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。     

视觉听觉同时刺激模式下ERP的同步性研究

目的：研究视觉、听觉脑区在认知过程中的同步性。方法：设计了视觉、听觉同时刺激模式下的脑电实验，采用128道高密度脑电采集系统，记录了14位年龄在18～29岁之间的在校男性大学生的诱发脑电信号数据，并运用希尔伯特(Hilbert)相位同步算法对视觉、听觉区域的事件相关电位(ERP)进行同步量化。结果：在视听觉同时利用模式下，视觉脑区(枕叶)和听觉脑区(颞叶)之间的同步指数明显大于它们与其他脑区间的同步指数。结论：人在感知和认知事物时，相关的脑区间自动产生了神经活动的同步化。     

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。     

百岁以上老人的脑电图、脑电位分布图、脑干听觉诱发电位及事件相关电位

11例基本健康百岁以上的老年人脑电图(EEG)及脑电位分布图(BEAM)表明主频率变慢,能量低,频率及波幅分布的前后差别消失,但BEAM显示仍以头后部能量最高。5例双颞不对称。6例做了脑干听觉诱发电位(BAEP)及事件相关电位(ERP)。BEAP仅1例Ⅰ、Ⅲ波峰潜伏期延长。ERP外源成分(P_(?0),N_(100))潜伏期在正常范围内,内源成分(N_(200)P_(?0?))潜伏期中无1例两者均正常者。其中N_(200)仅1例正常.P_(300)两例正常。     

基于稳态视觉诱发电位的脑控轮椅的控制方式

电动轮椅已广泛用于改善运动障碍患者的行动能力,而严重运动障碍患者因丧失运动功能而无法实现自行控制轮椅。为解决这一问题,基于脑-机接口(brain-computer interface,BCI)的控制策略被引入轮椅控制中。基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的脑-机接口因具有高的信息传输率和较少的用户训练在脑-机接口领域备受关注。因此,本文综述了稳态视觉诱发电位脑-机接口驱动轮椅的现状,描述使用它们的人群,控制方式,脑控轮椅的特征提取和分类方法,以及系统性能评估方法。最后,讨论了这一领域目前面临的挑战以及研究方向。     

基于稳态视觉诱发电位脑机接口的智能轮椅系统研究

本研究提出一种基于稳态视觉诱发电位(steady state visual evoked potential,SSVEP)脑机接口的智能轮椅系统,该系统采用典型相关分析实时提取脑电信号,并产生控制信号,信号传输速率高、分析速度快。同时该轮椅采用了基于麦克纳姆轮的全方向移动系统,避免了传统轮椅转弯角度不好控制的问题。六位被试者参与了该系统的在线实验,实验结果证实,该系统可以在较高准确率的条件下,在平面内进行任意方向的移动。实验结果证实了该系统的可行性与有效性。     

听觉诱发电位与听觉事件相关电位地形图及其临床应用

听觉诱发电位(auditory evoked potential,AEP)一、概念:当一定强度的声音刺激听觉器官时,听觉系统所产生的一系列电活动,称听性或听觉诱发电位。二、检查方法:1、患者仰平卧位或坐位,闭目安神,     

犬脑干缺血后脑干听觉诱发电位的研究

建立犬脑干局灶性缺血模型，观察脑干局灶性缺血后脑干听觉诱发电位（ＢＡＥＰ）的变化。结果发现犬脑干缺血０．５、１、１．５、３、６和１２ｈ缺血组（ＩＳ）ＢＡＥＰ的Ⅰ、Ⅲ、Ｖ各波潜伏期（ＰＬ）及Ⅰ－Ⅲ、Ⅲ－Ｖ、Ⅰ－Ｖ波的峰间期（ＩＰＬ）与假手术组（ＳＨ）相比较均非常明显地延长（Ｐ＜０．０１），以１～１．５ｈ延长最显著（ｒ＜０．０１），３ｈ后各值逐渐缩短。提示ＢＡＥＰ可反映犬脑干缺血后的脑干损害，可客观地评价脑干功能。     

基于稳态视觉诱发电位的手机拨号系统研究

利用人体生物电作为人与外部设备沟通的桥梁,是一种新的人机交互方式.依此开展了基于稳态视觉诱发电位(SSVEP)的脑电手机拨号系统的研究.设计一种基于视觉诱发电位的实时脑-机接口系统,用于控制拨打手机号码.该系统采用单片机设计视觉刺激器,同时在LabVlEW平台上,利用功率谱估计实时提取诱发电位向量,产生脑-机接口控制命令,用于TC35无线模块拨打手机号码.通过5位受试者各10次实验验证,所设计的基于稳态视觉诱发电位的脑电手机拨号系统,识别正确率最高达到100％,平均正确率98％,拨打任意一个11位手机号码的平均时间低于65 8,并且能保证正确拨打每一个号码.证明该系统的方案是可行的,具有较高的应用价值.     

