基于运动想象的脑卒中上肢康复系统设计

发布时间：2021-08-09 02:37

　　本课题旨在研发一款基于运动想象脑电控制的实时在线脑机接口（BCI）系统,面向中风偏瘫病人的康复训练。该系统包含运动想象在线检测算法,康复外骨骼和康复系统软件平台三大核心部分,通过实时检测患者的EEG信号,识别出患者的运动倾向,进而控制外骨骼牵引患者受损上肢进行运动,达到主动康复治疗的目的。其神经生理学基础在于神经可塑性理论,通过运动想象并能使患者通过外骨骼得到真实的运动反馈,这种自主意愿得以实现能够促进受损运动神经修复,使未受损区域的休眠神经元苏醒过来重新构建神经通路,以达到康复目的。本文首先对脑电信号的产生机理及特性进行了分析,在此基础上提出了脑电信号预处理的方法,包括去除伪迹噪声及采用空域滤波器提高脑电信号的空间分辨率。然后设计了运动想象脑电实验流程,包含离线与在线两部分,提取到了分别对应左右手运动想象的脑电数据集。在特征提取方面,本文比较了频域特征和空域特征的效果,频域特征采用的是基于AR模型的功率谱密度,并在此基础上根据功率谱的平均特征及变化特征提出了新的特征点,并利用遗传算法作为特征选择的方法,根据每个患者的实际情况选择最适合的特征,提高了算法的鲁棒性。而空域特征采用的是共空... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

康复训练示意图

的大脑运动皮层中植入电极来采集猴子进行指定任务时所发出的神经元过多次训练来寻找确定运动敏感区域，并且可以提前 1 秒钟检测出猴子向，预判出猴子接下来的运动行为，将处理结果转换为控制指令控制机作，结果猴子实现了自己控制机械臂[1,7]，如图 1-5 所示。这个实验使人瘫痪病人通过运动想象技术控制机械臂的可能性。

的大脑运动皮层中植入电极来采集猴子进行指定任务时所发出的神经元过多次训练来寻找确定运动敏感区域，并且可以提前 1 秒钟检测出猴子向，预判出猴子接下来的运动行为，将处理结果转换为控制指令控制机作，结果猴子实现了自己控制机械臂[1,7]，如图 1-5 所示。这个实验使人瘫痪病人通过运动想象技术控制机械臂的可能性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于共空间模式的运动想象脑电信号识别研究[J]. 潘赛虎,李文杰,张义.  南京师范大学学报(工程技术版). 2014(02)
[2]基于小波包和熵准则的最优频段提取方法[J]. 李明爱,马建勇,杨金福.  仪器仪表学报. 2012(08)
[3]基于运动想象脑电的上肢康复机器人[J]. 徐宝国,彭思,宋爱国.  机器人. 2011(03)
[4]基于节律性脑电信号的脑-机接口[J]. 高上凯.  生命科学. 2008(05)
[5]基于运动想象的脑电信号的分类研究[J]. 廖彩萍,李远清,赵慧.  自动化与仪表. 2008(04)
[6]大脑高级皮质功能可塑性的认知神经心理学研究进展[J]. 郑秀丽,敖纯利,沈抒,谢欲晓,尹文刚.  中国康复医学杂志. 2007(11)
[7]脑卒中患者临床康复诊疗护理方法的现状[J]. 岳炜,戴红.  护士进修杂志. 2007(13)
[8]运动想象脑电的ERD/ERS分析[J]. 周颖,王涛,冯焕清,江朝晖.  北京生物医学工程. 2004(04)

博士论文
[1]基于脑电信号的脑—机接口的关键技术与实验研究[D]. 叶柠.东北大学 2010
[2]基于运动想象的脑机接口的研究[D]. 周鹏.天津大学 2007

硕士论文
[1]基于运动想象的脑—机接口特征提取和分类算法研究[D]. 唐增.广东工业大学 2016
[2]进化算法在运动想象脑机接口导联选择中应用研究[D]. 戴圣法.南昌大学 2016
[3]基于脑—机接口的无线遥控车系统[D]. 刘畅.西北工业大学 2016
[4]基于运动想象脑电的手臂运动功能康复研究[D]. 崔燕.北京工业大学 2013
[5]上肢外骨骼式康复机器人控制系统研究[D]. 刘杰.青岛大学 2012
[6]基于运动想象的脑机接口算法研究[D]. 李道礼.华南理工大学 2011
[7]基于小波变换和多域融合的脑电信号特征提取[D]. 王攀.浙江大学 2011
[8]基于运动想象的脑机接口的研究与设计[D]. 谷少东.浙江大学 2008
[9]基于左右手运动想象的脑—机接口的算法研究[D]. 张爽.天津大学 2007
[10]脑电信号实用处理技术的研究[D]. 于兰兰.山东大学 2006



本文编号：3331192