石墨烯眼動(dòng)片及穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于醫(yī)療器械，具體涉及一種石墨烯眼動(dòng)片及穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié) 儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 眼睛是我們信息加工過(guò)程中最重要的信息輸入系統(tǒng)。通過(guò)研究眼睛的這些運(yùn)動(dòng)， 研究者可以對(duì)人的認(rèn)知活動(dòng)規(guī)律加以探索。為了準(zhǔn)確記錄人的眼球運(yùn)動(dòng)過(guò)程，心理學(xué)家以 及其他有關(guān)專(zhuān)家一直致力開(kāi)發(fā)眼動(dòng)記錄技術(shù)。早期的眼動(dòng)研究主要采用觀察法和機(jī)械記錄 法等。觀察法的誤差很高，機(jī)械記錄法包括頭部支點(diǎn)杠桿法、氣動(dòng)方法、角膜吸附環(huán)狀物法 等多種形式。觀察法簡(jiǎn)便易行，但結(jié)果不精確，只能對(duì)眼動(dòng)進(jìn)行比較粗略的研究。而機(jī)械記 錄法則裝置復(fù)雜，使用起來(lái)十分麻煩，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性也較低。因此，研究者一直在尋找更 有效、準(zhǔn)確而又簡(jiǎn)便的測(cè)量方法。
[0003] 20世紀(jì)60年代之后，眼動(dòng)的記錄主要采用瞳孔和角膜反射的視頻記錄法?，F(xiàn)在全 世界已經(jīng)有幾十家生成眼動(dòng)儀的廠家。盡管?chē)?guó)內(nèi)在研制眼動(dòng)儀方面取得了一定的成績(jī)，例 如20世紀(jì)80年代末，中國(guó)科學(xué)院上海生理研究所的張名魁和孫復(fù)川研制了外光電反射眼 動(dòng)測(cè)量技術(shù)；20世紀(jì)90年代，西安電子科技大學(xué)研制了頭盔式眼動(dòng)儀。但國(guó)內(nèi)科研機(jī)構(gòu)使 用的眼動(dòng)儀主要依賴國(guó)外進(jìn)口。目前國(guó)內(nèi)使用較多的有加拿大SR公司生成的EyelinkII 和Eyelink2000型眼動(dòng)儀；美國(guó)應(yīng)用科學(xué)實(shí)驗(yàn)室（ASL)生成的H6型和L6型眼動(dòng)儀；瑞典 Tobii公司生成的T60和T120型眼動(dòng)儀；德國(guó)SMI公司生成的iViewXRED型眼動(dòng)儀。這 些眼動(dòng)儀都采用角膜反射法進(jìn)行眼動(dòng)記錄。
[0004] 目前，市面上流行的主流眼動(dòng)儀器主要是：SR公司生成的Eyelink眼動(dòng)儀和瑞典 Tobii公司生成的眼動(dòng)儀是目前用戶考慮較多的兩個(gè)品牌。但Tobii眼動(dòng)儀在實(shí)驗(yàn)精確度 要求較高的實(shí)驗(yàn)中容易出錯(cuò)（有些實(shí)驗(yàn)中某些志愿者佩戴眼鏡，框架眼鏡的鏡片反光會(huì)干 擾角膜反光。）。SR公司的EyelinkII是一款目前采樣率最高的頭戴式眼動(dòng)追蹤系統(tǒng)，其 米樣率可尚達(dá)500Hz，但價(jià)格昂貴。
[0005] 因此，有必要開(kāi)發(fā)一種新的石墨烯眼動(dòng)片及穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種石墨烯眼動(dòng)片及穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀，能提供光 刺激和節(jié)拍器兩種激發(fā)模式，并能對(duì)眼動(dòng)反應(yīng)予以及時(shí)分析。
[0007]本實(shí)用新型所述的石墨烯眼動(dòng)片，所述石墨烯眼動(dòng)片包括柔性襯底，設(shè)置在柔性 襯底上的石墨烯納米墻，以及設(shè)置在石墨烯納米墻上且用于輸入/輸出電信號(hào)的第一電極 和第二電極。
[0008]所述柔性襯底采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0009]本實(shí)用新型所述的穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀，包括I/O轉(zhuǎn)換器、下位機(jī)、CPLD模塊、 上位機(jī)、LED燈、聲音節(jié)拍器以及本實(shí)用新型所述的石墨烯眼動(dòng)片；
