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

1.本技术涉及医学技术领域，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：

2.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。
3.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。


技术实现要素：

4.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。
5.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。
6.第一方面，本技术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。
7.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。
8.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。
9.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。
10.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。
11.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。
12.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。
13.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。
14.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。
15.第二方面，本技术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。
16.本技术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。
17.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，本技术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，本技术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；而且本技术还能够根据用
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，本技术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。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本技术实施例提供的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统的结构示意图；
20.图2是本技术实施例提供的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法的流程示意图；
21.图3是本技术实施例提供的服务器的结构示意图。
具体实施方式
22.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
23.本技术实施例提供一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统及方法。
24.虚拟现实技术(virtual reality，vr)，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其产生一个逼真的三维视觉、触觉、嗅觉等多种感官体验的虚拟世界，从而使处于虚拟世界中的人产生一种身临其境的感觉。虚拟世界中的各种现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物质，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
25.眼动追踪，是测量注视点(一个人正在看的地方)或眼睛相对于头部的运动的过程。许多学科都可使用眼球追踪技术，包括认知科学、心理学(特别是心理语言学、视觉世界范式)、人机交互(hci)、人为因素和人体工程学、市场研究和医学研究(神经学诊断)。具体应用包括在语言阅读、音乐阅读、人类活动识别、广告感知、运动、分心检测和认知负荷中跟踪眼球运动等。
26.注意缺陷与多动障碍(attention deficit and hyperactivity disorder，adhd)，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。多动症是在儿童中较为常见的一种障碍，其患病率一般报道为3％-5％。
27.第一方面，本技术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，如图1所示，多动症筛查系统包括虚拟现实设备模块100、任务场景模块110、眼动交互模
块120、眼动数据模块130以及评估模块140，其中：任务场景模块110，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100，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120，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130，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140中；评估模块140，用于接收眼动数据模块130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。
28.其中，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。
29.在本技术实施例中，任务场景模块110可以建立虚拟现实环境及任务场景。任务场景模块110通过unity引擎进行开发，场景内图片素材可以为photoshop绘制等。眼动数据模块130用于进行眼动数据的采集、存档以及处理，对眼动数据进行存档时，可以将眼动数据备份到云端，另外，对眼动数据进行处理即对应于将眼动数据发送至评估模块140中的数据评估模型。评估模块140接收眼动数据模块130发送的眼动数据，并通过数据评估模型输出评估结果。评估结果可以包括是否为多动症、多动症概率。
30.在一些实施例中，虚拟现实设备模块100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。
31.在本技术实施例中，虚拟现实设备模块100为vr一体机设备，vr一体机设备可以包括一个高度集成的头戴端，若干个控制器，眼球追踪器等。其中头戴端可以为vr头盔，头戴端可以展示任务界面，播放音效。若干个控制器可以集成到vr头盔中，控制器可以辅助用户完成系统配置，执行任务。眼球追踪器可以捕捉眼球运动，记录和追踪用户的眼动轨迹。本技术实施例中vr一体机设备可以以眼动仪记录眼动数据，比如tobii 90hz眼动仪等，在本技术其他实施例中还可以通过其他设备记录眼动数据，本技术对此不作限制。
32.在一些实施例中，眼动交互模块120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。
33.在一些实施例中，眼动交互模块120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。
34.在本技术实施例中，可以以射击游戏为主题，射击游戏交互模块中的若干个眼动交互子任务可以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，每项眼动交互子任务分成两个阶段，即指导阶段和测试阶段。指导阶段为游戏演示，测试阶段为用户正式开始进行游戏，并且根据游戏提示，移动眼球注视目标即完成一次射击动作。正常模式射击任务可以为在各种生活场景中找到漂浮的气球进行射击；特定目标射击任务可以为在不同颜色和形状的气球中找到特定目标物进行射击；反向射击任务为注视点旁会出现干扰刺
激，需移动到干扰刺激的水平镜像位置进行射击。
35.眼跳指眼球的跳动，它可以将注视点集中在需要注意的位置，以提取需要的信息。眼跳的产生会受到多方面因素影响，比如物体的颜色、运动状态、观察者注意状态等，按照眼跳的发生方式可以将眼跳分成两种：一种是外源性眼跳，主要受视觉刺激特性的影响；另一种是内源性眼跳，主要受目标、期待、认知策略等因素的影响。
36.眼跳方向错误率，是指在反向眼跳任务中做出方向错误眼跳的比例。突然出现在视野内的刺激会激起人朝向目标的反射性眼跳，但是反向眼跳中却要求被试抑制这种行为，因此眼跳方向错误率能够反映出被试对眼跳的自主控制能力，是考察被试行为抑制功能的重要指标。
37.本技术实施例反向射击任务基于反向眼跳的实验范式，执行反向射击任务时，用户在进行游戏交互过程中注视点旁会出现干扰刺激，需移动到干扰刺激的水平镜像位置进行射击。adhd儿童控制外源性眼动行为的神经环路，具有正常或接近正常的功能，而adhd儿童的眼动抑制能力(即注视和眼跳的内源性成分)存在缺陷，因此多动症患者的眼跳方向错误率与正常人有显著差异，本技术实施例中的反向射击任务基于反向眼跳的实验范式与用户进行游戏交互，进一步地，本技术实施例能够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。
38.其中，反向眼跳的实验范式为首先在屏幕中央向用户呈现一个中央注视点，之后会在中央注视点左侧或右侧的某个位置呈现一个目标刺激。与传统的朝向眼跳任务不同，在反向眼跳任务中，要求用户不去注视外围目标刺激，而注视与之相反的镜像位置。
39.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。
40.在一些实施例中，系统还包括个性化处理模块150，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。
41.在一些实施例中，评估模块140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。
42.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。
43.本技术实施例中，支持向量机(support vector machines,svm)是一类按监督学习方式对数据进行二元分类的广义线性分类器。本技术实施例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对支持向量机进行训练。具体地，收集样本：收集并整理健康人和多动症患者的测试后眼动数据；模型评估：使用交叉验证法评估模型并将样本数据划分为训练集和验证集；模型训练：对支持向量机进行训练，调节松弛因子c和gamma参数。再使用训练后的支持向量机对用户的眼动数据进行多动症评分预测。
44.进一步，本技术实施例基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统包括客户端10和服务端20，其中，虚拟现实设备模块100、任务场景模块110、眼动交互模块120、眼动数据模块130以及评估模块140位于客户端10。使用客户端10的过程中，先让用户佩戴vr头盔，打开vr头盔电源，客户端10自动开启云端存储服务，并将采集到的眼动数据备份到云端。在进入眼动交互模块120时，屏幕中央会出现一个标记(比如十字星标等)，方便用户进行注视点校准并准备开始游戏；第一预设时长(比如2秒)后标记消失，进入指导阶段，屏幕演示游戏玩法；指导阶段结束后，屏幕中央再次出现标记，第二预设时长(比如2秒)后标记消失，即正式开始测试，用户根据游戏提示移动眼球注视目标即完成一次射击动作。在本技术实施例中，每一子任务测试时间可以设置为5-10分钟。评估模块140输出评估结果，评估结果包含是否为多动症，多动症概率(即多动症筛查的准确性)。
45.在本技术实施例中，基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统的服务端20和客户端10同步开启，服务端20用于记录并备份用户id，子任务id及每个子任务持续时间，整场测试开始、结束时间；接收并备份眼动数据，向客户端10导入构建的数据评估模型；从客户端10导出评估结果。
