基于體感電刺激誘發(fā)P300的腦機(jī)接口
本文關(guān)鍵詞: 腦-機(jī)接口 電刺激 P 單通道 出處:《儀器儀表學(xué)報(bào)》2017年06期 論文類型:期刊論文
【摘要】:基于視聽刺激誘發(fā)P300信號(hào)是目前腦機(jī)接口普遍使用的范式,然而眾多病患存在視聽功能障礙,無法由視聽刺激獲得穩(wěn)定準(zhǔn)確的P300信號(hào),傳統(tǒng)的P300腦機(jī)接口存在諸多局限性,因此,設(shè)計(jì)了一種以空間體感電刺激作為新范式的P300-腦機(jī)接口系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)采集了15名健康受試者注意不同手指電刺激時(shí)的腦電信號(hào),僅對(duì)單一導(dǎo)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理,得到分類準(zhǔn)確率和信息傳輸速率。結(jié)果顯示,所有受試者可以成功誘發(fā)出P300特征信號(hào),潛伏期在300ms附近;所有受試者的平均分類正確率達(dá)到77.96%±5.04%,高于隨機(jī)水平(25%);信息傳輸速率最高可達(dá)15.97 bit/min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,采用基于空間位置的體感電刺激誘發(fā)P300的腦機(jī)接口系統(tǒng),可以獲得穩(wěn)定的P300特征信號(hào),是一種新的誘發(fā)模式;此外,僅采用一個(gè)導(dǎo)聯(lián)的數(shù)據(jù),即可達(dá)到較好的分類正確率和信息傳輸速率,方便用戶使用。
[Abstract]:The P300 signal induced by audiovisual stimulation is widely used in BCI at present. However, many patients have audiovisual dysfunction and can not obtain stable and accurate P300 signals by audiovisual stimulation. The traditional P300 BCI has many limitations. A P300-brain computer interface system with spatial somatosensory stimulation as a new paradigm was designed. Only the single lead data were analyzed and processed, and the classification accuracy and information transmission rate were obtained. The results showed that all the subjects could induce P300 characteristic signal successfully, and the latency was about 300ms. The average classification accuracy of all subjects was 77.96% 鹵5.04, which was higher than that of random level. The information transmission rate was up to 15.97 bit / min. The experimental results showed that the BCI system of P300 was induced by somatosensory electrical stimulation based on spatial position. Stable P300 characteristic signal can be obtained, which is a new evoked mode. In addition, the classification accuracy and information transmission rate can be achieved by using only one lead data, which is convenient for users to use.
【作者單位】: 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程研究所;香港大學(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院矯形與創(chuàng)傷外科學(xué)系;
【基金】:國家自然科學(xué)基金(81271685,61501524) 天津市自然科學(xué)基金(16JCQNJC01300) 協(xié)和青年基金(3332015119)項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】:R318;TN911.7
【正文快照】: 1引言腦-機(jī)接口(brain computer interface,BCI)是一種不依賴于外周神經(jīng)和肌肉系統(tǒng),直接在人腦和計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備和外界環(huán)境間進(jìn)行信息交流和控制的通訊系統(tǒng)[1-5],為人們提供了一種全新的人機(jī)信息交互方式,尤其是為殘疾人提供了通訊交流的途徑和康復(fù)治療的手段[6-8];陬^
【參考文獻(xiàn)】
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4 蒲江波;安興偉;李杰威;崔紅巖;明東;胡勇;;基于體感電刺激的腦-機(jī)接口實(shí)驗(yàn)范式初探(英文)[J];納米技術(shù)與精密工程;2015年05期
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【共引文獻(xiàn)】
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10 李鵬海;許敏鵬;萬柏坤;靳世久;明東;;視覺誘發(fā)電位腦-機(jī)接口實(shí)驗(yàn)范式研究進(jìn)展[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2016年10期
【二級(jí)參考文獻(xiàn)】
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5 孔麗文;薛召軍;陳龍;何峰;綦宏志;萬柏坤;明東;;基于虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的腦機(jī)接口技術(shù)研究進(jìn)展[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2015年03期
6 孫一心;鐘瑩;王向鴻;孫小兵;李醒飛;;柔性電容式觸覺傳感器的研究與實(shí)驗(yàn)[J];電子測量與儀器學(xué)報(bào);2014年12期
7 SONG Aiguo;ZENG Hong;YANG Renhuan;XU Baoguo;;Fundamental problems in rehabilitation robots based on neuro-machine interaction[J];Instrumentation;2014年03期
8 明東;王坤;何峰;綦宏志;萬柏坤;;想象動(dòng)作誘發(fā)生理信息檢測及其應(yīng)用研究:回顧與展望[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年09期
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10 黃璐;王宏;;單導(dǎo)聯(lián)腦電信號(hào)P300分類研究[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2014年04期
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3 李東風(fēng),趙靜,蔣錦昌;電刺激鳴禽高級(jí)發(fā)聲中樞誘發(fā)叫聲的聲譜分析[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年01期
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5 彭良瑞;孤立電刺激下肌肉力激發(fā)、力大小、力速度的估算[J];國外醫(yī)學(xué).生物醫(yī)學(xué)工程分冊(cè);1995年01期
6 張能;陳永躍;陸杰;黃仲蓀;;電刺激兔孤束束誘發(fā)消化間期胃綜合肌電的變化[J];四川生理科學(xué)雜志;1991年Z1期
7 鄒賢剛,肖英達(dá),黃國屏,杜淼;電刺激家兔卵母細(xì)胞孤雌活化的研究[J];動(dòng)物學(xué)報(bào);1993年01期
8 姚冰,付軍,冷吉燕;電刺激韁核對(duì)大鼠血壓影響的實(shí)驗(yàn)研究[J];中國老年學(xué)雜志;2004年12期
9 藍(lán)書成;李東風(fēng);左明雪;陳琳;楊偉;;電刺激鵪鶉中腦對(duì)鳴叫及呼吸的影響[J];東北師大學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年04期
10 馬嶸,徐光堯;電刺激弓狀核對(duì)胃內(nèi)壓的影響及其外周途徑分析[J];生理學(xué)報(bào);1991年04期
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5 陳維毅;邵西倉;張學(xué)鋒;;家兔腓腸肌在電刺激下的力學(xué)行為[A];第七屆全國生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2003年
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8 李閣;電刺激迷走神經(jīng)對(duì)高脂飲食大鼠攝食和體重的影響[D];青島大學(xué);2014年
,本文編號(hào):1473925
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