【摘要】： 腦機(jī)接口(Brain-Computer Interface,BCI)是基于腦電信號實(shí)現(xiàn)人腦與計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備通訊和控制的系統(tǒng),它不依賴于腦的正常輸出通路(外周神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉組織),是一種全新的通訊和控制方式�；贐CI的設(shè)備一個(gè)重要用途是為思維正常但有運(yùn)動(dòng)障礙的人提供與外部環(huán)境進(jìn)行交流和控制的途徑。腦機(jī)接口研究在康復(fù)醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域具有重要意義。 腦機(jī)接口的研究方法較多,可用于腦機(jī)接口的腦電信號包括視覺誘發(fā)電位、事件相關(guān)同步或去同步、皮質(zhì)慢電位、自發(fā)腦電信號等。視覺誘發(fā)電位是指神經(jīng)系統(tǒng)接受視覺刺激(如圖像或閃光刺激)所產(chǎn)生的特定電活動(dòng),信號穩(wěn)定性相對較好,誘發(fā)電位與刺激有比較固定的時(shí)間間隔,比較容易檢測。本文研究的BCI系統(tǒng)是基于視覺誘發(fā)電位的腦機(jī)接口系統(tǒng)。 本文研究和實(shí)現(xiàn)了基于視覺誘發(fā)電位的實(shí)時(shí)腦機(jī)接口系統(tǒng),研究內(nèi)容包括:視覺刺激器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、刺激器與采集程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸、腦電信號的提取與識別、整個(gè)實(shí)時(shí)系統(tǒng)的集成和基于本系統(tǒng)的腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn)等。 實(shí)現(xiàn)了刺激器:選擇易于產(chǎn)生誘發(fā)電位的顏色、頻率、時(shí)長等重要參數(shù),加入實(shí)時(shí)處理需要的信號處理、結(jié)果反饋以及系統(tǒng)同步控制等模塊。并且進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)。 刺激程序與采集程序的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸是本系統(tǒng)的關(guān)鍵之一,也是難點(diǎn)之一。本文提出一種用動(dòng)態(tài)鏈接庫(DLL)來實(shí)現(xiàn)基于文件映射的共享內(nèi)存技術(shù),很好的解決了兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸,實(shí)驗(yàn)表明該方法達(dá)到了預(yù)期要求。 本文分別研究和實(shí)現(xiàn)了瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種模式下腦電信號的提取和識別,方法分別是累加平均與相關(guān)系數(shù)法和FFT。 為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成,解決不同環(huán)境程序(VC,dll,LabVIEW)之間的通信和同步控制問題,本文運(yùn)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)以及LabVIEW全局變量技術(shù),較好地解決了該問題。
【圖文】：

通過該技術(shù)可加速圖像的顯示。.3 實(shí)時(shí)處理下的刺激器設(shè)計(jì)本文所設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的刺激器是在 Visual C++6.0 開發(fā)環(huán)境下完成。在刺激器計(jì)中充分利用 C++語言、MFC 技術(shù)、多線程技術(shù)、DirectX 技術(shù)等的優(yōu)秀性能高刺激器乃至整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。.3.1 刺激圖形與刺激模式選擇與設(shè)計(jì)項(xiàng)目的前期工作中對刺激器的刺激圖形和相應(yīng)的圖形變換方式等做了大量，得出的結(jié)論是：通過模塊（方塊或者其他形狀）的顏色變換形成的閃爍對的刺激最有效，，能夠有效刺激產(chǎn)生誘發(fā)腦電信號。① 刺激圖形的選擇本文研究了兩種圖形模塊：箭頭和方塊。圖 2.1 是刺激目標(biāo)為箭頭的刺激器 2.2 的刺激目標(biāo)是方塊。隨著系統(tǒng)研究的深入，發(fā)現(xiàn)箭頭刺激效果不如方塊效，所以最后系統(tǒng)采用的是方塊的方式。

圖 2.2 刺激模塊為方塊的刺激器Figure 2.2 The square stimulator② 圖形顏色選擇刺激圖形顏色變換要能夠有效刺激眼睛，產(chǎn)生腦電信號，就需要圖形變顏色差要較大。系統(tǒng)前期選擇的顏色是：紅(RGB，255:0:0)→黃(RGB，255:255:0)。經(jīng)過發(fā)現(xiàn)刺激產(chǎn)生的誘發(fā)電位不夠明顯。后來采用白（RGB, 255:255:255）GB，0:0:0），兩種顏色色差達(dá)到最大，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明這兩種顏色對眼睛的系統(tǒng)要求。其缺點(diǎn)是：測試者在測試時(shí)間長了之后眼睛有干涉感，易流③ 刺激器參數(shù)設(shè)置為了不同的刺激需求，刺激器具有一些相關(guān)參數(shù)。具體參數(shù)如圖 2.3。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TP334.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2644086