基于心電反饋的注意力缺陷 多動障礙矯正儀設(shè)計(jì)
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2 心電反饋與注意力缺陷障礙的關(guān)系
人們普遍認(rèn)為，心臟是循環(huán)系統(tǒng)的動力和樞紐，而思考和情感的功能歸于大腦。然而。隨著科學(xué)研究的深入，科學(xué)家得以從不同方面重新審視心腦關(guān)系以及心臟對身心健康的影響。在我們體內(nèi)，不同器官和系統(tǒng)都會影響到我們的情感，其中心臟扮演著特別重要的角色。心臟與大腦之間的溝通系統(tǒng)比所有其它人體器官與大腦間的溝通系統(tǒng)都要發(fā)達(dá)，心臟每跳動一下，不僅輸出血液，也把復(fù)雜的神經(jīng)、激素、壓力、電磁信息傳輸?shù)酱竽X和全身。它是連接身體、頭腦、情感、精神的節(jié)點(diǎn)，是身心這個(gè)復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的入口。
因此，心臟的律動并非僅僅實(shí)現(xiàn)單一的供血功能，它既反映著、也影響著自主神經(jīng)系統(tǒng)的狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)，從心臟的律動中提取的心率變異性(Heart Rate Variability簡稱HRV)能夠有效地用來考察情緒對自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響，它是顯示身體自主神經(jīng)系統(tǒng)平衡狀況的動態(tài)窗口。
在注意力集中情況下，自主神經(jīng)的兩個(gè)部分(交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)))均處于興奮狀態(tài)，其效應(yīng)對抗后達(dá)到平衡，反應(yīng)在心率上為其凈效應(yīng)。在安靜狀態(tài)下，顯然是迷走神經(jīng)的影響為主，而隨著運(yùn)動負(fù)荷的增加，迷走的活性降低而交感的興奮性增加。
心電反饋治療的具體機(jī)理是應(yīng)用操作性條件反射的原理，以心電生物反饋儀為手段，通過訓(xùn)練，使患者的自主神經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)來達(dá)到預(yù)期目的。應(yīng)用于人的過程就是利用心電檢測電路將患者的HRV指標(biāo)檢測和分離出來，然后利用心電反饋技術(shù)將該指標(biāo)傳人患者的矯正游戲程序中。該指標(biāo)會影響到游戲程序的進(jìn)程，當(dāng)該指標(biāo)滿足要求時(shí)，就會以獎(jiǎng)勵(lì)的方式反饋給患者，反之，就會停止獎(jiǎng)勵(lì)。即只有注意力集中的情況下，游戲才會順利進(jìn)行。這樣，通過一段時(shí)間的自身調(diào)節(jié)，便可改變患者的自主神經(jīng)平衡狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)矯正注意力缺陷障礙的目的。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/163439.htm
3 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
本系統(tǒng)集心電數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、A／D轉(zhuǎn)換及USB傳輸、數(shù)據(jù)瀏覽(包括QRS波檢測、HRV預(yù)處理、R-R間期序列、N-N間期序列)、HRV分析、游戲矯正程序等多功能于一體，主要包括數(shù)據(jù)采集及預(yù)處理、A／D轉(zhuǎn)換及USB傳輸、數(shù)據(jù)瀏覽、HRV分析、游戲矯正程序五大功能模塊，且各模塊相對獨(dú)立。將這些模塊配置到不同的系統(tǒng)中，即可實(shí)現(xiàn)不同的功能，其系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。前兩部分為硬件部分，后三部分軟件可在Windows XP平臺下，用VB編寫界面，而用VC編寫處理部分。
4 系統(tǒng)功能
本系統(tǒng)由實(shí)時(shí)心電數(shù)據(jù)采集與顯示、HRV分析、游戲矯正程序等部分構(gòu)成。
4．1 實(shí)時(shí)心電數(shù)據(jù)的采集與顯示
心電信號(ECG)經(jīng)心電放大器放大、濾波及50Hz工頻陷波后送入A／D轉(zhuǎn)換器，圖2所示是本系統(tǒng)的心電數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理電路。本系統(tǒng)采用阿爾泰公司的USB2010AD多功能接口板對經(jīng)過處理的ECG信號進(jìn)行采樣，采樣速率為1000 Hz 。在數(shù)據(jù)采集的同時(shí)，ECG波形即在屏幕上實(shí)時(shí)顯示，數(shù)據(jù)采集時(shí)間也同時(shí)顯示在屏幕上，并可由用戶自已控制采集時(shí)間的長短。根據(jù)HRV分析的需要，數(shù)據(jù)采集時(shí)間最好在30分鐘以上。
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