發(fā)布時間：2018-05-27 06:43

  本文選題：腦機接口 + 運動想象反饋系統(tǒng)　； 參考：《電子科技大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,基于運動想象的腦機接口技術(shù)在運動控制、神經(jīng)康復(fù)及特種工業(yè)環(huán)境下的智能作業(yè)等領(lǐng)域存在著很大的潛在應(yīng)用前景,從而該項技術(shù)得到了科技界眾多研究者的關(guān)注。基于運動想象的腦機接口技術(shù)由于其涉及到的神經(jīng)機制和運動密切相關(guān),因此有望在提升受試者的運動控制能力、腦區(qū)信息處理效率以及腦癱康復(fù)中發(fā)揮重要作用。運動想象反饋是將與運動相關(guān)的腦電信號轉(zhuǎn)換為生動形象的視覺和聲音信號,如音樂、圖像等。在反饋系統(tǒng)中,受試者通過接收這些信息進行自我調(diào)節(jié)及控制,從而提升相應(yīng)的運動能力。本論文的主要貢獻如下:1.基于團隊已搭建的BCI系統(tǒng)平臺的前提下,利用多進程和多線程的軟件技術(shù)架構(gòu),實現(xiàn)了腦電信號的采集,不同反饋模式的設(shè)計與開發(fā),進而搭建起運動想象反饋系統(tǒng)平臺。該反饋系統(tǒng)主要包括與運動相關(guān)信息的直接顯示,例如功率譜,ERD,和分類結(jié)果等等,并且基于與運動想關(guān)的信息,實現(xiàn)了不同場景的反饋控制,以達到靈活應(yīng)用的目的。2.基于所開發(fā)的運動想象反饋系統(tǒng),設(shè)計并實施正常受試者的運動想象反饋訓(xùn)練方案,在實驗方案中,將被試均勻的分為反饋組和對照組。反饋組進行3種反饋模式的訓(xùn)練,包括功率譜、ERD和分類器輸出信息反饋,感興趣頻段控制的反饋,ERD和分類器輸出控制的反饋。對照組只進行傳統(tǒng)方式的運動想象訓(xùn)練。兩組被試各8人,每個被試共進行5次訓(xùn)練,每次間隔6天。每次訓(xùn)練前都會采集8分鐘靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù),然后采集相應(yīng)的實驗任務(wù)數(shù)據(jù)。通過對采集腦電數(shù)據(jù)進行運動想象控制準(zhǔn)確率、腦網(wǎng)絡(luò)屬性的分析,發(fā)現(xiàn)了反饋組的運動想象控制能力、腦網(wǎng)絡(luò)處理信息的效率都比對照組的提升效果明顯。3.將運動想象反饋系統(tǒng)用于腦癱兒童的康復(fù)治療。目前,共進行了10個腦癱兒童的反饋訓(xùn)練。在反饋訓(xùn)練中,利用開發(fā)的系統(tǒng)讓腦癱兒童進行相應(yīng)任務(wù)的運動想象反饋訓(xùn)練,每個被試共進行5次訓(xùn)練,每次間隔10天。每次訓(xùn)練都會采集8分鐘靜息態(tài)腦電數(shù)據(jù),然后采集相應(yīng)的實驗任務(wù)數(shù)據(jù)。通過對采集數(shù)據(jù)的運動能力及腦網(wǎng)絡(luò)屬性的分析,結(jié)果表明經(jīng)過反饋訓(xùn)練腦癱兒童的功能腦網(wǎng)絡(luò)括撲結(jié)構(gòu)得到了改善,這與正常的MI生理基礎(chǔ)一致。系統(tǒng)初步作用與腦癱兒童的效果表明了運動想象反饋系統(tǒng)對腦癱兒童的康復(fù)有促進作用。
[Abstract]:In recent years, the brain-computer interface technology based on motion imagination has a great potential application prospect in the fields of motor control, neural rehabilitation and intelligent operation in special industrial environment, which has attracted the attention of many researchers in the field of science and technology. The brain-computer interface technology based on motion imagination is expected to play an important role in improving the subjects' motor control ability, brain information processing efficiency and rehabilitation of cerebral palsy because of the close relationship between the neural mechanism and movement. Motion imaginary feedback is the conversion of motion related EEG signals into vivid visual and sound signals, such as music, images, etc. In the feedback system, the subjects self-regulate and control by receiving the information to improve their motor ability. The main contributions of this thesis are as follows: 1. Based on the BCI system platform which has been set up by the team, the collection of EEG signals and the design and development of different feedback modes are realized by using the multi-process and multi-thread software technology architecture, and then the motion imagination feedback system platform is built. The feedback system mainly includes the direct display of motion-related information, such as power spectrum ERD, classification results and so on. Based on the information related to motion, the feedback control of different scenes is realized to achieve the purpose of flexible application. Based on the developed motion imagination feedback system, the training scheme of motion imagination feedback for normal subjects was designed and implemented. In the experimental scheme, the subjects were divided into feedback group and control group evenly. The feedback group is trained in three kinds of feedback modes, including power spectrum ERD and classifier output information feedback, interesting frequency band control feedback / ERD and classifier output control feedback. The control group only received traditional exercise imagination training. Two groups of 8 participants, each of the participants a total of 5 times of training, each 6 days interval. The rest EEG data are collected for 8 minutes before each training, and the corresponding experimental task data are collected. By analyzing the control accuracy of EEG data and the properties of brain network, we found that the control ability of motion imagination in feedback group was significantly higher than that in control group, and the efficiency of processing information in brain network was significantly higher than that in control group. The motor imagination feedback system was applied to the rehabilitation of children with cerebral palsy. At present, 10 children with cerebral palsy received feedback training. In the feedback training, children with cerebral palsy were given motor imagination feedback training of corresponding tasks by using the developed system. At each training, the rest EEG data are collected for 8 minutes, and the corresponding task data are collected. By analyzing the motor ability of collected data and the attributes of brain network, the results show that the functional brain network envelope structure of children with cerebral palsy trained by feedback has been improved, which is consistent with the normal physiological basis of MI. The preliminary effects of the system and the effects of children with cerebral palsy indicate that the motor imagination feedback system can promote the rehabilitation of children with cerebral palsy.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：R318

