【摘要】： 腦機接口(Brain-Computer Interface,BCI)是基于腦電信號實現(xiàn)人腦與計算機或其他電子設備通訊和控制的系統(tǒng),它不依賴于腦的正常輸出通路(外周神經系統(tǒng)及肌肉組織),是一種全新的通訊和控制方式�；贐CI的設備一個重要用途是為思維正常但有運動障礙的人提供與外部環(huán)境進行交流和控制的途徑。腦機接口研究在康復醫(yī)學工程等領域具有重要意義。 腦機接口的研究方法較多,可用于腦機接口的腦電信號包括視覺誘發(fā)電位、事件相關同步或去同步、皮質慢電位、自發(fā)腦電信號等。視覺誘發(fā)電位是指神經系統(tǒng)接受視覺刺激(如圖像或閃光刺激)所產生的特定電活動,信號穩(wěn)定性相對較好,誘發(fā)電位與刺激有比較固定的時間間隔,比較容易檢測。本文研究的BCI系統(tǒng)是基于視覺誘發(fā)電位的腦機接口系統(tǒng)。 本文研究和實現(xiàn)了基于視覺誘發(fā)電位的實時腦機接口系統(tǒng),研究內容包括:視覺刺激器的設計與實現(xiàn)、刺激器與采集程序的實時數(shù)據(jù)傳輸、腦電信號的提取與識別、整個實時系統(tǒng)的集成和基于本系統(tǒng)的腦機接口實驗等。 實現(xiàn)了刺激器:選擇易于產生誘發(fā)電位的顏色、頻率、時長等重要參數(shù),加入實時處理需要的信號處理、結果反饋以及系統(tǒng)同步控制等模塊。并且進行了大量實驗。 刺激程序與采集程序的實時數(shù)據(jù)傳輸是本系統(tǒng)的關鍵之一,也是難點之一。本文提出一種用動態(tài)鏈接庫(DLL)來實現(xiàn)基于文件映射的共享內存技術,很好的解決了兩者之間的數(shù)據(jù)傳輸,實驗表明該方法達到了預期要求。 本文分別研究和實現(xiàn)了瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種模式下腦電信號的提取和識別,方法分別是累加平均與相關系數(shù)法和FFT。 為實現(xiàn)系統(tǒng)的集成,解決不同環(huán)境程序(VC,dll,LabVIEW)之間的通信和同步控制問題,本文運用實時數(shù)據(jù)傳輸技術以及LabVIEW全局變量技術,較好地解決了該問題。
【圖文】：

通過該技術可加速圖像的顯示。.3 實時處理下的刺激器設計本文所設計和實現(xiàn)的刺激器是在 Visual C++6.0 開發(fā)環(huán)境下完成。在刺激器計中充分利用 C++語言、MFC 技術、多線程技術、DirectX 技術等的優(yōu)秀性能高刺激器乃至整個系統(tǒng)的運行效率。.3.1 刺激圖形與刺激模式選擇與設計項目的前期工作中對刺激器的刺激圖形和相應的圖形變換方式等做了大量，得出的結論是：通過模塊（方塊或者其他形狀）的顏色變換形成的閃爍對的刺激最有效，，能夠有效刺激產生誘發(fā)腦電信號。① 刺激圖形的選擇本文研究了兩種圖形模塊：箭頭和方塊。圖 2.1 是刺激目標為箭頭的刺激器 2.2 的刺激目標是方塊。隨著系統(tǒng)研究的深入，發(fā)現(xiàn)箭頭刺激效果不如方塊效，所以最后系統(tǒng)采用的是方塊的方式。

圖 2.2 刺激模塊為方塊的刺激器Figure 2.2 The square stimulator② 圖形顏色選擇刺激圖形顏色變換要能夠有效刺激眼睛，產生腦電信號，就需要圖形變顏色差要較大。系統(tǒng)前期選擇的顏色是：紅(RGB，255:0:0)→黃(RGB，255:255:0)。經過發(fā)現(xiàn)刺激產生的誘發(fā)電位不夠明顯。后來采用白（RGB, 255:255:255）GB，0:0:0），兩種顏色色差達到最大，經過實驗證明這兩種顏色對眼睛的系統(tǒng)要求。其缺點是：測試者在測試時間長了之后眼睛有干涉感，易流③ 刺激器參數(shù)設置為了不同的刺激需求，刺激器具有一些相關參數(shù)。具體參數(shù)如圖 2.3。
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2008
【分類號】：TP334.7

【參考文獻】

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1 程明,高上凱,張琳;基于腦電信號的腦—計算機接口[J];北京生物醫(yī)學工程;2000年02期

2 周穎,王濤,馮煥清,江朝暉;運動想象腦電的ERD/ERS分析[J];北京生物醫(yī)學工程;2004年04期

3 楊立才,李佰敏,李光林,賈磊;腦-機接口技術綜述[J];電子學報;2005年07期

4 何慶華,彭承琳,吳寶明;腦機接口技術研究方法[J];重慶大學學報(自然科學版);2002年12期

5 華小梅,林家瑞,官金安;“腦—機接口”的研究進展[J];國外醫(yī)學(生物醫(yī)學工程分冊);2004年02期

6 劉紅顯,黃文梅;LabVIEW的外部代碼接口[J];湖南大學學報(自然科學版);2002年S1期

7 唐建鋒,羅湘南,周偉林;LabVIEW外部接口技術研究與實現(xiàn)[J];衡陽師范學院學報(自然科學);2003年06期

8 高楠,卓晴,王文淵;一種新型的人機交互方式——腦機接口[J];計算機工程;2005年18期

9 張曉莉，馬繼紅;Windows的動態(tài)數(shù)據(jù)交換與應用程序間的全局堆共享[J];計算機應用;1994年05期

10 戴曉玲，李振全;Windows系統(tǒng)中兩種動態(tài)交換數(shù)據(jù)的方法[J];計算機應用;1994年06期

本文編號：2644086