【摘要】：隨著科技發(fā)展和時代進步,腦-機接口技術(shù)正獲得越來越多的關(guān)注�；谶\動想象的腦-機接口系統(tǒng)通過解析運動想象腦電信號,可將大腦發(fā)出的運動意圖作為控制指令直接控制外部設(shè)備,從而使運動功能缺失的人群具備行動能力。作為腦-機接口系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),多類運動想象腦電信號的準確解析具有重要的意義。為實現(xiàn)對不同肢體的運動控制,并進一步的實現(xiàn)對單關(guān)節(jié)不同運動類型的控制,在傳統(tǒng)四分類運動想象的基礎(chǔ)上設(shè)計了肩關(guān)節(jié)三類運動想象實驗范式。針對肩關(guān)節(jié)三類運動想象,提出了基于AF-CSP和孿生支持向量機的腦電信號識別方法。為擴大運動想象的控制范圍,克服腦電信號的維度災(zāi)難,提出了基于黎曼流形的適用于不同肢體多類運動及單關(guān)節(jié)的SJ-GDA降維方法及決策樹分類框架。主要研究內(nèi)容如下:(1)運動想象實驗范式研究。根據(jù)當前研究內(nèi)容多基于數(shù)據(jù)集2和數(shù)據(jù)集3的不同肢體運動想象展開,本文設(shè)計了右肩關(guān)節(jié)前屈、后伸和外展三類運動想象實驗范式。實驗采集七名被試者腦電信號作為數(shù)據(jù)集1,采用共平均參考對原始腦電信號進行空間濾波,根據(jù)腦電信號的頻譜特性分析與運動想象相關(guān)的頻帶范圍。(2)腦電信號特征提取方法研究。(1)針對肩關(guān)節(jié)三類運動想象,提出基于AF-CSP的肩部三類運動想象特征提取方法。采用本征模態(tài)函數(shù)分析腦電信號中所包含的幅頻域信息,篩選與運動想象相關(guān)的幅頻域信息取代時域信號輸入共空間模式,提高共空間模式特征提取能力。(2)針對腦電信號維度災(zāi)難問題,提出基于黎曼流形的數(shù)據(jù)降維方法SJ-GDA。運用半監(jiān)督聯(lián)合互信息對高維特征向量排序,采用廣義判別分析對截取的高維特征向量降維,最后聯(lián)合構(gòu)造特征向量。通過數(shù)據(jù)集對比分析了SJ-GDA、半監(jiān)督聯(lián)合互信息和廣義判別分析所呈現(xiàn)的特征分布趨勢,驗證了方法的有效性。(3)運動想象分類研究。(1)提出基于第二代非支配排序進化算法的孿生支持向量機解決肩關(guān)節(jié)三分類問題。對比第二代非支配排序進化算法優(yōu)化孿生支持向量機、網(wǎng)格搜索優(yōu)化孿生支持向量機、最小二乘支持向量機、粒子群優(yōu)化支持向量機、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及極限學(xué)習(xí)機,證明本文所提方法的優(yōu)越性。(2)提出可與多種分類器結(jié)合的決策樹分類框架解決多分類問題。對比分析決策樹分類框架對分類器分類性能的提高程度。將決策樹分類框架與K最近鄰方法結(jié)合,在三種數(shù)據(jù)集上均取得較高的分類結(jié)果。此外,由于決策樹分類框架可與不同分類器相結(jié)合,因此具有較大的推廣意義。
【圖文】：

- 2 -圖 1-1 患者的神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練模式 Gomez-Rodriguez 等設(shè)計了一款能夠分析被試者手臂運動想象動作類別或者處于運動想象狀態(tài)的 EEG 信號采集系統(tǒng)，通過視覺反饋形成閉環(huán)系臂的控制，該系統(tǒng)如圖 1-2 所示[12]。6 名健康被試者和 2 名中風(fēng)患者參實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠改善患者手臂康復(fù)訓(xùn)練的效果。圖 1-2 手臂康復(fù)系統(tǒng)利 Barsotti 等人設(shè)計了物品抓取和移動的運動想象實驗范式，采集三名

