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基于ICA与PSD的ERD/ERS信号检测 被引量:6
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作者 万柏坤 周仲兴 +4 位作者 刘亚伟 程龙龙 明东 綦宏志 朱誉环 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期1383-1390,共8页
介绍一种基于独立分量分析(ICA)空间滤波结合功率谱密度(PSD)曲线分析法用于提取大脑在想象动作时产生事件相关去同步/同步(ERD/ERS)信号的方法.其检测流程为:先对想象动作诱发的脑电(EEG)信号进行ICA分解得到独立分量与相应的解混矩阵... 介绍一种基于独立分量分析(ICA)空间滤波结合功率谱密度(PSD)曲线分析法用于提取大脑在想象动作时产生事件相关去同步/同步(ERD/ERS)信号的方法.其检测流程为:先对想象动作诱发的脑电(EEG)信号进行ICA分解得到独立分量与相应的解混矩阵,再按特征频段取其主要分量得到滤波后数据,然后采用短时傅里叶变换计算相关导联EEG信号在特征时段与频段的PSD曲线,引入ERD/ERS系数作为量化指标以进行想象动作的识别.计算结果表明,上述方法能够显著增强运动想象脑电信号的ERD/ERS特征信息,且通过实际分类验证,采用该方法可以获得更高的识别正确率,较传统信息检测方法平均提高8%以上. 展开更多
关键词 脑电 想象动作 独立分量分析 功率谱密度 短时傅里叶变换 erd/ers系数
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基于神经质量模型的运动想象脑电数据增强
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作者 付荣荣 孟云 +2 位作者 黄晓东 陈浩 吴娜 《计量学报》 北大核心 2025年第5期762-768,共7页
针对脑机交互系统发展中数据不足的问题,通过神经质量模型合成事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)特征,节省模型训练时间,避免数据过拟合。引入了基于脑同侧运动感觉区μ/β节律的ROI神经元群模型,调整幅值的加减常数后,生成模拟ER... 针对脑机交互系统发展中数据不足的问题,通过神经质量模型合成事件相关去同步(ERD)和事件相关同步(ERS)特征,节省模型训练时间,避免数据过拟合。引入了基于脑同侧运动感觉区μ/β节律的ROI神经元群模型,调整幅值的加减常数后,生成模拟ERD/ERS信号。实验证明,模拟信号与真实信号在共空间模式特征上相似,滤波和共空间模式特征提取后的机器学习分类准确率接近真实数据。混合不同比例的模拟和真实数据,对分类准确率的影响不大,验证了基于神经质量模型的模拟信号对ERD/ERS信号进行数据增强的有效性。这一方法有望在小样本数据集下用于算法创新和检验,同时可以缩短实验时间,为脑机交互系统的发展提供有力支持。 展开更多
关键词 脑机交互 数据增强 脑电信号 神经元群模型 事件相关同步 事件相关去同步
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想象动作中动态脑电的信息熵研究 被引量:6
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作者 綦宏志 程龙龙 +3 位作者 陈滨津 赵翔 明东 万柏坤 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期74-77,82,共5页
想象动作可以引起脑电信号的特异性变化,如何通过提取脑电特征参数来识别想象动作的发生是目前脑-计算机接口(BCI)系统设计的技术关键之一。本研究使用两种信息熵(功率谱熵和小波熵)作为特征参数,对手部想象动作执行前后的动态脑电信号... 想象动作可以引起脑电信号的特异性变化,如何通过提取脑电特征参数来识别想象动作的发生是目前脑-计算机接口(BCI)系统设计的技术关键之一。本研究使用两种信息熵(功率谱熵和小波熵)作为特征参数,对手部想象动作执行前后的动态脑电信号进行分析,并与目前常用的mu节律事件相关去同步(ERD)参数进行比较,以寻找特异性更强的动态参数。结果显示在想象动作对侧的运动感觉区域中,功率谱熵和小波熵均表现出与mu节律强度变化具有明显锁时关系的改变,且区分错误率得到明显降低。而在中顶部位置mu节律强度无明显变化处,熵参数对左右手想象动作的响应也具有明显的不同。结论,功率谱熵和小波熵具有良好的时域分辨能力和更准确的区分效果,可以作为特征参数用于在线BCI系统。 展开更多
