基于脑—机接口的想象运动脑电信号的分析.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
基于脑—机接口的想象运动脑电信号的分析
姓名:杨彬
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:张爱华
20080425
摘要脑一计算机接口珺窃谌四院图扑慊蚱渌电子设备之间建立的一种直接信息交流和控制通道,是一种不依赖于常规大脑输出通路庵苌窬图∪庾橹的全新信息交流系统。魑R恢秩碌男畔⒔换与控制技术,为瘫痪病人,特别是那些丧失了基本肢体运动功能但思维正常的患者,提供一种与外界进行信息交流与控制的新途径,正受到越来越广泛的关注。本文在总结前人工作的基础上对基于低车南胂笤硕缘缧藕诺囊馐度挝袷别进行了以下几个方面的研究:崛∧缘缧藕诺亩喔鎏卣髁峁┑氖荩捎霉β势嘴亍⒔旗亍⒀眷睾颓度肟占浞解四种方法,来实现想象左右手运动两种意识任务的特征提取,并且分析比较其优缺点。最终分类结果表明,四种方法都取得了较好的效果,其中功率谱熵达到杓品掷嗥率较线性分类器有明显的提高,能够很好的识别出想象左右手运动两种意从分类正确率、信噪比、互信息等方面给出了不同特征量的低承Ч结果显示,功率谱熵和时变线性分类器相结合的低承阅茏詈谩研究结果表明:当提取适当的、可反映不同意识任务状态的有效信息,并采用合适的分类器时,不同的意识任务状态能够正确的分类识别。功率谱熵特征充分体现了想象运动时脑电信号的变化趋势,是想象运动脑电信号的敏感特征参量;与时变线性分类器相结合,取得了很好的分类效果;而且计算简单,运行速度快,关键词:脑一计算机接口;功率谱熵;近似熵:样本熵;嵌入空间分解;时变线性分类器针对了%的较高分类正确率。在分类方法上,提出基于时间累积的时变线性分类器的设计方法,分类正确识任务,获得了比较满意的结果。訠系统性能进行评价可用于在线低车难芯俊硕士学位论文
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新签名:拟暂作者签名:艳粥作者签名:构弼兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明日期:力磕晔戮扇原创性声明学位论文版权使用授权书∥月,‘本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中日期:刀口萝年日期:年月日
第一章绪论课题研究的背景及意义图法珽源琶杓欠,,当今社会,关于神经肌肉障碍的疾病困扰着越来越多的人的生活。例如脑中风、脑部或者脊髓外伤、脑瘫、肌肉萎缩、多发性硬化和肌萎缩性脊髓侧索硬化珹群芏嘀帜圆考凹顾杓膊《蓟崴鹕丝刂萍∪运动的神经通路或者损害肌肉本身。这类疾病最严重时将导致患者完全失去对肌肉的控制能力,甚至连眼球的转动和呼吸运动都可能被完全阻断在体内,从而使患者不能以任何方式传递信息。现代的生命支持技术虽然可以使患者长期存活,但患者的生活质量低下,给家庭和社会造成的负担也十分沉重。在现代医疗手段还无法完全治疗这些疾病的情况下,人们尝试利用其它方法来恢复患者向外界传递信息的功能。第一是增强剩下的通路的功能,例如通过眼球的移动来回答问题,提出简单的要求;第二种方法是使控制肌肉活动的神经通路绕过阻断的部分。对于脊髓损伤的病人来说,在损伤部位以上的肌肉发出的肌电活动可以给瘫痪的肌肉以直接的电刺激,因此可以恢复运动功能。这两种方法都在一定范围内取得了成功。随着计算机技术的进步和脑功能研究的不断深入,人们开始尝试建立~种全新的、不依籁于肌肉的交流和控制通路,在脑和外部世界之间传递信息和命令,,必须有一种能够反映人脑不同状态的信号,并且这种信号能够实时或短时被提取和分类。能够反映人脑状态的方法有多种,如脑电正电子发射断层,功能性核磁共振鏽凸庋С上竦取H欢琈成像这些方法对技术要求都很高,并且价格昂贵。进一步来说,这些方法都要依赖于血液流动,而这是一个长期的常量,并不适合于快速的信息交流。因此,在备,同时还适用于很多场合,给我们提供了一种切实可行的非肌体的通讯和控制发表的第一篇论文以来,饕S美丛诹俅采评价神经失常和在实验室中探索大脑的功能,而基于耐ㄑ兑恢钡阶