生理反饋系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種生理反饋系統(tǒng)，特別涉及一種結(jié)合生理信息實時反饋以及呼吸調(diào)控的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，越來越多的研究著重于人體如何通過自我意識調(diào)控的方式而影響身體的運作系統(tǒng)，以達到改善身心健康的效果，例如，生理反饋(b1feedback)(包括神經(jīng)生理反饋(neurofeedback))、冥想(meditat1n)、呼吸訓(xùn)練(breath training)等皆是目前已獲大量研究結(jié)果支持，且亦有越來越多人使用的方法。
[0003]其中，生理反饋是一種人體為了改善健康及效能等目的而學(xué)習(xí)如何改變生理活動的學(xué)習(xí)程序，在此程序中，人體中可通過意識，例如，思考、情緒、以及行為，改變的生理活動，例如，腦波，心率、呼吸、肌肉活動或皮膚溫度等，會通過儀器進行監(jiān)測，且儀器快速且準(zhǔn)確的將信息反饋給受試者，由于此信息與所欲實現(xiàn)的生理改變有關(guān)，因此，受試者在獲得信息后，就可據(jù)以而進行自我意識調(diào)控，加強所需的生理反應(yīng)。
[0004]另外，靜坐冥想的常見方式是:集中注意力、正念(mindfulness)以及慈悲心與愛，主要皆涉及自我意識控制。靜坐冥想的目的和臨床心理學(xué)、精神醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)以及教育的許多目標(biāo)一致，越來越多的研究結(jié)果顯示，靜坐冥想可能有助于舒緩抑郁癥和慢性疼痛癥狀，并且有利于提升整體的幸福感。
[0005]此外，亦有越來越多的科學(xué)證據(jù)顯示，靜坐冥想期間進行的自我意識調(diào)控可以改變大腦的功能性回路，并產(chǎn)生對心靈、大腦以及整個身體都有益處的效果，許多神經(jīng)科學(xué)家亦已開始通過觀察靜坐冥想期間的大腦反應(yīng)而了解冥想對于人體所造成的影響。而這在某種程度上即類似于所謂的神經(jīng)生理反饋(neurofeedback)，只是，進行神經(jīng)生理反饋時，與進行生理反饋一樣，會實時地將腦部活動的信息提供予使用者。
[0006]由上可知，當(dāng)涉及通過人體自身的調(diào)控機制而達到改進身心健康的效果時，最重要地是使用者必須集中注意力，以幫助自我意識調(diào)控的進行，因此，當(dāng)注意力更容易集中時，自我意識調(diào)控所帶來的效果自然更容易實現(xiàn)。
[0007]—般在需要集中注意力的靜坐冥想過程中，通常會強調(diào)冥想者必須專注于呼吸的韻律，尤其在出現(xiàn)心思游移時，必須將注意力重新集中在一吸一吐的呼吸韻律上，因此，專注于呼吸韻律是已知可提升注意力的方法。
[0008]呼吸在一般沒有意識介入的情形下，呼吸是受自律神經(jīng)系統(tǒng)控制，會自動地根據(jù)身體需求而調(diào)節(jié)呼吸速率以及深度等，而另一方面，呼吸亦可受意識控制，在有限的范圍內(nèi)，人體可以自行控制呼吸速率以及深度等，故已有研究顯示，可通過控制呼吸的方式而影響交感神經(jīng)以及副交感神經(jīng)的平衡，一般的情形是，呼氣期間會增加副交感神經(jīng)活性，減緩心跳，吸氣期間則相反。
[0009]因此，當(dāng)需要集中注意力而專注于呼吸韻律時，除了可因?qū)⒆⒁饬貧w到呼氣與吐氣的韻律而達到專心及穩(wěn)定的效果外，亦同時間會對自身的自律神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，此時，只要呼吸對自律神經(jīng)系統(tǒng)的影響與進行生理反饋、神經(jīng)生理反饋或冥想的目標(biāo)一致時，例如，放松身心，則就可很自然地由于增加對呼吸進行控制而讓生理反饋的效果更上一層樓，達到相輔相成的效果。
[0010]也由于呼吸介于意識與非意識控制間的特性，呼吸訓(xùn)練同樣被視為是一種可因影響人體運作而達到改善身心效果的程序。一般而言，呼吸訓(xùn)練是通過意識而調(diào)整自身呼吸的過程，舉例而言，常見的一種呼吸訓(xùn)練方式是布泰科呼吸訓(xùn)練(Buteyko breathingtechnique)，其主張通過進行鼻部呼吸、且以意識控制而使呼吸速率或呼吸量降低的呼吸方法，可對因呼吸速度增加或過度換氣所造成的疾病，例如，哮喘，或是其他呼吸相關(guān)疾病，例如，睡眠呼吸中止，具有治療效果。
