结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑机接口关键技术研究

脑-机接口技术旨在大脑与外部环境之间建立一种全新的不依赖于外周神经和肌肉的交流与控制通道。基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口是目前信息传输率最高的无创脑-机接口范式,但是仍低于传统的交互方式。提出一种结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑-机接口,以进一步提高系统的信息传输率。通过不同频率的高频稳态视觉诱发电位结合sEMG编码,实现二者混合脑-机接口系统。利用典型相关分析方法对SSVEP信号进行频率识别,sEMG的检测则采用频域分析方法。来自8名健康受试者的离线结果表明该系统能够获得84.28%的平均准确率,平均信息传输率为72.63 bits/min。这些结果为结合表面肌电与稳态视觉诱发电位的混合脑-机接口研究奠定了基础。

步态诱发功能性电刺激结合视觉运动想象在改善缺血性脑卒中后下肢肌力、神经运动功能中的效果

目的:分析步态诱发功能性电刺激结合视觉运动想象在改善缺血性脑卒中后下肢肌力、神经运动功能中的效果.方法:选取2021年1月至2022年10月期间本院收诊的108例缺血性脑卒中患者作为研究对象,根据康复方案将患者分成实验组(n=56,行步态诱发功能性电刺激结合视觉运动想象康复治疗)和对照组(n=52,仅行视觉运动想象康复治疗),比较两组治疗效果.结果:治疗后,实验组下肢肌力、步行功能评分评估量表(Holden)及步态测试量表(Tinetti)评分明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,实验组简化运动功能评定表(Fugl-Meyer)评分高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);治疗后,实验组博格平衡量表(BBS)评分明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05).结论:步态诱发功能性电刺激结合视觉运动想象对缺血性脑卒中患者下肢肌力、神经运动功能的恢复有明显的疗效,可作为临床缺血性脑卒中患者的康复治疗方案.

小波变换在视觉诱发脑电信号提取中的应用──提取视觉诱发脑电信号的新方法之三

利用数据序列分解与重构的Ｍａｌｌａｔ快速算法导出了可用于视觉诱发脑电（ＶＥＰ）信号提取的小波去噪算法，并在大量提取ＶＥＰ的仿真研究的基础上进行了；临床实际应用实验．数字仿真和临床应用结果均表明，用小波变换方法可以在大幅减少视觉刺激次数的前提下识别ＶＥＰ的潜伏期Ｐ１００。

基于稳态视觉诱发电位的脑-机接口实验研究

为提取应用于脑-机接口系统的稳态视觉诱发电位信号(SSVEP),运用叠加平均与快速傅里叶变换(FFT)相结合的方法,由其频谱图上得到作为输入信号的稳态视觉诱发电位信号.通过实验确定了叠加平均次数与最佳视觉刺激颜色,并对混合闪光刺激下SSVEP的提取进行了研究.实验结果表明,该方法提取出的SSVEP信号能够反映使用者的控制意图,可应用于脑-机接口系统.

错相刺激策略用于诱发脑电信号的增强──提取视觉诱发脑电信号的新方法之一

针对最常见的一类具有持续振荡特征的自发脑电（ＥＥＧ）信号情况，提出首先对其准周期特征参数统计测定，然后进行 １０次左右的错相刺激触发和叠加，使 ＥＥＧ信号的效应大部分互相对消，同时视觉诱发脑电（ＶＥＰ）信号明显增强，为后续系列文章中对叠加所得波形的处理打下较好基础．还给出了制定错相刺激触发策略所需的具体判据和应用示例．

闪光视觉诱发电位在脑机接口中的应用研究

运用叠加平均与快速傅立叶变化相结合的方法,提取大脑皮层的稳态视觉诱发电位SSVEP(steady state visual evoked po-tential)信号,并作为输入信号应用于脑控机器人系统。通过实验确定了测试电极、视觉刺激颜色与背景亮度等模式参数,并且研究了不同使用者在不同视觉刺激频率下的SSVEP幅值变化趋势。研究结果表明,该方法能更好地提高信噪比,提取出的稳态视觉诱发电位信号能够准确反映使用者的控制意图,应用于脑控机器人系统,取得了很好的效果。

心理测验、视觉诱发电位检测亚临床肝性脑病的价值

探讨心理测验、视觉诱发电位检测在亚临床肝性脑病 (SHE)诊断中的意义。对 4 5例肝硬化患者及 30例正常人进行数字连接试验 (NCT) ,视觉诱发电位 (VEP)检测。研究其在亚临床肝性脑病诊断中的应用价值。肝硬化组NCT异常占 5 6 % (2 5 / 4 5 ) ,VEP异常占 4 9% (2 2 / 4 5 ) ,NCT和 (或 )VEP异常占 71% (32 / 4 5 ) ,两者均异常 33% (15 /4 5 ) ;对照组NCT异常占 30 % (9/ 30 ) ,VEP异常占 2 7% (8/ 30 )。两组比较差异有显著性意义 (P <0 0 5 )。NCT和VEP可用于诊断SHE ,联合检测可提高SHE检出率 。