46.其中，该基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统客户端10中的任务场景模块110、眼动交互模块120、眼动数据模块130、评估模块140以及服务端20具体均可以集成在电子设备中，该电子设备可以为终端、服务器等设备。其中，终端可以为手机、平板电脑、智能蓝牙设备、笔记本电脑、或者个人电脑(personal computer，pc)等设备；服务器可以是单一服务器，也可以是由多个服务器组成的服务器集群。
47.在一些实施例中，客户端10中的任务场景模块110、眼动交互模块120、眼动数据模块130以及评估模块140以及服务端20还可以集成在多个电子设备中，比如，可以集成在多个服务器中，由多个服务器来实现本技术的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法。
48.在一些实施例中，客户端10中的任务场景模块110、眼动交互模块120、眼动数据模块130、评估模块140以及服务端20可以分别对应于第一服务器、第二服务器、第三服务器、第四服务器和第五服务器。
49.其中，任务场景模块110对应的第一服务器，用于建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景等。眼动交互模块120对应的第二服务器，用于根据眼动交互任务与用户进行眼动交互等。眼动数据模块130对应的第三服务器，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等。评估模块140对应的第四服务器，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，输出评估结果等。服务端20对应的第五服务器，用于记录并备份用户id，子任务id及每个子任务持续时间，整场测试开始、结束时间；接收并备份眼动数据，向客户端10导入构建的数据评估模型；从客户端10导出评估结果等。
50.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，本技术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，本技术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；而且本技术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，本技术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。
51.第二方面，本技术实施例中还提供了一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法，如图2所示，应用于基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查系统中，该多动症筛查方法的具体流程可以如下：
52.s200、建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景。
53.s210、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。
54.本技术实施例中，可以通过头戴端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；通过控制器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；并且通过眼球追踪器捕捉用户的眼球运动，记录和追踪用户的眼动轨迹。
55.s220、根据眼动交互任务与用户进行眼动交互。
56.本技术实施例中，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。
57.在一些实施例中，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。
58.在一些实施例中，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。
59.s230、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。
60.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。
61.s240、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。
62.在一些实施例中，还可以通过支持向量机对眼动数据进行评估，输出评估结果。
63.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。
64.在一些实施例中，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。
65.本技术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。
66.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，本技术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，本技术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；而且本技术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，本技术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。
67.在本技术实施例中，将以本实施例的各个模块均是服务器为例进行详细描述，比如，如图3所示，其示出了本技术实施例所涉及的服务器的结构示意图，具体来讲：
68.该服务器可以包括一个或者一个以上处理核心的处理器301、一个或一个以上计算机可读存储介质的存储器302、电源303、输入模块304以及通信模块305等部件。本领域技术人员可以理解，图3中示出的服务器结构并不构成对服务器的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。其中：
69.处理器301是该服务器的控制中心，利用各种接口和线路连接整个服务器的各个部分，通过运行或执行存储在存储器302内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器302内的数据，执行服务器的各种功能和处理数据，从而对服务器进行整体监控。在一些实施例中，处理器301可包括一个或多个处理核心；在一些实施例中，处理器301可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器301中。
70.存储器302可用于存储软件程序以及模块，处理器301通过运行存储在存储器302的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。存储器302可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据服务器的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。相应地，存储器302还可以包括存储器控制器，以提供处理器301对存储器302的访问。
71.服务器还包括给各个部件供电的电源303，在一些实施例中，电源303可以通过电
源管理系统与处理器301逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。电源303还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电系统、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。
72.该服务器还可包括输入模块304，该输入模块304可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。
73.该服务器还可包括通信模块305，在一些实施例中通信模块305可以包括无线模块，服务器可以通过该通信模块305的无线模块进行短距离无线传输，从而为用户提供了无线的宽带互联网访问。比如，该通信模块305可以用于帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等。
74.尽管未示出，服务器还可以包括显示单元等，在此不再赘述。具体在本实施例中，服务器中的处理器301会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器302中，并由处理器301来运行存储在存储器302中的应用程序，从而实现基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查装置中的各种功能。
75.在一些实施例中，还提出一种计算机程序产品，包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现上述任一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法中的步骤。
76.以上各个操作的具体实施可参见前面的实施例，在此不再赘述。
77.由上可知，本技术实施例不仅采用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，本技术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，本技术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；而且本技术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，本技术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。
78.本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读存储介质中，并由处理器进行加载和执行。
79.为此，本技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本技术实施例所提供的任一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法中的步骤。例如，该指令可以执行如下步骤：先建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；然后向用户展示所述虚拟现实环境，并在所述眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；再根据所述眼动交互任务与所述用户进行眼动交互；接着采集所述用户在进行眼动交互过程中的眼动数据，将所述眼动数据进行存储并发送至评估模块中；最后接收所述眼动数据模块发送的所述眼动数据，并通过数据评估模型对所述眼动数据进行评估，输出评估结果等。
80.其中，该存储介质可以包括：只读存储器(rom，read only memory)、随机存取记忆体(ram，random access memory)、磁盘或光盘等。
81.根据本技术的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述实施例中提供的基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法的各种可选实现方式中提供的方法。
82.由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本技术实施例所提供的任一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法中的步骤，因此，可以实现本技术实施例所提供的任一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
83.以上对本技术实施例所提供的一种基于游戏交互和眼动追踪的多动症筛查方法、装置、服务器和计算机可读存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