感音性耳聋的脑干听觉诱发电位研究

对86例感音性耳聋患者及30例健康对照组行脑干听觉诱发电位(BAFP)检测,结果发现周围性耳聋的BAEP异常表现为Ⅰ波潜伏期延迟或Ⅰ波消失,重者Ⅰ～Ⅴ波消失。中枢性耳聋因病变性质、部位、大小的不同,使BAEP异常表现形式多样化。BAEP对听觉传导路病变的定位和预后的估价有重要价值,但不能对病变定性。     

72例传导性聋患者多频稳态诱发电位与纯音测听的相关性

目的 探讨多频稳态诱发电位,即听觉稳态反应(ASSR)与纯音听阈在传导性聋患者诊断中的相关性.方法 对72例传导性聋患者的72耳分别行ASSR和纯占测听测试,并进行ASSR与纯音听阈的相关性分析.结果 对于传导性聋的诊断,ASSR反应阈与纯音听阈的相关性分析显示,在不同刺激声信号载波频率情况下二者的相关性:0.5 kHz(r=0.634,P>0.05)、1 kHz(r=0.792,P<0.05)、2 kHz(r=0.814,P<0.05)、4 kHz(r=0.927,P<0.01).除低频(0.5 kHz)外,随着频率增高,二者相关性越高.不同程度气骨导差传导性聋患者中,ASSR反应阈与纯音听阈的相关性:气骨导差≤30dB HL组(r=0.723,P<0.05),气骨导差31～60 dB HL组(r=0.816,P<0.05).结论 ASSR与纯音听阈有相关性,ASSR对传导性聋诊断有临床应用价值.     

高危新生儿的脑干听觉诱发电位观察

目的：探索早期发现高危新生儿听力损害及脑干损害的诊断方法。方法：肌电仪记录２５例正常新生儿和２７例高危新生儿的ＢＡＥＰ，并加以比较。结果：高危新生儿组ＢＡＥＰ的Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波出波率及波幅均比正常对照组明显降低；Ⅰ波潜伏期明显延长。结论：ＢＡＥＰ可灵敏判断高危新生儿的听功能及脑干功能，对早发现高危新生儿的听力和脑干损害，尽早治疗有重要意义。     

下肢临近关节稳态体感诱发电位的提取和分析

稳态体感诱发电位（SSSEP）在提升运动想象脑机接口分类性能方面有着显著作用,因此如何有效提取SSSEP是研究的重点。为有效提取下肢膝-踝临近关节处的SSSEP,设计体感刺激参数筛选试验,分别采集10名受试者在右腿腘窝和右脚踝内侧处10种不同电刺激频率下的脑电信号,使用快速傅里叶变换、时频图谱和脑地形图进行综合分析。结果显示,受试者在右脚踝内侧的频谱特征优于右腿腘窝,33 Hz为最优刺激频率,能用于下肢的电刺激强度为10~20 mA。     

基于2-back任务下ERP特征的脑力疲劳客观评价研究

利用事件相关电位(ERP)技术研究2-back任务下长时间的工作记忆所诱发的脑力疲劳的脑电特征变化,从而获取脑力疲劳评价的客观指标。32名健康男性受试者,年龄22～28岁,均分为两组:疲劳组和正常组。疲劳组通过连续执行100 min 2-back任务来诱发脑力疲劳,而正常组在前后分别执行10 min的2-back任务,中间80 min休息。采集实验过程中的主观疲劳评分值、行为绩效及脑电信号并进行分析。任务后疲劳组与正常组相比,思维清晰度和注意力明显减弱,困倦程度增加,综合疲劳感上升,且操作2-back的反应时明显延长,正确率下降,即从主观评价和行为绩效相结合的角度验证了所诱发的脑力疲劳模型的有效性。进一步比较疲劳组与正常组的ERP特征参数的变化情况,结果表明:相比正常组,随着脑力疲劳的加深,疲劳组的P300(F=2.539,P <0.05)和错误相关负波(ERN)(F=10.040,P <0.05)的波幅都明显下降,其他参数则未发生明显变化(均有P> 0.05)。因此,P300和ERN被证实可以作为评价长时间工作记忆任务下脑力疲劳模型的潜在指标,为后期研究脑力疲劳对抗措施提供依据。     