[0011]另外，呼吸訓(xùn)練亦可在具有外部導(dǎo)引信號的情形下進行，通常，導(dǎo)引信號的作用在于導(dǎo)引使用者的呼吸，例如，導(dǎo)引呼吸速率，及/或呼氣與吐氣時間比等，而根據(jù)目的的不同，導(dǎo)引信號的內(nèi)容亦可有所改變，例如，在進行布泰科呼吸訓(xùn)練時，導(dǎo)引信號可提供較慢的呼吸速率，以符合其訓(xùn)練目標(biāo)。
[0012]一般在呼吸訓(xùn)練過程中，使用者多只專注于進行呼吸的調(diào)整，但既然呼吸訓(xùn)練的目的亦在于改善身心健康，因此，若可在呼吸訓(xùn)練過程中提供使用者有關(guān)其生理狀態(tài)的實時信息，以讓使用者知道呼吸調(diào)整的進行是否朝向預(yù)期的目標(biāo)前進，相信將可有助于進一步提升呼吸訓(xùn)練的效率，達到事半功倍的效果。
[0013]因此，確實有需要發(fā)展出一種新穎的系統(tǒng)，可在使用者通過自我意識控制而進行生理反饋、冥想、或神經(jīng)生理反饋時，提供進一步進行呼吸調(diào)整的依據(jù)，以使呼吸對改善身心健康的影響可同時被展現(xiàn)出來，進而相輔相成地讓可實現(xiàn)的效果更上層樓。
[0014]另外，當(dāng)以呼吸訓(xùn)練為基礎(chǔ)時，同樣可通過讓使用者實時得知自身的生理狀態(tài)的方式，而讓使用者可在進行呼吸訓(xùn)練的同時通過自我意識的調(diào)控而改變其呼吸行為或其他生理狀態(tài)，進一步提升訓(xùn)練的效果。
【實用新型內(nèi)容】
[0015]本實用新型的一目的在于提供一種生理反饋系統(tǒng)，用以提供呼吸導(dǎo)引信號及腦部活動信息，以作為使用者在一神經(jīng)生理反饋訓(xùn)練區(qū)段中自適應(yīng)腦部功能的基礎(chǔ)，進而達成一神經(jīng)生理反饋回路，該系統(tǒng)包括:
[0016]—穿戴式生理感測裝置，具有至少二腦電電極，設(shè)置在該使用者頭上、對應(yīng)于特定大腦皮質(zhì)位置的取樣點上，以取得腦電信號；以及
[0017]—可感知信號產(chǎn)生源，用以產(chǎn)生包括一第一信息以及一第二信息的一可感知信號，
[0018]其中，在該神經(jīng)生理反饋訓(xùn)練區(qū)段中:
[0019]該腦電信號經(jīng)過一預(yù)設(shè)演算式的計算而得出一相關(guān)使用者腦部活動的信息；
[0020]該可感知信號通過該第一信息表現(xiàn)該呼吸導(dǎo)引信號，以及通過該第二信息表現(xiàn)該相關(guān)使用者腦部活動的信息，以提供予使用者；以及
[0021]該使用者根據(jù)該第一信息而進行一呼吸行為模式，以及根據(jù)該第二信息而進行一自我意識調(diào)控，以達成對腦部功能的影響。
[0022]其中，該相關(guān)使用者腦部活動的信息進一步作為調(diào)整該呼吸導(dǎo)引信號的基礎(chǔ)。
[0023]其中，該腦電信號進一步進行分析，以取得相關(guān)使用者真實呼吸行為模式的信息，進而作為調(diào)整該呼吸導(dǎo)引信號的基礎(chǔ)。
[0024]其中，該呼吸導(dǎo)引信號構(gòu)建為在該神經(jīng)生理反饋訓(xùn)練區(qū)段中間歇性地提供予使用者。
[0025]其中，該可感知信號為視覺可感知信號，以及其中，該第一信息實施為發(fā)光強度變化，以及該第二信息實施為發(fā)光顏色變化。
[0026]其中，進一步包括一聽覺可感知信號，實施為由該穿戴式生理感測裝置或該可感知信號產(chǎn)生源所產(chǎn)生，以及。
[0027]其中，該聽覺可感知信號構(gòu)建為在該使用者的該呼吸行為模式與該呼吸導(dǎo)引模式不相符時被產(chǎn)生，以表現(xiàn)該呼吸導(dǎo)引信號。
[0028]其中，該可感知信號為聽覺可感知信號，以及其中，該第一信息實施為音量的強弱變化，以及該第二信息實施為音頻的高低變化。
[0029]其中，該可感知信號產(chǎn)生源實施為下列的其中之一，包括:獨立發(fā)光體，具顯示功能的裝置，具發(fā)聲功能的裝置，以及具顯示及發(fā)聲功能的裝置。
