一种VR环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统的

本发明属于人机交互和自闭症视觉功能筛查，具体涉及一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统。背景技术：1、自闭症谱系障碍(autism spectrum disorder，简称asd或自闭症)主要临床行为表征为社交沟通障碍、狭隘兴趣和重复刻板行为以及异常的感觉响应。2、感觉异常是自闭症的一个突出特征，其中3-6岁自闭症儿童中存在感觉异常现象的比例高达95％，涉及几乎全部感觉模态，包括视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉以及本体觉；对特定声音过度敏感、对母亲呼唤缺乏回应、缺乏眼神交流等感觉症状往往是自闭症儿童最先引起家长注意的异常表现；现有研究表明，自闭症患者存在视觉环绕抑制机制的异常，在面对环境输入的大量视觉信息时，对背景干扰信息的筛选过滤能力比健康人群要弱，导致他们对外界刺激的处理方式与典型发育的健康个体有所不同，使患者更容易产生感知错乱、信息混淆以及注意力分散，与临床观察的行为症状之间存在相关性，因此，对自闭症患者的视觉环绕抑制功能进行量化评估，可以作为自闭症临床筛查诊断的一种新手段；然而目前对于视觉环绕抑制功能的评估主要根据被试的主观报告，其有效性和准确性难以得到保证，亟需开发更加客观可靠的量化评估工具。技术实现思路1、本发明的目的在于提供一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，使用精确的神经生理电信号检测自闭症人群视觉功能异常，解决目前缺乏普遍接受的筛查工具、高度依赖专业人员主观判断的问题；基于可穿戴vr设备和脑电头环，保证本发明的便携实用性，增强对低年龄段儿童的适用性。2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，包括3、vr刺激呈现模块：使用可穿戴vr头显向使用者呈现所设计的视觉环绕抑制刺激；4、脑电采集传输模块：通过便携式脑电智能头环采集用户的实时脑电数据，并向外进行无线传输；5、数据同步模块：将vr刺激时间与脑电头环采集的时序信号进行同步对齐，便于后续数据分析处理；6、数据处理模块：对采集的脑电数据进行预处理，量化评估诱发的ssvep幅值，并通过所开发的多级任务相关成分评估算法，提取环绕抑制脑电特征进行评估。7、作为本发明的一种优选的技术方案，所述vr刺激呈现模块包括头戴式vr显示器和刺激界面，其中刺激界面包括前景闪烁刺激和静态背景两个部分。8、作为本发明的一种优选的技术方案，所述前景闪烁刺激包括5个具有雪花状图案的圆形闪烁键，环绕分布于界面正中央“+”号周围，以20hz固定频率闪烁，诱发使用者具有ssvep成分的脑电信号；所述静态背景可呈现雪花图案和空白两种状态，分别对应有/无背景抑制两种测试条件。9、作为本发明的一种优选的技术方案，所述脑电智能头环采用贴片干电极采集方式，可通过涂抹生理盐水和磨砂膏降低皮肤于电极之间的阻抗，可灵活贴于前额和/或枕叶位置。10、作为本发明的一种优选的技术方案，所述脑电采集传输模块可通过头环松紧带灵活布置于10-20电极分布规则下的视觉枕叶通道oz、o1和o2所在位置，实现对视觉枕叶脑区的覆盖。11、作为本发明的一种优选的技术方案，基于多级空间滤波的任务相关成分分析算法，通过优化同类刺激条件下的ssvep成分提取效率，强化不同刺激条件下提取ssvep之间的差异，提高环绕抑制检测精度。12、作为本发明的一种优选的技术方案，对多种刺激诱发的脑电信号分别构建空间滤波器，可实现对同类刺激条件下ssvep特征成分的高效提取。13、作为本发明的一种优选的技术方案，所述数据同步模块接收来自vr刺激呈现模块的刺激时间戳和来自脑电采集传输模块的实时脑电数据，将二者进行同步对齐，并通过无线方式传输至数据处理模块。14、作为本发明的一种优选的技术方案，对采集的脑电数据进行预处理，包括滤波，降噪，去眼电步骤。15、作为本发明的一种优选的技术方案，所述数据处理模块包括脑电信号预处理模块、特征提取模块、特征选择模块、稳态视觉诱发电位量化评估模块、环绕抑制量化评估模块。