稳态视觉诱发电位脑-机接口控制机械臂系统的设计与实现

目的近期利用非侵入式脑-机接口控制诸如计算机光标的虚拟对象及诸如轮椅的实际对象的研究已经证明了脑-机接口的前景。然而,少有研究尝试利用基于头皮脑电的非侵入式脑-机接口控制机械臂。方法引入了一个基于非侵入式脑-机接口的机械臂控制系统,该系统由机械臂子系统和基于便携式无线脑电的脑-机接口子系统组成。机械臂子系统是一个配备有两指气动抓手的6轴Denso机械臂,进而形成一个7自由度机械臂系统。针对机械臂的常用控制命令,设计了一个15目标的稳态视觉诱发电位脑-机接口且只记录了顶枕区9个导联,并用其控制一个7自由度的机械臂。为避免将刺激频率的谐波频率成分也作为刺激频率,刺激频率范围为8.0~15.7 Hz,频率间隔为0.55 Hz。无需任何训练数据的滤波器组典型相关分析方法被用于目标识别。由于机械臂由脑-机接口直接控制,该系统允许用户通过脑-机接口的15个命令在三维空间中灵活进行机械臂运动控制。结果来自10例健康受试者在线结果表明,研究所构建的脑控机械臂系统具有较好的性能,平均识别正确率高达93.87%,最高识别正确率达100.00%。结论实验结果证明了基于非侵入式脑-机接口技术控制机械臂的可行性。

可逆性后部白质脑病综合征视觉诱发电位检查与影像检查结果分析

目的观察可逆性后部白质脑病综合征的视觉诱发电位检查(VEP)与影像检查的结果是否相符。方法回顾性分析9例妊娠高血压和2例非妊娠高血压引起的以皮层盲为主的可逆性后部白质脑病综合征的早期、两周后的视觉诱发电位(VEP)与影像检查资料。结果早期、两周后的VEP检查结果与影像检查结果完全符合。结论视觉诱发电位对以皮质盲为主的可逆性后部白质脑病综合征的早期诊断与预后判断有重要价值。

视觉诱发电位和脑干听觉诱发电位的临床应用

光线刺激视网膜后100毫秒(ms)左右，可在枕区头皮记录到一个主峰向下的波——P100．此即VEP。VEP主要反映视野中央3度之内投射到视网膜引起的电活动。影响VEP的因素有二，一是与解剖有关，即反映视野中央3度的视网膜冲动直接投放到枕叶皮层表面，而周边视野的投影则向枕叶距状裂深部区域投放；二是人类视同膜中央凹投放到视皮质后存在一个放大过程。

脑梗塞同向偏盲患者的视觉诱发电位

报告10例脑梗塞同向偏盲患者的视觉诱发电位,认为在急性脑血管病变、脑梗塞引起的同向偏盲患者,VEP是具有一定意义的辅助检查。

基于头皮拉普拉斯脑电电极的高空间分辨率SSVEP信号采集与分析研究

脑电信号(Electroencephalogram,EEG)因其具有时间分辨率高、方便易得等优点被广泛应用。然而脑电信号的空间分辨率较低,导致其应用效果受限。拉普拉斯滤波方法已被证明可提高体表电位的空间分辨率。传统拉普拉斯脑电研究通常利用算子来估计圆盘电极阵列中的拉普拉斯电势。但是圆盘电极间距大,使得该方法估计结果精度较低。针对上述问题,本文设计了一种拉普拉斯脑电电极及其采集方案,分别从仿真实验和人体实验两方面验证了其有效性。仿真结果表明拉普拉斯电极空间分辨率可比传统圆盘电极提高约41.4%。人体实验结果表明大脑左右半球视觉皮层同时产生稳态视觉诱发电位(Steady-state visual evoked potentials,SSVEP)时,拉普拉斯脑电信号可明显分辨出左右半球两个独立的SSVEP源信号,而传统脑电信号无法区分这两个独立脑电源。上述研究结果证明,本文设计的拉普拉斯脑电电极及其采集方案能够有效提升脑电的空间分辨率,有望实现更精确的脑电源定位。

结合稳态视觉诱发电位的多模态脑机接口研究进展

脑机接口(BCI)能够在大脑与外部环境之间建立一种不依赖于外周神经或肌肉的交流与控制通道,有助于恢复运动障碍者的生活自理能力,是当前神经工程领域最活跃的研究方向之一。其中,稳态视觉诱发电位(SSVEP)脑机接口因信息传输率(ITR)高、所需训练少而备受关注。现有的无创高通讯速率脑机接口系统主要是来自于或基于SSVEP。近年来,为进一步提高脑机接口性能,整合SSVEP与其他类型输入信号的多模态脑机接口逐渐成为脑机接口研究的新趋势。从输入信号类型、实验范式和信号融合等方面,综述结合SSVEP的多模态脑机接口研究进展,帮助相关研究者理解该领域研究动态,以启发高通讯速率脑机接口系统的设计与实现。同时探讨目前结合SSVEP的多模态脑机接口存在的问题和未来可能的发展趋势,以期推动结合SSVEP的多模态脑机接口技术的发展。

