基于Android平台的注意力监测系统研究与实现

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注意缺陷多动障碍(ADHD)是一种常见于儿童期和青少年时期的精神疾病,严重影响儿童和青少年的生理、心理发育,而脑电生物反馈治疗便是近年来兴起的治疗ADHD的一种非药物手段。该疗法与中枢神经兴奋剂的疗效相当,且不存在药物治疗产生的副作用和依赖性,正越来越受到基础医学和临床医学研究者的重视。但脑电生物反馈治疗的相关研究大多局限于临床实验,且偏向理论算法,治疗所需设备价格也十分昂贵,再加上得到的数据需要专业人士才能解读,使得这种优秀的治疗手段很难推广。因此,研究和实现一款成本低廉、小巧便携、读取简单的脑电注意反馈系统具有十分重要的实际意义。本文研制一款基于Android平台的注意力监测系统,具有注意力相关脑电的识别、被试注意力的实时监测和反馈等功能。首先,本文分析了注意力相关脑电常用的实验设计方法和分析方法,设计了基于Think Gear AM的脑电采集系统,在Android平台上进行了注意力监测软件的界面设计、事件响应设计并实现了蓝牙接收、频谱变换、BP神经网络和实时显示四个功能模块。接着,本文给出了注意力相关脑电分类问题的求解流程,设计并进行了注意力相关脑电实验,对采集到的实验数据进行预处理并提取了脑电各节律能量比值等五个特征参量。基于BP神经网络的结构和算法,本文提出了一种脑电多特征参数非线性分析方法,并利用提取的脑电特征向量矩阵对BP神经网络进行训练,经测试,该网络对注意力相关脑电的最高识别准确率为77.5%。最后结果表明,本文研制的基于Android平台的注意力监测系统,简单便携、成本低廉、显示直观,对脑电生物反馈治疗手段的推广具有积极的意义。此外,本文对近年来出现ADHD冥想疗法进行调研和探究,通过对冥想疗法进行相关脑激活文献的收集、筛选以及分类,以及对文献中相应脑区激活点进行激活似然估计元分析,从脑成像的角度阐述冥想疗法的机理,并论证其对ADHD的作用。
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