脑干听觉诱发电位在耳外伤患者中的应用

目的 :分析耳外伤患者脑干听觉诱发电位 (BAEP)的改变及特点。方法 :对 72例耳外伤患者中 91只患耳进行BAEP检测 ,测定Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ各波潜伏期 (PL)、峰间潜伏期 (IPL)、两耳间PL或IPL之侧间差 (ILD)等数值。结果 :病例组Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ波PL明显延长 ,与对照组相比差异有非常显著意义 (P <0 .0 1) ,IPL无明显改变 (P >0 .0 5 ) ,提示其损害主要为蜗前传导障碍。结论 :BAEP检测是一项客观敏感的神经电生理学指标 ,对于评价耳外伤后的听觉传导通路功能状况具有重要价值。     

三音听觉刺激事件相关电位P_(300)的初步研究

目的 :观察不同注意状态下三音P3 0 0 的特点及其初步应用价值。方法 :对 42名受试者进行三音和传统二音odd ball诱发P3 0 0 检测 ,并将不同状态下的三音P3 0 0 与二音P3 0 0 进行比较。结果 :低概率靶刺激 (r T)和低概率双靶刺激 (r dT)状态下的P3 0 0 潜伏期短、波幅高 ,二者间无明显差异 ,低概率非靶刺激 (r nT)P3 0 0 和二音P3 0 0 的潜伏期和波幅也无明显差异 ,但r T和r dT与r nT和二音P3 0 0 间差异显著。刺激的物理特性和记录部位对三音P3 0 0 的影响不明显。结论 :注意是影响三音P3 0 0 的重要因素。三音P3 0 0 反映注意等认知功能的变化方面比传统二音P3 0 0 更灵敏而准确 ,有较好的临床应用前景     

耳鸣患者脑干听觉诱发电位检测的价值

目的：探讨脑干听觉诱发电位(BAEP)对耳鸣的诊断价值。方法：对96例耳鸣患者进行BAEP检查，并以40名正常健康受试者作对照。结果：96例BAEP异常62例，异常率为64．6％。依其表现分为两型：①内耳型45例，表现为I波分化不良或波形消失，PL延长及其后各波相应延长；②脑干型17例，表现为I波正常，Ⅲ、V波分化不良或波形消失，Ⅲ波或V波PL、I—VIPL延长，ILD相应增大。结论：BAEP对于周围性耳鸣和中枢性耳鸣的鉴别有一定价值。     

脑干听觉诱发电位检测在新生儿高胆红素血症中的临床意义

目的：观察高胆红素血症对新生儿的听觉和脑干功能的影响。方法：对60例高胆红素血症新生儿进行脑干听觉诱发电位(BAEP)检测，并以30名正常儿作对照。结果：高胆红素血症新生儿BAEP的异常率为55％。主要表现为Ⅰ、Ⅴ波分化不良或波形消失，Ⅰ、Ⅴ波潜伏期延长，Ⅰ—Ⅴ峰间期延长和反应阈升高。结论：新生儿高胆红素血症对其听力和中脑下部有一定程度损害，BAEP对了解新生儿听力及脑干功能障碍有重要价值。     

窒息新生儿脑干听觉诱发电位的观察

目的：探讨窒息对新生儿的听觉和脑干功能的影响,方法：对55例窒息新生儿进行脑干听觉诱发电位（BAEP）检测,结果：BAEP的异常率为51％,主要表现在I,V波峰潜伏期延长,I－V,Ⅲ-Ⅴ峰间期延长及Ⅲ-Ⅴ/ⅠⅢ＞1的和反应阈升高。结果：窒息新生儿可有听力损失和中脑下部的损害,BAEP对了解新生儿早期听力及脑干功能障碍有重要价值。