本文關(guān)鍵詞：基于腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的異步BCI系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 腦-機接口(BCI) 腦網(wǎng)絡(luò) 運動準備電位(BP)

【摘要】：腦—機接口(Brain-computer interface,BCI)是一種不依賴周圍神經(jīng)和肌肉組織,完全自主的實現(xiàn)人腦對外部環(huán)境直接控制的系統(tǒng)。BCI涉及多學科交叉技術(shù),在醫(yī)療康復(fù)、運動輔助、人機交互等領(lǐng)域有廣闊前景。無創(chuàng)腦電圖(Electroencephalogram,EEG)以其簡便、高時間分辨率的優(yōu)點成為目前BCI系統(tǒng)中使用最廣泛應(yīng)用的技術(shù)之一。然而研究發(fā)現(xiàn),約有15%到30%的用戶存在“BCI盲”問題,即該類用戶難以誘發(fā)出較強的(Event-Related Desynchronization)ERD/(Event-Related Synchronization)ERS等特征信號,無法測量到相關(guān)節(jié)律信號。此外,不同被試的特征信號存在差異性。這些問題導(dǎo)致基于EEG的BCI系統(tǒng)需要對被試進行嚴格篩選且大量前期訓(xùn)練。然而,EEG的時間序列能夠反映腦區(qū)之間的協(xié)同關(guān)系�；诖�,可將EEG時間序列轉(zhuǎn)換成一個網(wǎng)絡(luò),該網(wǎng)絡(luò)的測度與意識有關(guān)聯(lián)。這種將EEG時間序列轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)的思路,為解決BCI系統(tǒng)存在的問題提供了一種新途徑。以腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為切入點,以設(shè)計與實現(xiàn)異步BCI系統(tǒng)為目標,重點解決基于腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的BCI系統(tǒng)實現(xiàn)過程中的問題。本文的主要研究工作包括:(1)針對如何建立腦網(wǎng)絡(luò)模型的問題,首先通過定位激活腦區(qū)確定了FC1等18個關(guān)鍵通道作為腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點;其次從幅值和相位角度分別采用相干系數(shù)(COH)和相位鎖相(PLV)量化節(jié)點之間的關(guān)系,構(gòu)建加權(quán)網(wǎng)絡(luò)和二值網(wǎng)絡(luò)。(2)圍繞異步BCI中工作態(tài)和空閑態(tài)判別這一核心問題,通過肌電信號(EMG)確定運動起始時刻,提取運動執(zhí)行前500ms到1200ms時間段的運動準備電位(BP)作為工作態(tài),以此代替運動執(zhí)行中的EEG,判別被試工作態(tài)和空閑態(tài),減少基于腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的BCI響應(yīng)延遲。(3)針對異步BCI實現(xiàn)中的關(guān)鍵問題,設(shè)計了面向腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的實驗范式、解決了信號預(yù)處理問題、提取腦網(wǎng)絡(luò)測度作為特征,采用線性Fisher和非線性SVM分類器對特征進行分類識別。對多被試的十折交叉驗證顯示:兩種分類器下基于COH加權(quán)網(wǎng)絡(luò)分類正確率分別達到61.70%和67.70%,二值網(wǎng)絡(luò)分類正確率分別達到69.48%和69.75%;基于PLV加權(quán)網(wǎng)絡(luò)分類正確率分別達到64.78%和69.47%,二值網(wǎng)絡(luò)分類正確率分別達到72.28%和76.72%。(4)基于上述核心算法,優(yōu)選PLV二值腦網(wǎng)絡(luò)的聚類系數(shù)為特征,SVM為主要分類器,實現(xiàn)了在線預(yù)處理、特征提取和分類識別算法。異步BCI系統(tǒng)的運行實驗結(jié)果顯示:系統(tǒng)能夠判斷工作態(tài)和空閑態(tài),在線識別率達到59.84%。結(jié)果表明基于腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的異步BCI系統(tǒng)具有可行性,可作為一種新途徑。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R318;TN911.7

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2 張明國;;試論網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與文化創(chuàng)新中的幾個問題[A];全國首屆“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與文化創(chuàng)新”學術(shù)研討會論文集[C];2003年

3 李志紅;;網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的文化思考[A];加入WTO和中國科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機遇、責任和對策（下冊）[C];2002年

4 張艷琴;張占領(lǐng);;計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[A];第四屆河南省汽車工程科技學術(shù)研討會論文集[C];2007年

5 羅小方;;利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提高醫(yī)院的管理水平[A];中華醫(yī)院管理學會職工醫(yī)院管理分會第二屆學術(shù)年會論文集[C];1997年

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7 陳麗敏;;中職�！队嬎銠C網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》專業(yè)目標體系研究[A];國家教師科研基金十一五階段性成果集（上海卷）[C];2010年

8 李鑫;黃崇浩;;利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 提高期刊編輯效率[A];湖北省科學技術(shù)期刊編輯學會2004學術(shù)年會論文集[C];2004年

9 趙曉玲;;《計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》專業(yè)的改革與實踐[A];2006無錫職教教師論壇論文集[C];2006年

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1 張微;基于腦網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的異步BCI系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D];鄭州大學;2017年

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7 張馨藝;信息化背景下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)文化互動關(guān)系研究[D];東北師范大學;2016年

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