【摘要】： 腦機(jī)接口技術(shù)發(fā)展至今,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的非行為化的人機(jī)交互,但由于腦電信號(hào)本身的低信噪比和時(shí)變性,現(xiàn)有信號(hào)處理算法對(duì)于實(shí)現(xiàn)在線應(yīng)用顯得力不從心,這成為制約基于腦機(jī)接口技術(shù)的人機(jī)一體化系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。我們意識(shí)到,單一的大腦狀態(tài)測(cè)量技術(shù)(EEG)對(duì)于實(shí)現(xiàn)高效的腦機(jī)一體化系統(tǒng)是很困難的,多模態(tài)測(cè)量融合技術(shù)是一個(gè)必然趨勢(shì)。 本文基于上述想法,申請(qǐng)了國(guó)防科技大學(xué)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目“運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制的腦機(jī)制—基于多模態(tài)測(cè)量融合技術(shù)的一體化人機(jī)系統(tǒng)研究”,在該項(xiàng)目支持下,對(duì)一體化人機(jī)系統(tǒng)中的三種關(guān)鍵技術(shù)—腦電圖、肌電圖和功能磁共振技術(shù)進(jìn)行了研究和探討,掌握了幾種信號(hào)各自的時(shí)頻特點(diǎn)、分辨率和信噪比等特征。在分析了當(dāng)前腦機(jī)接口技術(shù)的進(jìn)展情況,并研究了世界范圍內(nèi)的典型腦機(jī)接口系統(tǒng)后,提出了一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)范式—基于腦電的控制實(shí)驗(yàn),該范式克服了其他范式中人僅作為信號(hào)源存在而不能更多地參與實(shí)驗(yàn)的缺點(diǎn),使人優(yōu)異的平衡調(diào)節(jié)能力和自適應(yīng)能力在實(shí)驗(yàn)中有了充分體現(xiàn)。在該范式基礎(chǔ)上,建立了虛擬倒擺控制系統(tǒng),不僅可以用于腦機(jī)接口實(shí)驗(yàn),還可以將肌電反饋技術(shù)嵌入其中,是一個(gè)很好的腦電圖/肌電圖融合技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。基于上述實(shí)驗(yàn)平臺(tái),在進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)采集和分析之外,還設(shè)計(jì)了三組肌電實(shí)驗(yàn),對(duì)采集到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后,認(rèn)為肌電干擾小、易采集、便于實(shí)時(shí)處理,將其用于人機(jī)一體化系統(tǒng)中,將有利于提高系統(tǒng)性能。此外,還對(duì)腦電圖/功能磁共振圖像的信息融合技術(shù)進(jìn)行了初步探索,認(rèn)為綜合腦電圖的時(shí)域優(yōu)勢(shì)和磁共振圖像的空域優(yōu)勢(shì),以磁共振圖像精確空間定位能力引導(dǎo)腦電圖激活源的判斷將是解決腦電圖逆問(wèn)題的好方法,這為研究運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)控制腦機(jī)制提供了很好的工具,也為人機(jī)一體化研究奠定了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

國(guó)際腦電記錄系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，從鼻根至枕骨隆突的連線稱為中線，沿中線從前往后標(biāo)志5個(gè)點(diǎn)—FPI、FZ、CZ、PZ和01，，F(xiàn)PI之前與01之后各占中線全長(zhǎng)的10%，其余點(diǎn)間距各占20%(如圖2.1中A所示);兩外耳道之間的連線稱為冠狀線，從左至右標(biāo)識(shí)5個(gè)點(diǎn)—T3、C3、CZ、C4和T4，T3與T4外側(cè)各占10%，其余點(diǎn)間距各占20%(如圖2.1中B所示)。CZ是中線與冠狀線的交點(diǎn)，因而常作為基準(zhǔn)點(diǎn)。圖2.1標(biāo)準(zhǔn)10一20電極導(dǎo)聯(lián)方式第6頁(yè)

國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究生院學(xué)位論文現(xiàn)在常用的64導(dǎo)(如圖2.2所示)、128導(dǎo)或256導(dǎo)電極帽也是根據(jù)10一20系統(tǒng)擴(kuò)展而成的。我們BCI實(shí)驗(yàn)小組所采用的是德國(guó) BrainProduets公司生產(chǎn)的 64ChannelEBAto SynAmpsPin一Outs設(shè)備。為便于對(duì)電極進(jìn)行迅速定位，中線左側(cè)的電極編號(hào)均為奇數(shù)，中線右側(cè)的電極編號(hào)均為偶數(shù)，中線上的電極編號(hào)均帶有字母Z。腦電信號(hào)由固定在電極帽上的64個(gè)電極采集后，分為兩組(每組犯?jìng)€(gè)通道)，分別經(jīng)放大器AMPI、AMPZ放大后導(dǎo)入數(shù)據(jù)適配器 USBZADAPTER，之后通過(guò)USB接口導(dǎo)入計(jì)算機(jī)。圖2， 264導(dǎo)電極帽電極位置分布2.2.2典型腦電信號(hào)神經(jīng)元放電產(chǎn)生的腦電信號(hào)頻帶較寬，主要分布在40Hz以下頻帶
【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號(hào)】：TP334.7

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2648970