基于fNIRS技術的腦機接口研究
本文選題:功能性近紅外光譜技術 + 腦機接口 ; 參考:《天津大學學報(自然科學與工程技術版)》2017年05期
【摘要】:功能性近紅外光譜技術(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)作為一種無損光學腦成像技術,可用于構建腦機接口(brain-computer interface,BCI)以識別操作者肢體控制意圖.利用fNIRS技術測量11位參試者的手臂伸展、腿部伸展和手指敲擊的前額皮層(prefrontal cortex,PFC)和運動功能皮層(motor cortex,MC)的血氧變化信號,并利用fNIRS的生理特征和支持向量機建立fNIRS-BCI分類器.結果表明手臂伸展、手指敲擊和腿部伸展的四分類fNIRS-BCI平均正確率分別為89.32%,、88.66%,和91.35%,;fNIRS-BCI的運動想象動作的分類正確率不低于運動執(zhí)行動作;3種任務范式的混淆矩陣分析結果表明:運動想象誘發(fā)的腦功能活動與同側肢體的運動執(zhí)行、對側肢體的運動想象活動產(chǎn)生混淆,3種任務范式的同側運動想象和運動執(zhí)行的血氧數(shù)據(jù)檢驗結果存在顯著差異.因此,fNIRS-BCI能有效識別運動想象和運動執(zhí)行活動,且運動想象和運動執(zhí)行活動的血氧數(shù)據(jù)變化具有可分性.
[Abstract]:Functional near infrared spectroscopy (FNIR) as a nondestructive optical brain imaging technique, it can be used to construct brain-computer interface (BCI) to identify the operator's limb control intention. The changes of blood oxygen in forefrontal cortex (PFCC) and motor cortexus (MCMC) of 11 subjects were measured by fNIRS technique. The fNIRS-BCI classifier was established by using the physiological characteristics of fNIRS and support vector machine. The results showed that the arms were stretched, The average correct rate of fNIRS-BCI in four categories of finger tapping and leg stretching is 89.32 and 88.66, respectively, and the classification accuracy of fNIRS-BCI in motion imagination is not lower than that of the confusion matrix analysis of three task paradigms of motion execution. The results show that: 1. Brain function and ipsilateral limb movement, There were significant differences in the results of hemodynamics data test between ipsilateral motion imagination and exercise execution in three task paradigms of contralateral limbs. Therefore, fNIRS-BCI can effectively identify movement imagination and movement execution activities, and the changes of blood oxygen data between motion imagination and motion execution activities are separable.
【作者單位】: 中國航天員科研訓練中心人因工程國防科技重點實驗室;
【基金】:國家自然科學基金青年基金資助項目(71201148) 國防科技重點實驗室的實驗技術課題資助項目(9140C770208150C77320,2012SY54B1701,SYFD150051805) 飛天基金資助項目(FTK201509)~~
【分類號】:R338;TN911.7
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,本文編號:2015269
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