觸(坐姿)h(5)機EEG肌電外骨骼70h圖圖圖圖土圖圖圖土圖圖土圖圖土圖土圖圖土土土土134觸覺反饋 1-1 患者的神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練模計了一款能夠分析被試者的 EEG 信號采集系統(tǒng)，通 1-2 所示[12]。6 名健康被能夠改善患者手臂康復(fù)訓(xùn)
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318;TN911.7

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張濤;江晨陽;李夢晨;堯德中;徐鵬;;運動想象的大尺度動態(tài)功能網(wǎng)絡(luò)連接[J];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報;2019年04期

2 李范強;吳巧云;黃日荷;;針刺、推拿聯(lián)合運動想象療法對腦卒中偏癱患者肢體功能的影響[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進展;2016年04期

3 武峙璇;趙麗波;劉瑋;于杰;;運動想象療法對早期腦梗死患者康復(fù)治療有效性的研究[J];中國衛(wèi)生標準管理;2017年04期

4 任靜;郭佳琪;;探討運動想象療法對腦卒中偏癱患者平衡功能恢復(fù)的影響[J];中國衛(wèi)生標準管理;2017年09期

5 朱海平;馮玲;;運動想象療法對腦卒中偏癱患者上肢運動功能恢復(fù)的影響[J];中國高等醫(yī)學(xué)教育;2017年08期

6 陳麗娜;;針灸聯(lián)合運動想象療法對腦卒中偏癱患者康復(fù)進程的作用分析[J];中醫(yī)臨床研究;2016年03期

7 曾令雄;;運動想象療法在腦卒中偏癱患者下肢功能康復(fù)治療中的效果觀察[J];健康之路;2017年10期

8 董一璇;;運動想象療法在療養(yǎng)院腦卒中偏癱康復(fù)訓(xùn)練中的應(yīng)用[J];中國民間療法;2013年01期

9 葛晴霞;郭根平;章慧霞;;運動想象療法在腦卒中偏側(cè)忽略訓(xùn)練中的應(yīng)用[J];中國康復(fù)理論與實踐;2013年02期

10 嚴樹嬋;曾少良;金勤劍;;運動想象療法在冠心病介入治療患者心臟康復(fù)中的應(yīng)用[J];中國當代醫(yī)藥;2013年14期

相關(guān)會議論文 前10條

1 李麗君;黃思娟;吳效明;熊冬生;;基于運動想象的腦電信號特征提取與分類[A];中國儀器儀表學(xué)會醫(yī)療儀器分會2010兩岸四地生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)術(shù)年會論文集[C];2010年

2 費琳;謝文龍;何鳳祥;唐娟芬;徐艷;周潔;沈慕云;;運動想象療法在偏癱患者上肢功能康復(fù)治療中的效果觀察[A];2013浙江省物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)年會暨第八屆浙江省康復(fù)醫(yī)學(xué)發(fā)展論壇論文集[C];2013年

3 徐海鷹;;運動想象療法結(jié)合運動再學(xué)習(xí)方案在腦卒中早期患者上肢功能的應(yīng)用[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會運動療法分會第十一屆全國康復(fù)學(xué)術(shù)大會學(xué)術(shù)會議論文摘要匯編[C];2011年

4 李澤云;王昭君;林金生;盧攀;;運動想象聯(lián)合強制性運動療法治療腦卒中偏癱60例臨床觀察[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦血管病專業(yè)委員會換屆暨第十五次全國腦血管病康復(fù)學(xué)術(shù)年會、湖南省康復(fù)醫(yī)學(xué)會神經(jīng)康復(fù)專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

5 賈子善;;運動想像的理論與應(yīng)用[A];2008年浙江省物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)術(shù)年會暨中樞神經(jīng)功能損傷康復(fù)新進展學(xué)習(xí)班論文匯編[C];2008年