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊遠濱,王薌斌;中醫(yī)意念與康復(fù)的運動想象療法的比較[J];中國康復(fù)醫(yī)學(xué)雜志;2005年10期

2 華東;;減重訓(xùn)練聯(lián)合運動想象療法對偏癱步行的影響[J];中國中醫(yī)急癥;2008年12期

3 顧麗燕;尤桂杰;趙娜娜;;運動想象療法在臨床中的應(yīng)用[J];中外醫(yī)療;2010年34期

4 劉麗;尹姣;黃菲;李春靜;趙思宇;張會君;;腦卒中偏癱患者運動想象能力的影響因素[J];中國老年學(xué)雜志;2012年04期

5 謝財忠;唐軍凱;;運動想象療法與腦卒中偏癱康復(fù)[J];醫(yī)學(xué)研究生學(xué)報;2012年11期

6 徐寶國;宋愛國;;單次運動想象腦電的特征提取和分類[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年04期

7 閆彥寧;趙斌;賈子善;黃力平;槐雅萍;;運動想象應(yīng)用于腦卒中偏癱康復(fù)的研究進展[J];中國康復(fù);2008年01期

8 朱琳;賈曉紅;劉霖;王世云;楊勝榮;宋為群;;運動想象對卒中后偏癱患者手功能康復(fù)的療效觀察[J];中國腦血管病雜志;2009年09期

9 高晴;陳華富;;基于動態(tài)因果模型的運動執(zhí)行和運動想象腦網(wǎng)絡(luò)研究[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2010年03期

