腦機接口（brain-computer interface,BCI）是一種基于腦電信號的全新人機接口方式,它不依賴于人體的外周神經(jīng)和肌肉組織等的正常輸出通道,直接建立了大腦與外部通信設(shè)備的控制通路。BCI系統(tǒng)的一個重要用途就是為偏癱患者提供了一種新的康復(fù)治療途徑,這種康復(fù)治療方式有助于偏癱患者增加中樞神經(jīng)細胞的可塑潛力,重建受損的大腦皮質(zhì),修復(fù)外部肢體與大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的聯(lián)系,因此BCI系統(tǒng)對于偏癱康復(fù)領(lǐng)域具有重要的意義和廣泛的應(yīng)用前景。本文首先介紹了基于腦機接口的手指康復(fù)系統(tǒng)的課題背景和研究意義,分析了腦電信號（electroencephalography,EEG）的產(chǎn)生、特點以及采集方式,并結(jié)合了BCI系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及研究方法,確立了基于運動想象（motor imagery,MI）的BCI系統(tǒng)研究思路。然后根據(jù)偏癱康復(fù)治療理論以及康復(fù)系統(tǒng)設(shè)計的原則,提出了系統(tǒng)的整體設(shè)計框架,同時針對現(xiàn)今EEG的特征提取和特征分類方法進行了詳細分析。其次,對于手指康復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計,根據(jù)人體手指的生物學(xué)特性以及手指康復(fù)的需求,設(shè)計了輔助偏癱患者進行康復(fù)訓(xùn)練的手指康復(fù)機構(gòu)。然后,對下位機硬件電... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 腦機接口的理論基礎(chǔ)
        1.2.1 腦機接口系統(tǒng)組成和原理
        1.2.2 腦電信號簡介
        1.2.3 腦電信號的采集方式
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究思路
    1.4 本文研究內(nèi)容
第二章 基于腦機接口的手指康復(fù)系統(tǒng)總體設(shè)計
    2.1 偏癱患者手指康復(fù)治療理論
    2.2 腦電信號的特征提取方法
        2.2.1 時域分析技術(shù)
        2.2.2 頻域分析技術(shù)
        2.2.3 時頻分析技術(shù)
    2.3 腦電信號的特征分類方法
        2.3.1 基于Fisher準則的線性判別分析
        2.3.2 支持向量機
        2.3.3 梯度提升決策樹
    2.4 康復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計要求
        2.4.1 康復(fù)系統(tǒng)的設(shè)計原則
        2.4.2 康復(fù)系統(tǒng)的訓(xùn)練模式設(shè)計
    2.5 康復(fù)系統(tǒng)的總體設(shè)計框架
    2.6 本章小結(jié)
第三章 手指康復(fù)系統(tǒng)的機構(gòu)設(shè)計與分析
    3.1 人手生物學(xué)結(jié)構(gòu)特性分析
    3.2 磁流變液力反饋驅(qū)動裝置的設(shè)計與分析
        3.2.1 康復(fù)系統(tǒng)的驅(qū)動力設(shè)計
        3.2.2 磁流變液技術(shù)
        3.2.3 被動力反饋執(zhí)行器的設(shè)計
        3.2.4 主動型驅(qū)動執(zhí)行器的設(shè)計
    3.3 手指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)傳感裝置設(shè)計
        3.3.1 力矩傳感器選型
        3.3.2 位置傳感器選型
    3.4 手指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)機構(gòu)設(shè)計
        3.4.1 拇指康復(fù)訓(xùn)練機構(gòu)設(shè)計
        3.4.2 食指康復(fù)訓(xùn)練機構(gòu)設(shè)計
    3.5 本章小結(jié)
第四章 手指康復(fù)系統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)計與分析
    4.1 下位機硬件電路系統(tǒng)設(shè)計
        4.1.1 硬件電路總體結(jié)構(gòu)
        4.1.2 主控制器模塊
        4.1.3 傳感器數(shù)據(jù)采集模塊
        4.1.4 驅(qū)動控制電路模塊
        4.1.5 通信及調(diào)試接口模塊
        4.1.6 電源管理模塊
    4.2 下位機控制系統(tǒng)軟件流程和USB通信設(shè)計
        4.2.1 下位機控制系統(tǒng)軟件流程
        4.2.2 USB通信簡介
        4.2.3 USB通信設(shè)計
        4.2.4 上位機與下位機通信協(xié)議設(shè)計
    4.3 上位機控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.3.1 上位機軟件開發(fā)語言和框架選擇
        4.3.2 上位機軟件系統(tǒng)設(shè)計
    4.4 手指康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)實驗分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于腦機接口的手指康復(fù)系統(tǒng)離線實驗
    5.1 引言
    5.2 運動想象腦機接口的原理
    5.3 運動想象手指康復(fù)系統(tǒng)實驗設(shè)計
        5.3.1 手指運動想象腦電信號采集
        5.3.2 手指運動想象實驗設(shè)計
    5.4 運動想象腦電信號的特征提取與分類
        5.4.1 腦電信號預(yù)處理
        5.4.2 腦電導(dǎo)聯(lián)選擇
        5.4.3 特征提取與分類
        5.4.4 實驗結(jié)果分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 課題總結(jié)
    6.2 存在的問題及建議
致謝
參考文獻
作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文及申請的專利


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2916741