小儿脑性瘫痪患儿检查视频脑电图、脑干听觉诱发电位、视觉诱发电位对早期诊断的应用价值

目的:对比小儿脑性瘫痪患儿检查视频脑电图、脑干听觉诱发电位、视觉诱发电位的结果来分析在此类疾病早期诊断中的应用价值。方法:本研究选取2016年1月—2018年12月期间我院接收的处于早期阶段的小儿脑性瘫痪患儿共100例作为研究对象,对其分别进行视频脑电图、脑干听觉诱发电位、视觉诱发电位诊断,对比分析其结果。结果:视觉诱发电位诊断异常率低于视频脑电图、脑干听觉诱发电位,与后两者诊断异常率比较不具有统计学意义。结论:对小儿脑性瘫痪进行早期诊断可优先采取视频脑电图和脑干听觉诱发电位诊断,其诊断率较高。

多导体视诱发脑电采集系统设计及视差深度诱发电位研究

我们根据科研实验要求利用现有的微机系统和临床脑电图仪建立了一套适用脑认知科学研究的多导视觉诱发脑电 (VEP)信号采集处理系统。该系统既能满足部分临床应用的需要 ,同时也能根据实验要求 ,进行立体视觉认知过程脑电 (EEG)的信号提取和分析处理。通过立体视觉深度相关脑诱发电位提取及比较分析 ,对深度相关的特征视觉诱发电位发放进行了标定。

稳态视觉诱发电位频率响应特性研究

目的稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)是大脑对周期性视觉刺激产生的响应,已广泛应用于基于脑电(electroencephalogram,EEG)的脑-机接口(brain-computer interface,BCI)。SSVEP频率响应曲线通常是以发光二极管(light emitting diode,LED)作为视觉刺激器的方式获得的。近年来,计算机显示器广泛用于产生闪烁刺激,然而基于计算机显示器的SSVEP频率响应曲线少有研究。为此,本文研究了基于计算机显示器的SSVEP频率响应特性。方法利用采样正弦编码方法在普通LCD显示器上产生了42个刺激频率(频率范围4~45 Hz),并收集了10位健康受试者的脑电数据,以研究SSVEP幅值/信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)与刺激频率的关系。结果较强SSVEP响应出现在大脑枕区。SSVEP基频幅值的峰值出现在10 Hz处,且第二峰值出现在20 Hz处。SSVEP二次谐波幅值的峰值出现在6 Hz且在高刺激频率处幅值较小。低、中频段的SSVEP基频信噪比处于相当的水平。结论本文的实验结果可以为基于计算机显示器的SSVEP-BCIs的频率选择提供依据。

基于小波变换和BP神经网络的视觉诱发电位识别

结合小波变换和误差逆传播(Error Back Propagation,BP)神经网络对视觉诱发脑电信号(visual evoked potential,VEP)进行分类而产生脑机接口控制信号。利用一维离散小波变换提取强噪声背景下的低频微弱脑电信号,获取特征向量输入BP神经网络进行事件相关电位模式识别。实验表明,小波变换特征向量提取方法能有效地实现信号的去噪、降维和特征提取,BP神经网络能比较准确地从VEP中识别出事件相关电位,进行10次测试的平均识别正确率为99.375%,有利于产生脑机接口控制信号。

电针光明穴对视诱发电及背景脑电的影响

光明穴是临床治疗眼科病证的常用腧穴。本工作在家兔身上观察电针“光明”穴对大脑皮层视觉诱发电位(VEP)及同步记录的背景脑电的影响,分析电针前、中、后不同时间记录的VEP与脑电之间的关系,以探讨电针光明穴对眼和脑两者作用的联系。实验方法实验用家兔31只.

MSI和CCA算法对稳态视觉诱发电位信号分类的比较研究

脑机接口(Brain Computer Interface,BCI)系统能让那些有运动障碍的病人用脑信号与外界设备交互。稳态视觉诱发电位(Steady State Visual Evoked Potential,SSVEP)具有分析正确率高,不用训练等优点而倍受重视。如何高效地对SSVEP信号频率识别是SSVEP-BCI的关键问题,并关系到BCI的系统优劣。本文采用多变量同步指数与典型相关分析方法对SSVEP信号分类进行比较研究,探讨了两种方法在数据长度、导联数量、导联位置以及参考信号的谐波数量对SSVEP信号分类效果的影响。六位被试者参与实验采集数据,实验结果证实,在时间窗较小,数据长度较少的条件下,多变量同步指数方法较典型相关分析方法性能更优。而对于SSVEP信号分析来说,导联位置的准确性是影响频率分析算法的最根本因素。