10 高曉艷;谷艷;夏彩秋;周萍萍;楊青蘭;王代譽;;運動想象結(jié)合運動再學(xué)習(xí)療法對腦卒中患者肢體功能和生存質(zhì)量的影響[J];中國傷殘醫(yī)學(xué);2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 楊遠濱;王薌斌;;淺談中醫(yī)意念與運動想象的比較[A];中國醫(yī)師協(xié)會第二屆康復(fù)醫(yī)學(xué)論壇、中國康復(fù)醫(yī)學(xué)會第四屆青年學(xué)術(shù)會議、北京康復(fù)醫(yī)學(xué)會第三屆會員代表大會論文集[C];2005年

2 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

3 張爽;周鵬;熊屹;王明時;;運動想象腦電模式的動態(tài)分類[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2007年

4 諸強;謝琳;;基于小波分析的運動想象腦電模式特征提取與分類[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程進展——2007中國生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2007年

5 孔萬增;張艷娜;胡三清;戴國駿;張建海;魏大名;;基于運動想象的中風(fēng)患者肢體康復(fù)實時控制系統(tǒng)[A];第一屆全國神經(jīng)動力學(xué)學(xué)術(shù)會議程序手冊 & 論文摘要集[C];2012年

6 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

7 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

8 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

9 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

10 吳華;顧旭東;時美芳;吳彩虹;朱美紅;金妹;楊京輝;;虛擬現(xiàn)實技術(shù)結(jié)合運動想象療法對腦卒中患者上肢功能恢復(fù)的影響[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

相關(guān)重要報紙文章 前4條

1 記者 陳夢陽;遼寧:民意訴求反饋系統(tǒng)已覆蓋全省[N];新華每日電訊;2011年

2 記者 顧威;訴求辦理結(jié)果 全部公開反饋[N];工人日報;2011年

3 記者 任杰;民意訴求辦理與反饋系統(tǒng)市(縣)區(qū)工作站開通[N];營口日報;2011年

4 記者 王笑梅;民心網(wǎng)去年還利于民1.72億元[N];遼寧日報;2012年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張銳;運動想象腦—機接口的神經(jīng)機制與識別算法研究[D];電子科技大學(xué);2015年

2 單海軍;基于運動想象的腦機接口通道選擇算法研究[D];浙江大學(xué);2015年

3 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

4 王莉;應(yīng)用腦功能成像技術(shù)研究腦卒中運動想象療法神經(jīng)康復(fù)機制[D];重慶大學(xué);2015年

5 張曄;運動想象療法對于卒中后偏癱患者腦功能康復(fù)的作用機制研究[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2016年

6 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

7 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

8 徐舫舟;基于運動想象的腦機接口相關(guān)算法研究[D];山東大學(xué);2014年

9 閆靜;基于腦電的腦卒中患者運動想象認(rèn)知過程的研究[D];上海交通大學(xué);2012年

10 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

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 呂旭林;基于運動想象的反饋系統(tǒng)實現(xiàn)及應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2017年

2 牛小辰;康復(fù)運動中的腦肌電特征分析[D];燕山大學(xué);2015年

3 謝立娟;針灸合并運動想象療法在腦卒中偏癱患者康復(fù)護理中的應(yīng)用[D];河北醫(yī)科大學(xué);2015年

4 孫會文;基于運動想象腦電的腦機交互模式識別方法研究[D];昆明理工大學(xué);2015年

5 戴若夢;基于深度學(xué)習(xí)的運動想象腦電分類[D];北京理工大學(xué);2015年

6 郭蘭錦;基于結(jié)構(gòu)MRI的運動想象BCI機制研究[D];電子科技大學(xué);2014年

7 翟紅利;基于運動想象的腦機接口的數(shù)學(xué)模型與算法研究[D];長沙理工大學(xué);2014年

8 叢壯;運動想象結(jié)合音樂療法在卒中偏癱患者上肢康復(fù)中的應(yīng)用[D];遼寧醫(yī)學(xué)院;2015年

9 康莎莎;多類運動想象腦電信號的識別及其在BCI中的應(yīng)用[D];安徽大學(xué);2016年

10 何青松;基于想象左右手運動思維腦電識別分類研究[D];北京交通大學(xué);2016年

，

本文編號：1940906