基于脑电神经反馈的音乐与经耳刺激助眠系统设计研究

2025-05-11 上传，收录于 2025届研究生毕业设计作品

在当前社会经济飞速发展的背景下，现代社会生活节奏的持续加速，睡眠障碍已成为一个广泛且亟待解决的公共健康问题。失眠作为睡眠障碍的典型代表，严重影响人们的身体健康和社会经济发展。尽管当前存在多种失眠治疗手段，但药物治疗常伴随副作用及依赖性风险，非药物疗法则在依从性和治疗效果上存在局限性。鉴于此，寻找一种既安全又高效的非药物治疗方案，对于治疗失眠显得尤为迫切和重要，具有深刻和广泛的意义。 本文结合传统中医学智慧与现代前沿医学技术，创新性地提出了一种基于脑电神经反馈的个性化五行音乐与耳迷走神经刺激的非药物助眠系统。该系统采用Alpha/Theta作为脑电神经反馈指标，实时评估入睡状态；利用生成对抗网络将传统五行音乐迁移为助眠音乐，并构建RAG模型以调取专业助眠音乐库，实现音乐参数的精准调控；同时，通过电子脉冲释放低频电流，并搭配数字电位器模块实现刺激电流的实时调节。通过音乐与微电流刺激的协同作用，系统能够主动引导用户放松，改善脑波状态，形成良性闭环反馈，最终提升整体睡眠质量。该方案有望成为失眠治疗的重要补充，为临床神经科学研究及实践提供新的启示。 为验证个性化助眠系统的助眠有效性，招募受试者进行组内对照与长期跟踪的两期实验，对比干预前后在入睡及深睡过程中的脑电信号功率变化。统计结果显示，干预后Alpha/Theta、Alpha及Beta值均显著降低（p<0.05），表明认知唤醒状态得到有效抑制；而Theta与SWS值显著上升（p<0.05），有助于缓解情绪紧张、促进入睡，为深度睡眠提供了有利条件，对个性化助眠系统的有效性进行有效验证。 随着可穿戴医疗技术的进展，本研究设计了一套集成化助眠系统，包括硬件设备与配套软件。硬件部分包括：用于采集脑电信号并实时计算神经反馈指标的可穿戴头环、播放个性化五行音乐并在耳甲区实施迷走神经刺激的骨传导耳机，以及防脱落并精准定位的可拆卸头带。软件部分实现了对设备的控制与使用引导，形成软硬件协同的应用体系。研究为失眠的个性化干预提供了实践支持，并验证了可穿戴设备在睡眠障碍领域的应用可行性。