关键词 脑-机接口 想象动作 功率谱熵 小波熵 事件相关去同步
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基于能量特征的脑电信号特征提取与分类 被引量:16
4
作者 黄思娟 吴效明 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期782-785,共4页
为了快速、有效地提取脑电特征,提高分类正确率,采用带通滤波和小波包分析的方法提取Mu、Beta节律对应的脑电信号,在时域范围内,将信号幅度的平方作为能量特征值;在频域范围内,采用AR模型功率谱估计法所得的功率谱密度作为能量特征值。... 为了快速、有效地提取脑电特征,提高分类正确率,采用带通滤波和小波包分析的方法提取Mu、Beta节律对应的脑电信号,在时域范围内,将信号幅度的平方作为能量特征值;在频域范围内,采用AR模型功率谱估计法所得的功率谱密度作为能量特征值。根据运动想象脑电信号特点,构造左右通道信号能量差值的符号特性作为分类判别依据,进行分类测试,方法简单。初步实验结果表明,所利用的两种方法的分类正确率达87.857%。 展开更多
关键词 特征提取与分类 脑电信号 事件相关同步化/去同步化 能量 小波包分析
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基于脑功能网络和样本熵的脑电信号特征提取 被引量:21
5
作者 罗志增 鲁先举 周莹 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期412-418,共7页
针对脑-机接口(BCI)研究中采用单一特征对运动想象脑电信号(EEG)识别率不高的问题,该文提出一种结合脑功能网络和样本熵的特征提取方法。根据事件相关同步/去同步(ERS/ERD)现象以及皮层与肢体运动想象间的对侧映射机制,选取小波包变换... 针对脑-机接口(BCI)研究中采用单一特征对运动想象脑电信号(EEG)识别率不高的问题,该文提出一种结合脑功能网络和样本熵的特征提取方法。根据事件相关同步/去同步(ERS/ERD)现象以及皮层与肢体运动想象间的对侧映射机制,选取小波包变换消噪重构后的μ节律脑电信号,用左侧27个通道、右侧27个通道分别对左半球脑区和右半球脑区构建脑功能网络,计算网络的平均节点度和平均聚集系数作为运动想象的脑功能网络特征,并结合C3, C4通道μ节律的样本熵构筑分布性和指向性相结合的特征向量。选用支持向量机(SVM)对左右手运动想象脑电信号进行分类,结果表明基于脑功能网络和样本熵的特征提取方法能够实现更优的分类效果,分类准确率最高可达90.27%。 展开更多
关键词 脑电信号 脑功能网络 样本熵 特征提取 事件相关同步/去同步
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共同空间模式在少通道分类问题中的应用 被引量:3
6
作者 黄淦 刘广权 朱向阳 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期840-845,共6页
在目前以运动想像为基础的脑机接口(BCI)系统中,共同空间模式(CSP)方法作为一种有效的处理方法被广泛使用。但这种基于多通道的空间滤波方法并不能对频域信息进行处理,而且在通道数较少的情况下也无法应用。将每个通道的多个频段看成是... 在目前以运动想像为基础的脑机接口(BCI)系统中,共同空间模式(CSP)方法作为一种有效的处理方法被广泛使用。但这种基于多通道的空间滤波方法并不能对频域信息进行处理,而且在通道数较少的情况下也无法应用。将每个通道的多个频段看成是新的通道运用CSP,并以此方法获得了2008年BCI竞赛中数据集IIb的第二名,平均Kappa系数达到0.58。该方法充分利用信号频域信息,以解决通道数过少的情况下基于想像运动模式分类的难题。 展开更多
