一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统

本发明涉及嗅觉刺激系统，具体为一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统。背景技术：1、抑郁障碍是一种常见且异质的精神障碍，是造成非致命健康损失的最大元凶，目前，针对重度抑郁障碍的治疗主要包括药物治疗、心理干预和物理治疗三大类方法。在抑郁障碍的药物治疗研究中，近50％的患者存在服用抗抑郁药物后复发的问题，大约30％的重度抑郁障碍患者对任何药物完全没有反应；心理干预对治疗师有很高的要求，且要求患者具有一定水准的认知能力，因此局限性较大；物理治疗，主要包括电休克、经颅电刺激、经颅磁刺激、迷走神经刺激和深部脑刺激等神经调控治疗，在治疗重度抑郁障碍中展现了很好的应用前景。2、研究发现，嗅觉是唯一一种大脑直接与外部环境相联系的感觉，而大脑边缘系统与嗅觉的关系也是最直接的，动物和人体实验表明，嗅闻气味剂或芳香物质可以对抑郁或负面情绪起到缓解作用，且可通过脑电图对嗅觉刺激诱发的情绪进行识别，通过嗅觉刺激诱发抑郁障碍患者脑电变化，通过脑电信号分析识别抑郁缓解程度，并将此识别结果反馈给嗅觉刺激控制器，从而形成针对抑郁障碍的闭环嗅觉刺激方法。3、专利zl201910732186.2发明了一种针对不同患者的个体化差异而实行的虚拟现实(vr)、听觉刺激协同嗅觉刺激治疗儿童自闭症的方法，在众多芳香类提取物中筛选出了紫苏提取物和丁香酚作为嗅觉刺激源，该方法主要针对儿童自闭症的嗅觉刺激，无法针对广泛抑郁障碍对象；侧重嗅觉刺激源的提取，但不涉及嗅觉刺激器参数的调控方法。4、专利202011364249.2提出了一种基于嗅觉刺激的脑电图(eeg)采集和情感识别方法及其系统，包括：实验范式设计、数据采集模块、预处理模块、特征提取模块、分类识别模块，该发明确认嗅觉刺激可以更为强烈的诱发受试者的情感，但不涉及情绪的嗅觉刺激调控。5、专利zl202110544129.9发明了一种多路无串扰的气味刺激器及基于该气味刺激器的刺激方法，提出了一种嗅觉脑机接口刺激范式，实现了嗅觉刺激与脑机接口的有效结合，但不涉及任何场景下的嗅觉刺激调控。6、专利202111089976.7发明了一种适用于嗅觉刺激的同步方法及嗅觉刺激器，该发明以不同刺激气体的流量为计算依据，同步每种刺激气体流通时间，但不涉及任何场景下的嗅觉刺激调控。7、因此，针对上述问题提出一种针对抑郁障碍患者设计的独特的闭环嗅觉刺激调控方法。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统，包括2、嗅觉刺激模块：所述嗅觉刺激模块向用户输入气味，采用双随机嗅觉刺激范式，获得皮层脑电信号；3、嗅觉诱发脑电特征提取模块：与嗅觉刺激模块连接，通过采集的皮层脑电信号，提取嗅觉诱发脑电特征；4、抑郁障碍状态检测模块：与嗅觉诱发脑电特征提取模块连接，通过嗅觉诱发脑电特征，评估抑郁障碍程度和状态；5、嗅觉刺激智能调控模块；分别与抑郁障碍状态检测模块和嗅觉刺激模块连接，通过检测到的抑郁障碍状态，采用智能调控策略，自适应输出嗅觉刺激的参数，调节控制器，实现对抑郁障碍状态的闭环调控。6、优选的，所述嗅觉刺激模块中刺激参数包括气味种类、气味强度、刺激时长和刺激频率，具体为：7、气味种类包含愉悦气味和唤醒气味；8、气味强度指单位时间内释放的气味量大小，与气味种类和浓度相关；9、刺激时长是指释放气味的时间长度，考虑到被试者在呼气相释放气味的效果不明显，所以一般被试者吸气相释放气味，呼气相不释放；假设每一个吸气相的持续时间相等，记为t，如果在n个连续吸气相释放气味，则刺激时长可以表示为nt；10、刺激频率：假设一个周期内，刺激时长即释放气味的时长为nt，不释放气味的时长为mt，则刺激频率可以表示为nt/(mt+nt)。11、优选的，所述智能调控策略基于用户抑郁程度状态与奖励信息，获得最优策略，向嗅觉刺激参数发出动作指令，具体步骤为：12、步骤1：初始化q表，设定初始学习率、奖励折扣因子、探索概率和最大迭代次数；13、步骤2：获取当前时刻用户的抑郁程度，根据贪心策略确定嗅觉刺激参数，嗅觉刺激智能体执行设定值至下一时刻；14、步骤3：监测此时刻用户的抑郁程度，计算获得的奖励并更新q表；15、步骤4：判断学习是否完成，若已达到最大迭代次数则说明学习完成，获得最优策略，若未达到最大迭代次数则说明学习未完成，重复步骤2和步骤3。16、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本发明首次提出了基于闭环的嗅觉刺激调控抑郁障碍的思想，考虑到不同的抑郁障碍患者的脑电信号情况有别，提出的闭环调控方法可以针对不同的抑郁障碍被试者进行个性化地闭环嗅觉刺激，实现因人而异的个性化辩证调控，从而达到最佳的调控效果。技术特征：1.一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统，其特征在于：包括2.根据权利要求1所述的一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统，其特征在于：所述嗅觉刺激模块中刺激参数包括气味种类、气味强度、刺激时长和刺激频率，具体为：3.根据权利要求1所述的一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统，其特征在于：所述智能调控策略基于用户抑郁程度状态与奖励信息，获得最优策略，向嗅觉刺激参数发出动作指令，具体步骤为：技术总结本发明公开了一种用于抑郁障碍状态调节的闭环嗅觉刺激系统，所述系统包括：嗅觉刺激模块、嗅觉诱发脑电特征提取模块、抑郁障碍状态检测模块、嗅觉刺激智能调控模块，所述嗅觉刺激模块：向用户输入气味，采用双随机嗅觉刺激范式，获得皮层脑电信号；所述嗅觉诱发脑电特征提取模块：与嗅觉刺激模块连接，通过采集的皮层脑电信号，提取嗅觉诱发脑电特征；所述抑郁障碍状态检测模块：与嗅觉诱发脑电特征提取模块连接，通过嗅觉诱发脑电特征，评估抑郁障碍程度和状态；所述嗅觉刺激智能调控模块：与抑郁障碍状态检测模块连接。本发明可以针对不同的抑郁障碍被试者进行个性化地闭环嗅觉刺激，实现因人而异的个性化辩证调控。技术研发人员：孟庆浩,靳荔成,侯惠让受保护的技术使用者：天津大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15