6 李巖;;運動想象療法對腦卒中患者運動功能及步態(tài)的影響[A];2015浙江省物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)學(xué)術(shù)年會論文匯編[C];2015年

7 劉佳;鄧景貴;陶希;宋紅;;運動想象療法對老年卒中偏癱患者肢體功能恢復(fù)的影響研究[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦血管病專業(yè)委員會換屆暨第十五次全國腦血管病康復(fù)學(xué)術(shù)年會、湖南省康復(fù)醫(yī)學(xué)會神經(jīng)康復(fù)專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

8 朱美紅;顧旭東;時美芳;金妹;姚云海;傅建明;鄒衛(wèi)英;;運動想象療法對腦卒中偏癱患者日常生活活動能力的影響[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會第十四次腦血管病康復(fù)學(xué)術(shù)會議暨中華中醫(yī)藥學(xué)會第九次養(yǎng)生康復(fù)學(xué)術(shù)會議論文匯編[C];2011年

9 王艷;唐強;白震民;李娟;;頭穴叢刺與被動運動和運動想象結(jié)合對早期腦卒中患者運動功能的影響[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會第五屆全國康復(fù)治療學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

10 陳愛連;;運動想象及強制性運動療法促進卒中偏癱上肢功能恢復(fù)1例報告[A];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會腦血管病專業(yè)委員會換屆暨第十五次全國腦血管病康復(fù)學(xué)術(shù)年會、湖南省康復(fù)醫(yī)學(xué)會神經(jīng)康復(fù)專業(yè)委員會2012學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 苗敏敏;運動想象腦電模式識別算法研究[D];東南大學(xué);2018年

2 謝小峰;基于協(xié)方差特征的EEG解碼及其在運動想象腦機接口系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D];華南理工大學(xué);2018年

3 李端;面向智慧醫(yī)療的生物電信號分類識別算法研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

4 徐佳琳;運動想象電位的腦機接口及腦網(wǎng)絡(luò)研究[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2017年

5 趙宇偉;運動相關(guān)腦神經(jīng)信號解析及關(guān)聯(lián)規(guī)律研究[D];軍事科學(xué)院;2018年

6 岳敬偉;腦機協(xié)調(diào)控制理論與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

7 魏慶國;基于運動想象的腦—機接口分類算法的研究[D];清華大學(xué);2006年

8 朱峰;電針結(jié)合具身運動想象療法對腦梗死后偏癱的臨床研究[D];南京中醫(yī)藥大學(xué);2017年

9 方永慧;基于運動想象腦電信號非線性特性分析的腦—機接口研究[D];重慶大學(xué);2014年

10 劉美春;基于運動想象的腦—機接口系統(tǒng)模式識別算法研究[D];華南理工大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王曉旭;多任務(wù)運動想象腦電信號分類算法研究[D];吉林大學(xué);2019年

2 阮晶;運動想象BCI導(dǎo)聯(lián)優(yōu)化與訓(xùn)練樣本質(zhì)量評估方法研究[D];安徽大學(xué);2019年

3 楊舒寧;運動想象中手部運動腦電信號的解析方法研究[D];東北電力大學(xué);2019年

4 余溯源;運動想象干預(yù)對老年缺血性腦卒中患者恐懼跌倒的效果研究[D];鄭州大學(xué);2019年

5 趙凱;多類運動想象腦電信號識別及其在BCI中的應(yīng)用研究[D];東北電力大學(xué);2019年

6 常洪麗;基于運動想象腦機接口的算法分析[D];山東師范大學(xué);2019年

7 李小芹;基于體感誘發(fā)和運動想象的下肢側(cè)向性識別研究[D];天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué);2018年

8 鄺亞云;基于運動想象的腦機接口技術(shù)研究[D];中北大學(xué);2019年

9 王武奇;基于運動想象的腦機接口控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

10 崔麗霞;基于概率協(xié)作表示的運動想象腦電信號識別分類研究[D];山東師范大學(xué);2018年

，

本文編號：2645959