基于脑机接口的精神疲劳评估方法研究

发布时间：2025-03-30 05:04

　　精神疲劳是指劳动过程中体力或脑力消耗的能量过多或刺激过强,压力过大导致机体各部分功能反应能力减弱,之后引发的神经系统的疲劳。主要症状有头脑昏沉、反应迟钝、判断错误、注意力不集中、工作效率下降,易出差错等。在高危作业中,短期的精神疲劳产生的注意力不集中、反应迟钝等症状会引发严重的安全生产事故。精神疲劳若长期存在,便会影响身心健康,甚至引起身心疾病。精神疲劳是人体的一种生理性保护反应,人体通过适当地休息及放松,就可缓解精神疲劳。因此,对精神疲劳的检测和评估就显得尤为重要。然而,目前尚缺乏对精神疲劳程度进行客观有效评估的方法。本文针对这一问题展开对精神疲劳状态进行快速检测和评估方法的研究。拟通过分析脑电信号基本节律相对能量的变化来检测精神疲劳的程度。本文设计了一套基于LabVIEW平台的精神疲劳测试系统,用于实现快速检测人体的精神疲劳程度。 本文通过对不同精神疲劳状态下采集的脑电信号进行小波包分析,提取出脑电各节律并计算脑电对数能量熵,定性分析了各特征参数与不同精神状态间的关联性。通过实验发现,相较于不疲劳状态而言,前额叶区的脑电各节律相对能量和脑电对数能量熵在不同精神疲劳状态下均有显著变...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1大脑皮层表面示意图

它代表着波的极性以及时间与波幅的相对关系。了频率、波幅、位相等基本特征，脑电节律也是脑电信号的一个重要律是指脑电信号中式样相同、周期一致的重复出现的电位活动。脑划分，一般可分为δ波（0.5～4Hz）、θ波（4～8Hz）、α波（8～12Hz1Hz)。慢波（δ、θ波）波幅较....

图2.1三层小波包分解树

上式中ng满足*1(1)kkkgh=，ψ(t)为小波函数，它的平移构成0W的标准正，其中0W是0V在1V中的正交补。所以，{},,()jkjkZψt∈构成2L(R)空间的一个标交基。.3小波包分析短时傅里叶变换是对信号频带进行等间隔....

图2.2三层小波包分解Fig.2.2Three-layerwaveletpacketdecomposition

与分解过程相反，每经一层重构，信号数据长度增加一倍，经过j层重构可使信号恢复为原始信号的长度。图2.2三层小波包分解Fig.2.2Three-layerwaveletpacketdecomposition将脑电信号进行小波包分解时，分解的层数应视具体的信号有用成分及采样....

图2.3脑电信号Fig.2.3AEEGsignal

截止频率为100Hz，去除了50Hz工频干扰，通过缓解受试者紧张情绪，采用舒适体位，并告知受试尽量避免产生肌电的某种动作来避免肌电的干扰。图2.3脑电信号Fig.2.3AEEGsignal经过小波包算法的分解重构，提取出脑电基本节律（δ、θ、α、β）的时域信号，如下图所示....

本文编号：4038233