一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法及系统与流程

本申请涉及医学，具体涉及一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法及系统。

背景技术：

1、注意缺陷与多动障碍，又称多动症，指发生于儿童时期，与同龄儿童相比，以明显注意集中困难、注意持续时间短暂、活动过度或冲动易怒为主要特征的一组综合征。这些症状具有慢性和持久的特点，会导致患儿的身体发育程度低于正常年龄的发育水平，也给患者及其家庭带来身体、学业及人际上的困扰和负担。然而，目前多动症的评估还主要依赖于访谈、问卷调查和临床观察等方式，其受主观影响较大，或存在主观偏见和情境依赖性，无法得到客观量化，不利于系统管理其评估状况及病程发展。

2、因此，如何更好地更有效地进行多动症的筛选及评估已成为本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，提出了本说明书以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统及方法。

2、本发明公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

3、第一方面，本申请实施例提供了一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，包括虚拟现实设备模块、任务场景模块、眼动交互模块、眼动数据模块以及评估模块，其中：任务场景模块，用于建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；虚拟现实设备模块，用于向用户展示虚拟现实环境，并在眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；眼动交互模块，用于根据眼动交互任务与用户进行眼动交互；眼动数据模块，用于采集用户进行眼动交互时的眼动数据，将眼动数据发送至评估模块中；评估模块，用于接收眼动数据模块发送的眼动数据，并通过数据评估模型对眼动数据进行评估，输出评估结果。

4、在一些实施例中，虚拟现实设备模块包括头戴端、控制器和眼球追踪器，其中：头戴端，用于在虚拟现实环境中展示眼动交互任务界面，并播放眼动交互任务对应的音效；控制器，用于完成多动症筛查系统配置，并在眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；眼球追踪器，用于捕捉用户的眼球运动，记录和追踪用户的眼动轨迹。

5、在一些实施例中，眼动交互模块中的眼动交互任务包括若干个眼动交互子任务，眼动交互子任务均包括指导阶段和测试阶段，指导阶段为向用户进行眼动交互演示阶段，测试阶段为用户进行眼动交互阶段。

6、在一些实施例中，眼动交互模块为射击游戏交互模块，射击游戏交互模块中的若干个眼动交互子任务包括正常模式射击任务、特定目标射击任务和反向射击任务，其中：正常模式射击任务为在不同生活场景中找到漂浮的气球，并对漂浮的气球进行射击；特定目标射击任务为在不同颜色和形状的气球中找到特定目标物，并对特定目标物进行射击；反向射击任务为用户的注视点旁设有干扰刺激，用户需移动到干扰刺激的水平镜像位置进行射击。

7、在一些实施例中，射击游戏交互模块中，当用户执行眼动交互子任务时，眼动交互任务界面的中央位置显示一个标记，标记用于提示用户进行注视点校准并准备开始游戏；当第一预设时长后眼动交互任务界面的中央位置的标记消失，用户进入眼动交互子任务的指导阶段，眼动交互任务界面演示游戏交互规则；当指导阶段结束后，眼动交互任务界面的中央位置再次显示标记，当第二预设时长后眼动交互任务界面的中央位置的标记消失，用户进入眼动交互子任务的测试阶段，用户根据游戏提示通过移动眼球注视目标完成一次射击动作。

8、在一些实施例中，系统还包括个性化处理模块，个性化处理模块，用于当对用户进行的上一次眼动数据评估结束后，将上一次眼动数据对应的任务场景内容及顺序进行标记，当用户进入下一次眼动数据评估时，降低上一次眼动数据对应的任务场景内容及顺序的出现频率。

9、在一些实施例中，评估模块包括评估子模块，评估子模块用于通过支持向量机对眼动数据进行评估，输出评估结果。

10、在一些实施例中，通过支持向量机对眼动数据进行评估，输出评估结果之前，还包括：获取眼动测试样本数据，眼动测试样本数据包括健康人和多动症患者的测试后眼动数据；将眼动测试样本数据划分为眼动数据样本训练集以及眼动数据样本测试集；基于眼动数据样本训练集以及眼动数据样本测试集，采用交叉验证法对支持向量机进行训练及测试，同时调整支持向量机中的模型参数，得到训练完成的支持向量机。

11、在一些实施例中，眼动数据包括且不限于注视点的二维坐标、眼动轨迹、注视时间、扫视时间、平均眼跳时间、眼跳方向错误率。

12、第二方面，本申请实施例提供了一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法，应用于基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，包括：建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；向用户展示虚拟现实环境，并在眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；根据眼动交互任务与用户进行眼动交互；采集用户进行眼动交互时的眼动数据，将眼动数据发送至评估模块中；通过评估模块接收眼动数据，并通过数据评估模型对眼动数据进行评估，输出评估结果。

