试者的上眼皮上，充分发挥其柔性传感作用， 不会受到其他外界因素的影响，故测试的正确率高；
[0022] (3)操作简单，且成本较低。
【附图说明】
[0023] 图1为本实用新型所述的石墨烯眼动片的结构示意图；
[0024] 图2为本实用新型所述的穿戴式眼动心理调节仪的原理框图；
[0025] 图3为本实用新型的电路图；
[0026] 图4为上位机输出的测试者上下眼动的记录图形；
[0027] 图5为上位机输出的测试者左右眼动的记录图形；
[0028] 图6为测试者咨询前未眼动脱敏生理-心理数据图；
[0029] 图7为经过4次眼动脱敏后求助者生理-心理数据图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0031] 如图1所示的石墨烯眼动片，所述石墨烯眼动片包括柔性衬底ld，设置在柔性衬 底Id上的石墨烯纳米墙la，以及设置在石墨烯纳米墙la上且用于输入/输出电信号的第 一电极lb和第二电极lc。所述柔性衬底Id采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0032] 石墨烯是一种由sp2杂化碳原子通过共价键连接形成的平面六方晶格材料，它可 以翘曲成零维的富勒烯，卷成一维的碳纳米管或者其他平面形状，同时具有可调的带隙，室 温霍尔效应，极高的机械强度弹性和热传导性，极快的电子传输，良好的灵活性和生物相容 性等。
[0033] 石墨烯纳米墙la是结构化的多层石墨烯，研究发现石墨烯纳米墙的电阻对基底 的振动非常敏感。石墨烯纳米墙la具有较高的比表面积，是优秀的电极材料。由于眼珠的 运动会引起柔性衬底Id的微小形变，从而导致石墨烯纳米墙la敏感层的电阻发生改变，使 得通过电极的电流或电压信号也随之发生变化，因此可以通过电信号的变化来感知眼珠的 运动情况。
[0034] 如图2所示，本实用新型所述的穿戴式眼动心理调节仪，包括I/O转换器2、下位 机3、CPLD模块7、上位机6、LED灯4、声音节拍器5以及本实用新型所述的石墨烯眼动片 1。所述上位机6用于选择眼动调试类型和设置参数，并基于所选择的眼动调试类型及设置 的参数生成对应的控制指令。所述下位机3与上位机6连接，下位机3接收上位机6所发 送的控制指令。所述LED灯4与下位机3连接，下位机3基于上位机6所发出的控制指令 控制LED灯4输出对应的光源。所述声音节拍器5与下位机3连接，下位机3基于上位机6 所发出的控制指令控制声音节拍器5输出对应的节拍。所述CPLD模块7与下位机3连接， 下位机3基于上位机6所发出的控制指令控制CPLD模块7输出连续的脉冲信号。所述石 墨烯眼动片1的第一电极lb与CPLD模块7连接，第二电极lc与I/O转换器2连接，接收 所述CPLD模块7所输出的脉冲信号并将两电极间的阻抗变化信息调制到脉冲信号上。所 述I/O转换器2与下位机3连接，下位机3基于上位机6所发出的控制指令控制I/O转换 器2采集电极阻抗调制后的载波信号，并将该载波信号输入给上位机6。所述上位机6对该 载波信号进行分析，并输出眼动方向、眼动次数、眼动幅度、眼动波宽以及眼动反应正确率。 同时可以根据上位机6附带的焦虑、创伤应激障碍、状态-特质自评量表等评判使用者此时 的心理状态，从而有助于心理治疗师、应急训练批量处理心理问题以及普通人的自我心理 调适所用。
[0035] 如图3所示，本实用新型中所述下位机3采用宏晶系列单片机STC89C52;所述 CPLD模块7采用Altera公司的EPM7128SLC84-15。LED灯4采用美国可瑞CREEXR系列大 功率LED灯珠；声音节拍器5采用东莞华科东尼公司TW-266A节拍器。I/O转换器2的恒流