本发明属于抑郁障碍辅助治疗，具体为一种基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统。
背景技术：
1、抑郁是一种常见的情感障碍，对个体的生理和心理功能造成严重影响，对抑郁障碍进行有效筛查和及时干预治疗至关重要。
2、传统上，抑郁障碍等精神疾病的诊断主要依赖医生与患者的访谈与临床量表。然而，这些方法存在主观性强、耗时耗力等缺点。据柳叶刀杂志统计，全科医生抑郁障碍诊断的准确率仅为47.3％。因此，客观普适诊断工具的缺乏会导致抑郁症患者难以及时接受治疗和干预。
3、在人工智能时代，脑电图信号作为一种客观生理指标，已被广泛应用于情感障碍的检测和评估。选择与人类情感和认知功能强相关的前额叶脑电信号有助于提高检测的实时性和舒适性，并可以有效降低数据冗余和避免毛发区对脑电信号的干扰。因此，利用前额叶脑电信号进行抑郁障碍的辅助诊断是可行的。然而，要提取与抑郁障碍强相关的有效特征并建立准确的分类人工智能模型，需要高质量、大样本的脑电数据。传统的多通道脑电图设备体积庞大、操作复杂，加之多导联的脑电帽佩戴舒适性差，不适合抑郁障碍人群使用。因此，迫切需要开发一种便携、佩戴舒适、操作方便的可穿戴式前额叶脑电图采集设备，以提高抑郁障碍的诊断准确性、实时性和干预效果。同时，当前的研究缺乏对闭环音乐反馈疗法等非药物抑郁障碍辅助治疗方法的研究。
技术实现思路
1、有鉴于此，本发明旨在提供一种基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统。该系统通过可穿戴三导联脑电传感器对抑郁患者进行实时脑电评估，并设有音乐干预模块，能够利用实时脑电评估结果生成个性化的音乐干预方案，对抑郁障碍患者进行闭环辅助治疗，实现对抑郁障碍的实时评估和闭环干预。
2、实现本发明的技术方案如下：
3、一种基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，还包括闭环音乐干预模块；
4、所述闭环音乐干预模块，用于根据可穿戴式三导联脑电传感器检测的脑电信号变化，生成音乐干预方案，播放音乐进行干预；所述音乐干预模块的具体过程为：
5、令st表示第t时刻使用者听完音乐后的脑电信号，rt表示第t-1时刻与第t时刻的奖励程度，使用者听完音乐后的状态与目标状态的接近程度越高奖励值越大，mt代表从第t-1时刻到第t时刻的激励音乐；所述音乐干预模块采用cgan模型实现音乐生成；
6、在第t时刻，给定使用者当前脑电信号st和高斯分布噪声z作为输入，经过一个预训练的cgan网络，生成与目标相关的音乐mt；然后，将mt作为刺激材料激励使用者，使其状态从st转变为st+1，计算st和st+1与目标状态的接近程度，从而得到奖励rt+1；将rt+1作为新的条件重新输入至cgan网络，产生更新的音乐mt+1，以此交替更新状态和音乐，通过最大化奖励使得cgan网络生成的音乐对使用者的刺激逐渐逼近理想的目标状态。
7、进一步地，本发明所述cgan网络的生成器(generator)还包括音乐规则模块，所述音乐规则模块包含音乐规则约束，所述音乐规则模块计算生成音乐在所施加音乐规则约束下的损失函数，通过梯度下降法调整生成器神经元参数。
8、进一步地，本发明所述cgan网络对音乐的更新包括更新音乐的节奏、音调和/或旋律。
9、进一步地，本发明所述音乐干预模块采用耳机实现生成音乐的播放。
10、进一步地，本发明所述可穿戴式三导联脑电传感器，所采集的脑电信号特征包括：3个导联中功率谱密度的均值，第二导联中功率谱密度的最大值，第一和第三导联中功率谱密度的最小值，3个导联中的样本熵以及第一和第二导联中的瑞丽熵。
11、进一步地，本发明所述系统还包括pc上位机展示模块，一方面用于对采集的脑电信号进行展示，另一方面用于对播放音乐进行展示。
12、有益效果：
13、第一，本发明基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统包括闭环音乐干预模块，该模块旨在根据被试者的情绪状态评估结果，生成个性化的音乐干预方案，通过耳机播放音乐进行干预，帮助用户调节情绪，缓解抑郁症状。该模块利用智能算法生成与患者当前状态相匹配的音乐，从而实现抑郁症的闭环音乐干预调节。
14、第二，本发明闭环音乐干预模块采用强化学习算法，建立自适应音乐生成模型，该模型通过脑电信号反馈，实时调整音乐参数(如节奏、音调、旋律等)，以达到最佳的情绪调节效果。强化学习算法不断优化音乐生成策略，使生成的音乐能够有效调节用户的情绪状态。系统监测用户的脑电信号作为反馈，结合强化学习模型，实现音乐生成的自适应调节。通过动态调整音乐播放方案，系统能够不断适应用户的情绪变化，提供最适合的音乐干预。
15、第三，本发明该面向抑郁症治疗的音乐干预技术，有助于深入理解eeg信号特征与音乐效应之间的内在机制以及显性建模，实现eeg信号特征参数和音乐参数之间的映射。同时，该系统能够合成与eeg信号变化特征高度相关的实时音乐，并让用户感受到自身对音乐表现的影响。
1.一种基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，还包括闭环音乐干预模块；
2.根据权利要求1所述基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，所述cgan网络的生成器还包括音乐规则模块，所述音乐规则模块包含音乐规则约束，所述音乐规则模块计算生成音乐在所施加音乐规则约束下的损失函数，通过梯度下降法调整生成器神经元参数。
3.根据权利要求2所述基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，所述cgan网络对音乐的更新包括更新音乐的节奏、音调和/或旋律。
4.根据权利要求1所述基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，所述音乐干预模块采用耳机实现生成音乐的播放。
5.根据权利要求1所述基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，所述可穿戴式三导联脑电传感器所采集的脑电信号特征包括：3个导联中功率谱密度的均值，第二导联中功率谱密度的最大值，第一和第三导联中功率谱密度的最小值，3个导联中的样本熵以及第一和第二导联中的瑞丽熵。
6.根据权利要求1所述基于可穿戴式三导联脑电传感器的抑郁障碍辅助治疗系统，其特征在于，所述系统还包括pc上位机展示模块，一方面用于对采集的脑电信号进行展示，另一方面用于对播放音乐进行展示。
