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《基于腦電信號的腦-機接口技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要很多種神經(jīng)肌肉紊亂都會阻斷大腦與外界環(huán)境的信息交換及對其的控制通道。這些紊亂，包括肌萎縮性側(cè)枝硬化癥(也就是ALS或稱LouGehrig氏病)、多硬化癥、腦癱瘓和脊髓損傷，阻斷或削弱脊髓和腦干中用于控制運動神經(jīng)并進而產(chǎn)生運動的傳導(dǎo)通路。多硬化癥和脊髓損傷病人僅在美國就超過60萬人，而腦癱瘓、退化和中風(fēng)病人就更多?，F(xiàn)代的維持生命技術(shù)可以使其中最嚴重的病人也能活很長時間，因此這些癱瘓病人對個人、社會和經(jīng)濟的負擔(dān)都是長久且嚴重的。在沒有修復(fù)損傷的神經(jīng)系統(tǒng)方法的情況下，可供選擇的恢復(fù)功能辦法有三種。第一種是增強現(xiàn)存?zhèn)鲗?dǎo)通路的能力：第二種是繞過受損傷的
2、點；第三種是為大腦提供全新的信息交換與控制通道。最近的研究顯示，腦電(ElectroencephaIogram，EEG)活動可以提供這種新通道的基礎(chǔ)。腦電活動是由大腦產(chǎn)生的電活動，可以從頭皮或大腦皮層記錄到。基于EEG的信息交換方法的探索就是試圖將EEG或它的某些分量轉(zhuǎn)化為一種新的輸出通道，通過它大腦能夠與外界進行信息交換與控制。腦一計算機接口(BrainComputerInterfaces，BCI)技術(shù)是不依賴于正常腦外周神經(jīng)和肌肉的響應(yīng)通道的人腦與計算機交流和控制通道。目前的BCI技術(shù)主要致力于為思維正常但運動功能殘缺的人提供新型的彌補功能和
3、對外信息交流手段。在過去的十年中BCI技術(shù)研究迅速發(fā)展，主要集中在以頭皮腦電記錄的腦電活動或腦內(nèi)單個電極記錄的皮層腦電信號活動為基礎(chǔ)的新控制技術(shù)。針對目前BCI研究的現(xiàn)狀，本文進行了如下幾個方面的研究。(1)建立了基于LabVIEW軟件平臺的腦電信號采集系統(tǒng)，設(shè)計了利用腦電。波實時控制電動小車的BcI實驗裝置，通過模擬和實時實驗證明了設(shè)計的合理性和實用性，初步實現(xiàn)了基于計算機信號采集平臺的簡單BCI實時系統(tǒng)，為將來實現(xiàn)其它腦電信號采集和控制方式的BCI系統(tǒng)打下了基礎(chǔ)。(2)設(shè)計了Oddball刺激程序及誘發(fā)電位P300實驗方案，對實驗所采集到含有
4、誘發(fā)電位信號的EEG數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理和模式識別方法的研究，初步建立了基于誘發(fā)電位P300的BCI系統(tǒng)的信號采集與處理模型；分別比較了獨立分量分析、小波變換等信號預(yù)處理，相干平均、峰值拾取、區(qū)域法及互相關(guān)分析等模式識別，以及P300少次提取等方法的效果，取得了寶貴的研究經(jīng)驗，尤其是誘發(fā)電位的少次提取對于實現(xiàn)實時BCI系統(tǒng)具有重要的意義，為將來實現(xiàn)基于誘發(fā)電位P300的實時BCI系統(tǒng)打下了堅實的基礎(chǔ)。本文研究的主要創(chuàng)新性體現(xiàn)在：1．建立了基于LabVIEW軟件平臺的實時腦。機接口系統(tǒng)，利用EEG的。波實現(xiàn)了對外部設(shè)備的實時控制。2．設(shè)計TOddbal
5、l刺激程序及誘發(fā)電位P300實驗方案，建立了基于誘發(fā)電位P300的BCI系統(tǒng)初型。3．對實驗所采集到含有誘發(fā)電位信號的EEG數(shù)據(jù)進行了預(yù)處理和模式識別方法的研究，初步建立了基于誘發(fā)電位P300的BCI系統(tǒng)的信號采集與處理模型，為實現(xiàn)基于誘發(fā)電位P300的實時BCI系統(tǒng)打下堅實的基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：腦機接口，誘發(fā)電位，信號采集系統(tǒng)，信號處理，模式識別ABSTRACTManvdifferentdisorderscandisrupttheneuromuscularchannelsthroughwhichthebraincommmficateswithandc
6、ontrolsitsexternalenvironment·Amyotrophiclateralsclerosis(ALS)，brainstemstroke，brainorspinalcordinjury，cerebralpalsy，musculardystrophies，multiplesclerosis，andnumerousotherdiseasesimpairtheneuralpathwaysthatcontrolmusclesorimpairthemusclesthemselves．Theyaffectnearly600thousand
7、peopleintheUnitedStatesalone，andf蔚morearoundtheworld．Modemlife—supporttechnologycanallowmostindividuals，eventhosewhoarelocked-in，tolivelonglives，SOthatthepersonal，social，andeconomicburdensoftheirdisabilitiesareprolongedandsevere．Intheabsenceofmethodsforrepairingthedaraagcdone
8、bythesedisorders，thereare3optionsforrestoringfunction．ThefirstistOin