[0030]本實用新型的另一目的在于提供一種神經(jīng)生理反饋系統(tǒng)，其通過單一個可感知信號產(chǎn)生源提供實時的腦部活動信息以及呼吸導(dǎo)引信號，因此，使用者可通過跟隨呼吸導(dǎo)引信號而提高專注力，進一步提升神經(jīng)生理反饋所實現(xiàn)的效果。
[0031]本實用新型的另一目的在于提供一種生理反饋系統(tǒng)，其通過單一個可感知信號產(chǎn)生源提供實時的心跳變異率以及呼吸導(dǎo)引信號，以讓使用者在進行生理反饋程序期間，可根據(jù)得自心跳變異率的信息而進行自我意識調(diào)整，并通過跟隨呼吸導(dǎo)引信號，而讓生理反饋對自律神經(jīng)活動的影響效果獲得進一步的提升。
[0032]本實用新型的另一目的在于提供一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其通過單一個可感知信號產(chǎn)生源提供呼吸導(dǎo)引信號以及相關(guān)的呼吸行為的信息，以讓使用者可在得知自身的呼吸行為的情形下進行呼吸調(diào)控，有效地提升訓(xùn)練的效果。
[0033]本實用新型的另一目的在于提供一種呼吸訓(xùn)練系統(tǒng)，其通過單一個可感知信號產(chǎn)生源而提供呼吸導(dǎo)引信號以及相關(guān)呼吸時胸部/腹部起伏動作的信息，以讓使用者了解其否通過腹式呼吸的方式而進行呼吸訓(xùn)練。
[0034]本實用新型的另一目的在于提供一種影響生理狀態(tài)的系統(tǒng)，其通過單一發(fā)光體的發(fā)光強度提供使用者真實的呼吸模式以及發(fā)光顏色提供相關(guān)使用者生理狀態(tài)的信息，以作為使用者進行自我意識調(diào)控的基礎(chǔ)，進而達到影響生理狀態(tài)的效果。
[0035]本實用新型的在一目的在于提供一種影響生理狀態(tài)系統(tǒng)，其通過獨立發(fā)光體的發(fā)光強度變化提供呼吸導(dǎo)引信號，以及發(fā)光顏色變化提供相關(guān)使用者生理活動信息，以讓使用者在訓(xùn)練區(qū)段中，可方便地通過單一視覺產(chǎn)生源而獲得兩種信息。
【附圖說明】
[0036]圖1顯示根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)測量腦電信號時的可能實施實例；
[0037]圖2A-2D2顯示本實用新型的系統(tǒng)中，可感知信號產(chǎn)生源的可能實施實例；
[0038]圖3顯示根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)測量腦電信號時的另一可能實施實例；
[0039]圖4A-4C顯示根據(jù)本實用新型的較佳實施例，采用呼吸動作感測元件的生理反饋系統(tǒng)的實施示意圖；
[0040]圖5A-5C顯示根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)測量心電信號測量時可能實施實例；
[0041]圖6顯示根據(jù)本實用新型系的統(tǒng)測量腦電信號以及心率序列時的可能實施實例；以及
[0042]圖7顯示根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)測量皮膚電活動時的可能實施實例。
[0043]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0044]10 頭戴式腦電檢測裝置
[0045]12 發(fā)光體
[0046]14 耳戴結(jié)構(gòu)
[0047]20 呼吸動作感測元件
[0048]22 發(fā)光源
[0049]24 心電電極
[0050]30 穿戴式生理感測裝置
[0051]31 電極
[0052]32 殼體
[0053]34 智能手機
【具體實施方式】
[0054]本實用新型的系統(tǒng)的目的在于，將通過自我意識調(diào)整而影響生理狀態(tài)的程序以及呼吸調(diào)控兩者融和在同一個訓(xùn)練區(qū)段中，并通過與使用者間互動形成一反饋回路的方式而實現(xiàn)加成影響生理狀態(tài)的技術(shù)效果，故可廣泛應(yīng)用于生理反饋、神經(jīng)生理反饋、冥想、及/或呼吸訓(xùn)練等各種通過自我意識調(diào)控而影響生理狀態(tài)的程序，以讓該程序所實現(xiàn)的成效進一步獲得提升。
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