异步BCI的大脑工作和空闲状态的辨识方法研究

发布时间：2020-12-21 07:22

　　基于事件相关电位的脑-机接口系统难以检测大脑的空闲状态,限制了被试在任意时间输出指令的自由。利用欧德堡范式同时诱发N200电位、P300电位和瞬态视觉诱发电位。根据瞬态视觉诱发电位的频域特征区分大脑的工作状态和空闲状态;在工作状态下利用N200和P300电位的时域特征识别被试的控制意图,从而构建异步的脑-机接口系统。通过对7名健康被试进行发送指令与观看视频反馈两种状态的实验,实现大脑的工作状态和空闲状态之间的切换。该方法识别大脑状态或者意图的准确率为98.21%,与基于事件相关电位识别空闲状态的方法相比提高了50.89%。 

【文章来源】：电子测量与仪器学报. 2020年04期 北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

实验界面

图2所示为视觉诱发界面诱发ERP和TSVEP的示意图。视觉诱发界面中行和列随机闪烁,蓝色块表示不含有靶刺激的行或列闪烁;红色块表示含有靶刺激的行或者列闪烁。红色块出现表明界面在闪烁被试注视的图片,大脑中诱发出具有时域特性的ERP;红色块和蓝色块持续出现,构成了所有的行与列在固定频率下闪烁的视觉刺激,诱发出具有频域特性的TSVEP。小车运动视频为智能小车在实验室行驶时的前方画面(分辨率为640×480),如图1(b)所示,该视频由安装在小车的摄像头录制。小车始终处于运动状态,在小车的行进路线中存在各种需要规避的障碍物,例如桌子等。实验过程中,摄像头将采集的画面信息通过无线设备传输到电脑,并通过屏幕反馈给被试。

每位被试被要求进行指令输出和视频观看实验,以使大脑分别从处于工作状态和空闲状态。实验过程如图3所示,进行指令输出时,受试者在每次试验中都注意左侧屏幕上的目标刺激,而忽略了右侧屏幕上播放的视频。观看视频时,被试注视右侧屏幕中的画面信息,而左侧屏幕持续进行闪烁刺激。在工作状态实验中,被试共进行16个实验单元,每个实验单元包含10个实验周期。在空闲状态实验中,被试进行16次观看,每次观看时长为42 s。2 方 法

【参考文献】：
期刊论文
[1]脑-机接口系统关键技术研究[J]. 周福超,徐进,廖文.  国外电子测量技术. 2018(05)
[2]下肢运动想象和运动执行的EEG节律特性研究[J]. 李鹏海,王丽余,刘瀛涛,刘斌,马春雷.  仪器仪表学报. 2018(03)
[3]基于小波包和深度信念网络的脑电特征提取方法[J]. 李明爱,张梦,孙炎珺.  电子测量与仪器学报. 2018(01)
[4]基于叠加原理的合成稳态视觉诱发电位[J]. 高倩,王涛,詹长安.  中国生物医学工程学报. 2017(04)
[5]视觉ERP脑机接口中实验范式的研究进展[J]. 马征,邱天爽.  中国生物医学工程学报. 2016(01)
[6]P300脑机接口控制智能家居系统研究[J]. 王金甲,杨成杰.  生物医学工程学杂志. 2014(04)
[7]基于P300高性能BCI打字机的研究与实现[J]. 樊恩伯,陈曦.  计算技术与自动化. 2013(04)
[8]基于瞬态视觉诱发电位的识别算法研究[J]. 吴海静,何庆华,田逢春.  传感器与微系统. 2012(04)
[9]异步脑机接口技术现状及发展趋势[J]. 杨红宇,徐鹏,陈彦.  中国生物医学工程学报. 2011(05)
[10]一种基于瞬态视觉诱发电位的实时脑机接口系统的研制[J]. 吴太银,吴宝明,何庆华.  医疗卫生装备. 2010(05)

硕士论文
[1]基于视觉诱发电位的实时脑机接口系统研究与实现[D]. 胥彪.重庆大学 2008



本文编号：2929443