关键词 脑机接口 共同空间模式 事件相关去同步
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基于共空间模式和功率谱密度的脑电信号分类 被引量:2
7
作者 赵德春 沈利豪 +3 位作者 蒋宇皓 陈欢 舒洋 焦书洋 《科学技术与工程》 北大核心 2023年第10期4272-4278,共7页
由于单一域缺少其他相关信息而导致运动想象分类准确率不高和泛用性差,本文研究设计了基于空间域和频域的运动想象分类方法。根据运动想象执行时的对侧映射机制以及事件相关同步和事件相关去同步的现象,对C3和C4通道数据进行共空间模式... 由于单一域缺少其他相关信息而导致运动想象分类准确率不高和泛用性差,本文研究设计了基于空间域和频域的运动想象分类方法。根据运动想象执行时的对侧映射机制以及事件相关同步和事件相关去同步的现象,对C3和C4通道数据进行共空间模式和功率谱密度特征提取和融合,然后使用网格搜索参数优化的支持向量机对运动想象的脑电信号进行分类。结果表明共空间模式和功率谱密度的融合特征,解决了共空间模式对噪声敏感以及缺少频率特征信息的缺点,实现了更高的分类结果和泛化性,分类准确率达91.3%,验证了该方法的有效性。 展开更多
关键词 特征提取 共空间模式 功率谱密度 事件相关同步 事件相关去同步
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前臂截肢者残肢运动时大脑脑电信号的事件相关去同步化/同步化变化特征
8
作者 郭峰 郝莹 黄垚 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期749-755,共7页
目的:通过脑电技术探讨前臂截肢对人体大脑功能可塑性的影响。方法:本研究使用脑电系统采集右侧前臂截肢者(9例,截肢年限均为6年以上)和正常健康人(15例)进行左右上肢直臂屈伸运动任务时的脑电信号。分析与运动相关的μ波(8—12Hz)的脑... 目的:通过脑电技术探讨前臂截肢对人体大脑功能可塑性的影响。方法:本研究使用脑电系统采集右侧前臂截肢者(9例,截肢年限均为6年以上)和正常健康人(15例)进行左右上肢直臂屈伸运动任务时的脑电信号。分析与运动相关的μ波(8—12Hz)的脑电信号的ERD/ERS变化特征。结果:与正常组相比,截肢组受试者健侧肢运动过程中除了大脑右半球额区F4通道μ波的ERD现象程度显著降低(P<0.05)外,其它脑区的通道均无显著性差异(P>0.05);而截肢组受试者残肢运动时,μ波ERD程度在对侧额区F3、中央区C3表现为显著降低(P<0.05),而在双侧枕区(O1、O2)表现为ERD显著升高(P<0.01)。结论:截肢组受试者健侧肢运动时μ波变化与正常组相似,而截肢组受试者残肢在执行任务时,表现出特异性大脑对侧半球额区、中央区及双侧枕区μ波事件相关去同步化现象。 展开更多
关键词 前臂截肢 残肢运动 脑电信号 事件相关去同步化/同步化
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基于下肢运动想象的脑电节律研究 被引量:5
9
作者 魏聪惠 刘绍文 +1 位作者 单新颖 罗军 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期737-742,749,共7页
目的:通过脑电节律探究健康人下肢运动想象机制。方法:选择20例健康被试完成下肢运动想象任务,对采集的脑电数据选择C3、C4、Cz通道分析其事件相关电位(event related potential,ERP)和事件相关去同步化与同步化(event-related desynchr... 目的:通过脑电节律探究健康人下肢运动想象机制。方法:选择20例健康被试完成下肢运动想象任务,对采集的脑电数据选择C3、C4、Cz通道分析其事件相关电位(event related potential,ERP)和事件相关去同步化与同步化(event-related desynchronization and synchronization,ERD/ERS)。