13、本申请实施例可以建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；然后向用户展示虚拟现实环境，并在眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；再根据眼动交互任务与用户进行眼动交互；接着采集用户在进行眼动交互过程中的眼动数据，将眼动数据进行存储并发送至评估模块中；最后接收眼动数据模块发送的眼动数据，并通过数据评估模型对眼动数据进行评估，输出评估结果。

14、本发明不仅采用vr游戏交互和眼动追踪技术，沉浸式体验更贴近自然的现实状态，保证了测试的外部效度；另外，本申请眼动交互模块中的反向射击任务运用反向眼动行为学范式，通过多动症患者在反向射击任务中到的眼跳方向错误率能够更有效地筛查出多动症患者；同时，本申请使用训练后的机器学习支持向量机分类器对用户的眼动数据进行多动症评分预测，提高了多动症患者的眼动数据测试的准确率；而且本申请还能够根据用户测试情况自动化标记和调节任务场景的内容和顺序。与现行主要依靠问卷或者行为观察的方法相比，本申请能够提供更加客观的参数指标，辅助医疗工作者完成儿童多动症的初步诊断。

技术特征：

1.一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，包括虚拟现实设备模块、任务场景模块、眼动交互模块、眼动数据模块以及评估模块，其中：

2.如权利要求1所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述虚拟现实设备模块包括头戴端、控制器和眼球追踪器，其中：

3.如权利要求1或2所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述眼动交互模块中的所述眼动交互任务包括若干个眼动交互子任务，所述眼动交互子任务均包括指导阶段和测试阶段，所述指导阶段为向所述用户进行眼动交互演示阶段，所述测试阶段为所述用户进行眼动交互阶段。

4.如权利要求3所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述眼动交互模块为射击游戏交互模块，所述射击游戏交互模块中的若干个眼动交互子任务包括正常模式射击任务、特定目标射击任务和反向射击任务，其中：

5.如权利要求4所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述射击游戏交互模块中，当所述用户执行所述眼动交互子任务时，所述眼动交互任务界面的中央位置显示一个标记，所述标记用于提示所述用户进行注视点校准并准备开始游戏；当第一预设时长后所述眼动交互任务界面的中央位置的所述标记消失，所述用户进入所述眼动交互子任务的指导阶段，所述眼动交互任务界面演示游戏交互规则；当所述指导阶段结束后，所述眼动交互任务界面的中央位置再次显示所述标记，当第二预设时长后所述眼动交互任务界面的中央位置的所述标记消失，所述用户进入所述眼动交互子任务的测试阶段，所述用户根据游戏提示通过移动眼球注视目标完成一次射击动作。

6.如权利要求1所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述系统还包括个性化处理模块，所述个性化处理模块，用于当对用户进行的上一次眼动数据评估结束后，将所述上一次眼动数据对应的任务场景内容及顺序进行标记，当所述用户进入下一次眼动数据评估时，降低所述上一次眼动数据对应的任务场景内容及顺序的出现频率。

7.如权利要求1所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述评估模块包括评估子模块，所述评估子模块用于通过支持向量机对所述眼动数据进行评估，输出评估结果。

8.如权利要求7所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述通过支持向量机对所述眼动数据进行评估，输出评估结果之前，还包括：

9.如权利要求1所述的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，所述眼动数据包括且不限于注视点的二维坐标、眼动轨迹、注视时间、扫视时间、平均眼跳时间、眼跳方向错误率。

10.一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法，应用于所述基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统，其特征在于，包括：

技术总结
本申请实施例公开了一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法及系统。本申请多动症筛查系统中的任务场景模块，用于建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；虚拟现实设备模块，用于向用户展示虚拟现实环境，并在眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；眼动交互模块，用于根据眼动交互任务与用户进行眼动交互；眼动数据模块，用于采集用户进行眼动交互时的眼动数据；评估模块，用于接收眼动数据，并通过数据评估模型对眼动数据进行评估，输出评估结果。本申请能够提供更加客观的参数指标，不仅提高了多动症患者的眼动数据测试的准确率；而且还能够根据用户测试情况自动化标记和调节任务场景的内容和顺序。

技术研发人员：贾玉媛,高军晖,何熲
受保护的技术使用者：上海暖禾脑科学技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13