基于fNIRS技術(shù)的腦機(jī)接口研究
本文選題:功能性近紅外光譜技術(shù) + 腦機(jī)接口; 參考:《天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版)》2017年05期
【摘要】:功能性近紅外光譜技術(shù)(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)作為一種無損光學(xué)腦成像技術(shù),可用于構(gòu)建腦機(jī)接口(brain-computer interface,BCI)以識(shí)別操作者肢體控制意圖.利用fNIRS技術(shù)測(cè)量11位參試者的手臂伸展、腿部伸展和手指敲擊的前額皮層(prefrontal cortex,PFC)和運(yùn)動(dòng)功能皮層(motor cortex,MC)的血氧變化信號(hào),并利用fNIRS的生理特征和支持向量機(jī)建立fNIRS-BCI分類器.結(jié)果表明手臂伸展、手指敲擊和腿部伸展的四分類fNIRS-BCI平均正確率分別為89.32%,、88.66%,和91.35%,;fNIRS-BCI的運(yùn)動(dòng)想象動(dòng)作的分類正確率不低于運(yùn)動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作;3種任務(wù)范式的混淆矩陣分析結(jié)果表明:運(yùn)動(dòng)想象誘發(fā)的腦功能活動(dòng)與同側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)執(zhí)行、對(duì)側(cè)肢體的運(yùn)動(dòng)想象活動(dòng)產(chǎn)生混淆,3種任務(wù)范式的同側(cè)運(yùn)動(dòng)想象和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行的血氧數(shù)據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果存在顯著差異.因此,fNIRS-BCI能有效識(shí)別運(yùn)動(dòng)想象和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行活動(dòng),且運(yùn)動(dòng)想象和運(yùn)動(dòng)執(zhí)行活動(dòng)的血氧數(shù)據(jù)變化具有可分性.
[Abstract]:Functional near infrared spectroscopy (FNIR) as a nondestructive optical brain imaging technique, it can be used to construct brain-computer interface (BCI) to identify the operator's limb control intention. The changes of blood oxygen in forefrontal cortex (PFCC) and motor cortexus (MCMC) of 11 subjects were measured by fNIRS technique. The fNIRS-BCI classifier was established by using the physiological characteristics of fNIRS and support vector machine. The results showed that the arms were stretched, The average correct rate of fNIRS-BCI in four categories of finger tapping and leg stretching is 89.32 and 88.66, respectively, and the classification accuracy of fNIRS-BCI in motion imagination is not lower than that of the confusion matrix analysis of three task paradigms of motion execution. The results show that: 1. Brain function and ipsilateral limb movement, There were significant differences in the results of hemodynamics data test between ipsilateral motion imagination and exercise execution in three task paradigms of contralateral limbs. Therefore, fNIRS-BCI can effectively identify movement imagination and movement execution activities, and the changes of blood oxygen data between motion imagination and motion execution activities are separable.
【作者單位】: 中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心人因工程國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】:國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金資助項(xiàng)目(71201148) 國(guó)防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)技術(shù)課題資助項(xiàng)目(9140C770208150C77320,2012SY54B1701,SYFD150051805) 飛天基金資助項(xiàng)目(FTK201509)~~
【分類號(hào)】:R338;TN911.7
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,本文編號(hào):2015269
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