用自回归白化滤波器提取脑-机接口信号VEP

利用脑-计算机接口这种新颖的人-机交互模式构建一种脑控拼写装置,其主要问题是实时、准确地从头皮电极记录到的脑电背景信号中提取视觉诱发电位,以决定用户选择按键。由于在一个短时程内可以认为自发脑电是平稳的,利用靶刺激出现前记录到的非靶刺激信号计算自回归模型参数,构造一个白化滤波器,再将实时信号通过白化滤波器滤波,使自发脑电得以白化,然后采用小波分析方法滤除白噪信号。结果表明靶刺激信号更加突出,提高了后续模式分类的正确率。采用模拟自然阅读诱发模式使短时信号的平稳性得到了保障,利用白化滤波器去除自发脑电是可行的。     

诱发电位中自发脑电的白化及去除

从被淹没在数十微伏的自发脑电背景中单次提取微伏级的视觉诱发电位,是脑-计算机接口的核心问题之一。将靶刺激出现前记录到的短时非靶刺激信号看作自发脑电,计算自回归模型参数,构造一个白化滤波器,再将实时信号通过上述白化滤波器进行滤波,使自发脑电得以白化,然后采用普通数字滤波器滤除白躁信号,使得非靶信号幅值更小,靶刺激信号更加突出。与不用白化滤波器进行对比实验相比,模式分类的正确率得到了提高。     

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BP神经网络对视觉诱发脑电信号（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。     

探讨通道对视觉诱发电位单次提取精度的影响

采用“模拟自然阅读”诱发电位作为脑-机接口通信载体,结合小波变换和误差逆传播（ErrorBackPropagation,HIJBP）神经网络对视觉诱发脑电信号（VEP）进行分类以产生脑机接口控制信号。将被试者4个通道记录到的脑电信号分别作为特征,信号时程都为300ms,时段分别取100ms~400ms、200ms-500ms和300ms~600ms。试验结果表明四个单通道都达到较好的分类效果,有利于产生脑机接口控制信号。     

脑-机接口技术进展与挑战

近几年来,脑-机接口的研究逐渐形成了热点,引起了世界科学家的广泛关注.非侵入式脑-机接口正向临床实用化方向发展.植入式脑-机接口目前的研究多以动物做实验,实现了对光标、游戏杆、机械臂、运动小车等的控制.它们的发展有赖于神经科学、工程学、心理学、计算机和康复学等各交叉学科专家间的密切合作.这种全新的通信技术可望为那些不能使用常规通信手段的残疾患者提供与外界进行交流的途径.     

“脑—机接口”的研究进展

脑-机接口(brain computer interface，BCI)是一种全新的通讯和控制技术。本文分析和讨论了一些现有的脑一机接口系统及其控制信号，并指出了其中一些有待于进一步解决的问题和今后的研究发展方向。     

脑控双页虚拟键盘的设计与性能分析

目的:高位截瘫患者往往失去了最基本的语言交流功能,为帮助他们实现与外界的交流,利用脑-机接口这种新颖的人-机交互模式构建一种基于“模拟自然阅读”视觉诱发电位的脑控拼写器。方法:使用者通过眼睛盯住计算机屏幕上一个虚拟键盘中的相应按键,选择需要键入的字符,脑-机接口装置通过头皮记录电极检测出使用者的脑电信号,再利用模式识别软件将这个视觉诱发电位从背景信号中提取出来。由于每个按键对应的诱发符号呈现的时间间隔不同,依次相隔100ms,因此,从提取特征信号出现的时刻,就知道用户盯住的是哪个按键。这样就构成了一个拼写装置,从而与他人进行交流。结果:在已有工作的基础上设计了一个改进的双页虚拟键盘,通过设置换页按钮,使单次选择作业的信息量加倍。对其通信速率分析表明,该模式能大幅提高系统的比特率,最高可达160比特/min。结论:采用“模拟自然阅读”视觉诱发电位模式构建脑-机接口(双页虚拟键盘),由于巧妙地将信号特征模式编码为时间间隔,增大了每分钟选择作业的信息量,使通信速率较现有系统更高。     

直接神经接口与控制技术

近年来逐渐成为热点的脑—机接口是一种不依靠外周神经和肌肉组织等通常的大脑输入/输出通道的通信与控制系统。直接神经接口与控制技术采用手术将电极阵列植入颅内,直接记录或刺激大脑神经元,以实现用户与外界的通信或控制神经弥补装置。目前的研究多以动物模型做实验,实现了对光标、游戏杆、机械臂以及运动小车等的控制。这种全新的通信技术可望为那些严重瘫痪患者提供与外界进行交流的途径。它的发展有赖于多学科的进展与融合。     

直接神经接口与控制技术

近年来逐渐成为热点的脑-机接口是一种不依靠外周神经和肌肉组织等通常的大脑输入／输出通道的通信与控制系统。直接神经接口与控制技术采用手术将电极阵列植入颅内，直接记录或刺激大脑神经元，以实现用户与外界的通信或控制神经弥补装置。目前的研究多以动物模型做实验，实现了对光标、游戏杆、机械臂以及运动小车等的控制。这种全新的通信技术可望为那些严重瘫痪患提供与外界进行交流的途径。它的发展有赖于多学科的进展与融合。     

医疗信息共享平台的基本架构与实际运用研究

目的患者信息是医疗机构处理医学信息的核心,包括病人的诊断信息,消息传递、存储、共享等各个方面。搭建合适的医学信息共享平台,有利于建立有关医学信息的共享机制,以及解决消息处理流程面临的难题。所以,一方面要求可以保证医学信息共享平台的模块功能足够完善。另一方面,必须满足有关医疗信息组织制订的相关标准。方法以HL7和ebXML消息为基础实现相关交互;在模块功能方面,采取C＋＋语言编辑组织数据库相关功能,再由DELPHI组织相关界面。实现医学信息共享平台具有医院患者信息注册,存储,交互和查询提取等功能。结果根据IHE标准搭建了初级医学信息共享平台,测试结果表明,可以进行标准的HL7消息传递并进行解析。