發(fā)布時(shí)間：2021-08-09 02:37

　　本課題旨在研發(fā)一款基于運(yùn)動(dòng)想象腦電控制的實(shí)時(shí)在線腦機(jī)接口（BCI）系統(tǒng),面向中風(fēng)偏癱病人的康復(fù)訓(xùn)練。該系統(tǒng)包含運(yùn)動(dòng)想象在線檢測(cè)算法,康復(fù)外骨骼和康復(fù)系統(tǒng)軟件平臺(tái)三大核心部分,通過實(shí)時(shí)檢測(cè)患者的EEG信號(hào),識(shí)別出患者的運(yùn)動(dòng)傾向,進(jìn)而控制外骨骼牽引患者受損上肢進(jìn)行運(yùn)動(dòng),達(dá)到主動(dòng)康復(fù)治療的目的。其神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)在于神經(jīng)可塑性理論,通過運(yùn)動(dòng)想象并能使患者通過外骨骼得到真實(shí)的運(yùn)動(dòng)反饋,這種自主意愿得以實(shí)現(xiàn)能夠促進(jìn)受損運(yùn)動(dòng)神經(jīng)修復(fù),使未受損區(qū)域的休眠神經(jīng)元蘇醒過來重新構(gòu)建神經(jīng)通路,以達(dá)到康復(fù)目的。本文首先對(duì)腦電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及特性進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上提出了腦電信號(hào)預(yù)處理的方法,包括去除偽跡噪聲及采用空域?yàn)V波器提高腦電信號(hào)的空間分辨率。然后設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)想象腦電實(shí)驗(yàn)流程,包含離線與在線兩部分,提取到了分別對(duì)應(yīng)左右手運(yùn)動(dòng)想象的腦電數(shù)據(jù)集。在特征提取方面,本文比較了頻域特征和空域特征的效果,頻域特征采用的是基于AR模型的功率譜密度,并在此基礎(chǔ)上根據(jù)功率譜的平均特征及變化特征提出了新的特征點(diǎn),并利用遺傳算法作為特征選擇的方法,根據(jù)每個(gè)患者的實(shí)際情況選擇最適合的特征,提高了算法的魯棒性。而空域特征采用的是共空... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

康復(fù)訓(xùn)練示意圖

的大腦運(yùn)動(dòng)皮層中植入電極來采集猴子進(jìn)行指定任務(wù)時(shí)所發(fā)出的神經(jīng)元過多次訓(xùn)練來尋找確定運(yùn)動(dòng)敏感區(qū)域，并且可以提前 1 秒鐘檢測(cè)出猴子向，預(yù)判出猴子接下來的運(yùn)動(dòng)行為，將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制指令控制機(jī)作，結(jié)果猴子實(shí)現(xiàn)了自己控制機(jī)械臂[1,7]，如圖 1-5 所示。這個(gè)實(shí)驗(yàn)使人癱瘓病人通過運(yùn)動(dòng)想象技術(shù)控制機(jī)械臂的可能性。

的大腦運(yùn)動(dòng)皮層中植入電極來采集猴子進(jìn)行指定任務(wù)時(shí)所發(fā)出的神經(jīng)元過多次訓(xùn)練來尋找確定運(yùn)動(dòng)敏感區(qū)域，并且可以提前 1 秒鐘檢測(cè)出猴子向，預(yù)判出猴子接下來的運(yùn)動(dòng)行為，將處理結(jié)果轉(zhuǎn)換為控制指令控制機(jī)作，結(jié)果猴子實(shí)現(xiàn)了自己控制機(jī)械臂[1,7]，如圖 1-5 所示。這個(gè)實(shí)驗(yàn)使人癱瘓病人通過運(yùn)動(dòng)想象技術(shù)控制機(jī)械臂的可能性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于共空間模式的運(yùn)動(dòng)想象腦電信號(hào)識(shí)別研究[J]. 潘賽虎,李文杰,張義.  南京師范大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2014(02)
[2]基于小波包和熵準(zhǔn)則的最優(yōu)頻段提取方法[J]. 李明愛,馬建勇,楊金福.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(08)
[3]基于運(yùn)動(dòng)想象腦電的上肢康復(fù)機(jī)器人[J]. 徐寶國(guó),彭思,宋愛國(guó).  機(jī)器人. 2011(03)
[4]基于節(jié)律性腦電信號(hào)的腦-機(jī)接口[J]. 高上凱.  生命科學(xué). 2008(05)
[5]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦電信號(hào)的分類研究[J]. 廖彩萍,李遠(yuǎn)清,趙慧.  自動(dòng)化與儀表. 2008(04)
[6]大腦高級(jí)皮質(zhì)功能可塑性的認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究進(jìn)展[J]. 鄭秀麗,敖純利,沈抒,謝欲曉,尹文剛.  中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志. 2007(11)
[7]腦卒中患者臨床康復(fù)診療護(hù)理方法的現(xiàn)狀[J]. 岳煒,戴紅.  護(hù)士進(jìn)修雜志. 2007(13)
[8]運(yùn)動(dòng)想象腦電的ERD/ERS分析[J]. 周穎,王濤,馮煥清,江朝暉.  北京生物醫(yī)學(xué)工程. 2004(04)

博士論文
[1]基于腦電信號(hào)的腦—機(jī)接口的關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 葉檸.東北大學(xué) 2010
[2]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口的研究[D]. 周鵬.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦—機(jī)接口特征提取和分類算法研究[D]. 唐增.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[2]進(jìn)化算法在運(yùn)動(dòng)想象腦機(jī)接口導(dǎo)聯(lián)選擇中應(yīng)用研究[D]. 戴圣法.南昌大學(xué) 2016
[3]基于腦—機(jī)接口的無線遙控車系統(tǒng)[D]. 劉暢.西北工業(yè)大學(xué) 2016
[4]基于運(yùn)動(dòng)想象腦電的手臂運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)研究[D]. 崔燕.北京工業(yè)大學(xué) 2013
[5]上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究[D]. 劉杰.青島大學(xué) 2012
[6]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口算法研究[D]. 李道禮.華南理工大學(xué) 2011
[7]基于小波變換和多域融合的腦電信號(hào)特征提取[D]. 王攀.浙江大學(xué) 2011
[8]基于運(yùn)動(dòng)想象的腦機(jī)接口的研究與設(shè)計(jì)[D]. 谷少東.浙江大學(xué) 2008
[9]基于左右手運(yùn)動(dòng)想象的腦—機(jī)接口的算法研究[D]. 張爽.天津大學(xué) 2007
[10]腦電信號(hào)實(shí)用處理技術(shù)的研究[D]. 于蘭蘭.山東大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3331192