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：所述任务场景模块，用于建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；所述虚拟现实设备模块，用于向用户展示所述虚拟现实环境，并在所述眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；所述眼动交互模块，用于根据所述眼动交互任务与所述用户进行眼动交互；所述眼动数据模块，用于采集所述用户进行眼动交互时的眼动数据，将所述眼动数据发送至评估模块中；所述评估模块，用于接收所述眼动数据模块发送的所述眼动数据，并通过数据评估模型对所述眼动数据进行评估，输出评估结果。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：所述头戴端，用于在所述虚拟现实环境中展示眼动交互任务界面，并播放所述眼动交互任务对应的音效；所述控制器，用于完成多动症筛查系统配置，并在所述眼动交互任务场景中执行所述眼动交互任务；所述眼球追踪器，用于捕捉所述用户的眼球运动，记录和追踪所述用户的眼动轨迹。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：所述正常模式射击任务为在不同生活场景中找到漂浮的气球，并对所述漂浮的气球进行射击；所述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，并对所述特定目标物进行射击；所述反向射击任务为所述用户的注视点旁设有干扰刺激，所述用户需移动到所述干扰刺激的水平镜像位置进行射击。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：获取眼动测试样本数据，所述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；将所述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；基于所述眼动数据样本训练集以及眼动数据样本所述测试集，采用交叉验证法对所述支持向量机进行训练及测试，同时调整所述支持向量机中的模型参数，得到训练完成的支持向量机。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：建立虚拟现实环境及眼动交互任务场景；向用户展示所述虚拟现实环境，并在所述眼动交互任务场景中执行眼动交互任务；根据所述眼动交互任务与所述用户进行眼动交互；采集所述用户进行眼动交互时的眼动数据，将所述眼动数据发送至评估模块中；通过所述评估模块接收所述眼动数据，并通过数据评估模型对所述眼动数据进行评估，输出评估结果。

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。调节任务场景的内容和顺序。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：2023.03.28
技术公布日：2023/7/12