[0010] 所述上位機(jī)用于選擇眼動(dòng)調(diào)試類(lèi)型和設(shè)置參數(shù)，并基于所選擇的眼動(dòng)調(diào)試類(lèi)型及 設(shè)置的參數(shù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令；
[0011] 所述下位機(jī)與上位機(jī)連接，下位機(jī)接收上位機(jī)所發(fā)送的控制指令；
[0012] 所述LED燈與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制LED燈輸出 對(duì)應(yīng)的光源；
[0013] 所述聲音節(jié)拍器與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制聲音節(jié) 拍器輸出對(duì)應(yīng)的節(jié)拍；
[0014] 所述CPLD模塊與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制CPLD模 塊輸出連續(xù)的脈沖信號(hào)；
[0015] 所述石墨稀眼動(dòng)片的第一電極與CPLD模塊連接，第二電極與I/O轉(zhuǎn)換器連接，接 收所述CPLD模塊所輸出的脈沖信號(hào)并將兩電極間的阻抗變化信息調(diào)制到脈沖信號(hào)上；
[0016] 所述I/O轉(zhuǎn)換器與下位機(jī)連接，下位機(jī)基于上位機(jī)所發(fā)出的控制指令控制I/O轉(zhuǎn) 換器采集電極阻抗調(diào)制后的載波信號(hào)，并將該載波信號(hào)輸入給上位機(jī)；
[0017] 所述上位機(jī)對(duì)該載波信號(hào)進(jìn)行分析，并輸出眼動(dòng)方向、眼動(dòng)次數(shù)、眼動(dòng)幅度、眼動(dòng) 波寬以及眼動(dòng)反應(yīng)正確率。
[0018] 所述下位機(jī)采用宏晶系列單片機(jī)STC89C52;所述CPLD模塊采用Altera公司的 EPM7128SLC84-15。
[0019] 本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] (1)能夠準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)分析出眼動(dòng)的方向，眼動(dòng)的次數(shù)，眼動(dòng)的波幅和波寬以及眼動(dòng) 反應(yīng)正確率；同時(shí)可以根據(jù)上位機(jī)附帶的抑郁、焦慮、創(chuàng)傷應(yīng)激障礙、狀態(tài)-特質(zhì)自評(píng)量表 等可量化評(píng)判使用者此時(shí)的心理狀態(tài)，有助于心理治療師或者咨詢師處理具有焦慮、恐懼 和創(chuàng)傷應(yīng)激等心理問(wèn)題的求助者，同時(shí)也可以在面對(duì)受災(zāi)或者大型應(yīng)激事件中，可通過(guò)專(zhuān) 業(yè)人士簡(jiǎn)單指導(dǎo)和應(yīng)急訓(xùn)練即可實(shí)現(xiàn)批量受災(zāi)人群的心理自助，以及具有一定自控力的心 理求助者可實(shí)施自我心理治療和普通人緩解壓力的自我心理調(diào)適。
[0021] (2)由于石墨烯眼動(dòng)片直接粘貼在測(cè)試者的上眼皮上，充分發(fā)揮其柔性傳感作用， 不會(huì)受到其他外界因素的影響，故測(cè)試的正確率高；
[0022] (3)操作簡(jiǎn)單，且成本較低。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本實(shí)用新型所述的石墨烯眼動(dòng)片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2為本實(shí)用新型所述的穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀的原理框圖；
[0025] 圖3為本實(shí)用新型的電路圖；
[0026] 圖4為上位機(jī)輸出的測(cè)試者上下眼動(dòng)的記錄圖形；
[0027] 圖5為上位機(jī)輸出的測(cè)試者左右眼動(dòng)的記錄圖形；