16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：17、1)本发明公开的vr环境下基于稳态视觉诱发电位的可穿戴自闭症筛查系统较现有筛查方法的一大优势在于引入脑机接口和脑信号解码算法实现了对视觉环绕抑制的量化评估；相比于过往依赖主观量表的筛查方式，本发明公开的方法具备良好的客观性；18、2)本发明公开的视觉环绕抑制脑电解码算法相较于现有技术可以更好地识别有/无背景干扰情况下的诱发ssvep幅值，实现对环绕抑制效果更精准的评估；19、3)本发明公开的可穿戴vr+脑电智能头环集成系统具有佩戴方便、成本可控、无需洗头、无线传输等诸多优势，可用来实现脑电指标的轻量化检测；使用过程中用户只需注释屏幕中心，简单明了，事先不需要经过训练，在临床场景中具有重要应用潜力。技术特征：1.一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：包括vr刺激呈现模块：使用可穿戴vr头显向使用者呈现所设计的视觉环绕抑制刺激；2.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述vr刺激呈现模块包括头戴式vr显示器和刺激界面，其中刺激界面包括前景闪烁刺激和静态背景两个部分。3.根据权利要求2所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述前景闪烁刺激包括5个具有雪花状图案的圆形闪烁键，环绕分布于界面正中央“+”号周围，以20hz固定频率闪烁，诱发使用者具有ssvep成分的脑电信号；所述静态背景可呈现雪花图案和空白两种状态，分别对应有/无背景抑制两种测试条件。4.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述脑电智能头环采用贴片干电极采集方式，可通过涂抹生理盐水和磨砂膏降低皮肤于电极之间的阻抗，可灵活贴于前额和/或枕叶位置。5.根据权利要求4所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述脑电采集传输模块可通过头环松紧带灵活布置于10-20电极分布规则下的视觉枕叶通道oz、o1和o2所在位置，实现对视觉枕叶脑区的覆盖。6.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：基于多级空间滤波的任务相关成分分析算法，通过优化同类刺激条件下的ssvep成分提取效率，强化不同刺激条件下提取ssvep之间的差异，提高环绕抑制检测精度。7.根据权利要求6所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：对多种刺激诱发的脑电信号分别构建空间滤波器，可实现对同类刺激条件下ssvep特征成分的高效提取。8.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述数据同步模块接收来自vr刺激呈现模块的刺激时间戳和来自脑电采集传输模块的实时脑电数据，将二者进行同步对齐，并通过无线方式传输至数据处理模块。9.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：对采集的脑电数据进行预处理，包括滤波，降噪，去眼电步骤。10.根据权利要求1所述的一种vr环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，其特征在于：所述数据处理模块包括脑电信号预处理模块、特征提取模块、特征选择模块、稳态视觉诱发电位量化评估模块、环绕抑制量化评估模块。技术总结本发明公开了一种VR环境下的可穿戴自闭症视觉功能筛查系统，包括VR刺激呈现模块：使用可穿戴VR头显向使用者呈现所设计的视觉环绕抑制刺激；脑电采集传输模块：通过便携式脑电智能头环采集用户的实时脑电数据，并向外进行无线传输；数据同步模块：将VR刺激时间与脑电头环采集的时序信号进行同步对齐，便于后续数据分析处理；本发明的有益效果是：本发明公开的VR环境下基于稳态视觉诱发电位的可穿戴自闭症筛查系统较现有筛查方法的一大优势在于引入脑机接口和脑信号解码算法实现了对视觉环绕抑制的量化评估；相比于过往依赖主观量表的筛查方式，本发明公开的方法具备良好的客观性。技术研发人员：黄骐云,张欣,陈迪受保护的技术使用者：人工智能与数字经济广东省实验室（广州）技术研发日：技术公布日：2024/8/16