[0028] 圖6為測(cè)試者咨詢前未眼動(dòng)脫敏生理-心理數(shù)據(jù)圖；
[0029] 圖7為經(jīng)過(guò)4次眼動(dòng)脫敏后求助者生理-心理數(shù)據(jù)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031] 如圖1所示的石墨烯眼動(dòng)片，所述石墨烯眼動(dòng)片包括柔性襯底ld，設(shè)置在柔性襯 底Id上的石墨烯納米墻la，以及設(shè)置在石墨烯納米墻la上且用于輸入/輸出電信號(hào)的第 一電極lb和第二電極lc。所述柔性襯底Id采用聚二甲基硅氧烷制成。
[0032] 石墨烯是一種由sp2雜化碳原子通過(guò)共價(jià)鍵連接形成的平面六方晶格材料，它可 以翹曲成零維的富勒烯，卷成一維的碳納米管或者其他平面形狀，同時(shí)具有可調(diào)的帶隙，室 溫霍爾效應(yīng)，極高的機(jī)械強(qiáng)度彈性和熱傳導(dǎo)性，極快的電子傳輸，良好的靈活性和生物相容 性等。
[0033] 石墨烯納米墻la是結(jié)構(gòu)化的多層石墨烯，研究發(fā)現(xiàn)石墨烯納米墻的電阻對(duì)基底 的振動(dòng)非常敏感。石墨烯納米墻la具有較高的比表面積，是優(yōu)秀的電極材料。由于眼珠的 運(yùn)動(dòng)會(huì)引起柔性襯底Id的微小形變，從而導(dǎo)致石墨烯納米墻la敏感層的電阻發(fā)生改變，使 得通過(guò)電極的電流或電壓信號(hào)也隨之發(fā)生變化，因此可以通過(guò)電信號(hào)的變化來(lái)感知眼珠的 運(yùn)動(dòng)情況。
[0034] 如圖2所示，本實(shí)用新型所述的穿戴式眼動(dòng)心理調(diào)節(jié)儀，包括I/O轉(zhuǎn)換器2、下位 機(jī)3、CPLD模塊7、上位機(jī)6、LED燈4、聲音節(jié)拍器5以及本實(shí)用新型所述的石墨烯眼動(dòng)片 1。所述上位機(jī)6用于選擇眼動(dòng)調(diào)試類(lèi)型和設(shè)置參數(shù)，并基于所選擇的眼動(dòng)調(diào)試類(lèi)型及設(shè)置 的參數(shù)生成對(duì)應(yīng)的控制指令。所述下位機(jī)3與上位機(jī)6連接，下位機(jī)3接收上位機(jī)6所發(fā) 送的控制指令。所述LED燈4與下位機(jī)3連接，下位機(jī)3基于上位機(jī)6所發(fā)出的控制指令 控制LED燈4輸出對(duì)應(yīng)的光源。所述聲音節(jié)拍器5與下位機(jī)3連接，下位機(jī)3基于上位機(jī)6 所發(fā)出的控制指令控制聲音節(jié)拍器5輸出對(duì)應(yīng)的節(jié)拍。所述CPLD模塊7與下位機(jī)3連接， 下位機(jī)3基于上位機(jī)6所發(fā)出的控制指令控制CPLD模塊7輸出連續(xù)的脈沖信號(hào)。所述石 墨烯眼動(dòng)片1的第一電極lb與CPLD模塊7連接，第二電極lc與I/O轉(zhuǎn)換器2連接，接收 所述CPLD模塊7所輸出的脈沖信號(hào)并將兩電極間的阻抗變化信息調(diào)制到脈沖信號(hào)上。所 述I/O轉(zhuǎn)換器2與下位機(jī)3連接，下位機(jī)3基于上位機(jī)6所發(fā)出的控制指令控制I/O轉(zhuǎn)換 器2采集電極阻抗調(diào)制后的載波信號(hào)，并將該載波信號(hào)輸入給上位機(jī)6。所述上位機(jī)6對(duì)該 載波信號(hào)進(jìn)行分析，并輸出眼動(dòng)方向、眼動(dòng)次數(shù)、眼動(dòng)幅度、眼動(dòng)波寬以及眼動(dòng)反應(yīng)正確率。 同時(shí)可以根據(jù)上位機(jī)6附帶的焦慮、創(chuàng)傷應(yīng)激障礙、狀態(tài)-特質(zhì)自評(píng)量表等評(píng)判使用者此時(shí) 的心理狀態(tài)，從而有助于心理治療師、應(yīng)急訓(xùn)練批量處理心理問(wèn)題以及普通人的自我心理 調(diào)適所用。
[0035] 如圖3所示，本實(shí)用新型中所述下位機(jī)3采用宏晶系列單片機(jī)STC89C52;所述 CPLD模塊7采用Altera公司的EPM7128SLC84-15。LED燈4采用美國(guó)可瑞CREEXR系列大 功率LED燈珠；聲音節(jié)拍器5采用東莞華科東尼公司TW-266A節(jié)拍器。I/O轉(zhuǎn)換器2的恒流