结果:(1)左右下肢运动想象在C3、Cz、C4产生几乎相同的ERP模式,左右下肢Cz通道波峰潜伏期为230ms,C3通道潜伏期为250ms,C4通道潜伏期为260ms,两侧下肢运动想象均能诱发P300;(2)左侧下肢ERP均值在C3通道高于C4通道,右侧下肢ERP均值在C4通道高于C3通道;(3)无论是C3通道还是C4通道,单侧通道左右下肢运动想象均表现为ERD,两侧下肢想象运动ERDα频段较β频段明显。结论:左右下肢运动想象在两侧半球产生几乎相同的ERP模式和ERD,但下肢运动想象ERP均值出现同侧化。下肢运动想象诱发的P300可能和运动想象的注意和意图相关。本文研究成果可为下肢运动想象的脑机接口(braincomputer interface,BCI)设计开发提供有价值信息。 展开更多
关键词 脑电图 运动想象 事件相关电位 事件相关去同步化与同步化
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自适应单次运动想像最优特征提取研究
10
作者 邓茜 王行愚 《东南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期219-223,共5页
为得到区分左右手运动想像脑电信号的最优特征,提出了一种自适应单次脑电特征提取方法.该算法先按运动想像电位生理学原理对不同被试寻找事件相关去同步/同步(ERD/ERS)现象最明显的频段与时间段,再按照这些参数提取C3,C4导脑电信号的能... 为得到区分左右手运动想像脑电信号的最优特征,提出了一种自适应单次脑电特征提取方法.该算法先按运动想像电位生理学原理对不同被试寻找事件相关去同步/同步(ERD/ERS)现象最明显的频段与时间段,再按照这些参数提取C3,C4导脑电信号的能量,最后取其能量比值作为左右手想像分类的特征.采用公共标准数据集做测试,运用支持向量机(SVM)进行分类,并与AR特征提取法对照.结果表明,该法可有效提高分类正确率(平均90.7%,最佳98.7%),优于使用固定频段与时间段的AR特征提取法(平均77.4%,最佳92.8%),且算法复杂度低于AR特征提取法,适应性稍强于AR特征提取法,适合在线应用. 展开更多
关键词 运动想像 事件相关去同步/同步 特征提取 自回归模型
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经颅交流电刺激对心理旋转认知过程的影响
11
作者 董国亚 石静 +3 位作者 杨慧 刘晔 吴祖河 陈小刚 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期565-572,共8页
经颅交流电刺激(tACS)是一种通过在头皮施加微弱交流电刺激、从而进行神经调节的非侵入刺激技术,已经被证实可以调节大脑的认知功能。心理旋转是一种想像客体或自身旋转的空间表征转换能力,是衡量空间认知能力的重要标尺之一。探索tACS... 经颅交流电刺激(tACS)是一种通过在头皮施加微弱交流电刺激、从而进行神经调节的非侵入刺激技术,已经被证实可以调节大脑的认知功能。心理旋转是一种想像客体或自身旋转的空间表征转换能力,是衡量空间认知能力的重要标尺之一。探索tACS对心理旋转认知能力的影响,利用心理旋转实验范式,以行为学表现和ERP、ERD等电生理参数作为主要评判指标,分析tACS对心理旋转产生的作用。行为学结果表明,alpha节律的tACS可以显著减少反映时间(P<0.05),并且反映时随着刺激图片旋转角度的增加先增大后减小。比较对照组和8~12 Hz刺激组的心理旋转相关的负波(RRN),发现刺激组的RRN幅值比对照组幅值低(刺激组vs对照组,P<0.05),同时发现RRN幅值随着刺激图片旋转角度的增加呈现先降低后升高的趋势。时频分析结果显示,刺激组的alpha和beta频段的事件相关去同步(ERD)现象比对照组更弱(刺激组vs对照组,P<0.05),且ERD开始时间更早。有研究表明,ERD强弱与大脑激活水平有关,说明tACS作用后,大脑激活水平降低;进而提示tACS可以提高被试的心理旋转能力,有望成为提高空间认知能力的新途径。 展开更多
关键词 经颅交流电刺激 心理旋转 心理旋转相关负波 事件相关去同步
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镜像诱导强化吞咽运动想象脑区激活:基于脑磁图的研究
12
作者 熊浩 陈瑾瑾 +2 位作者 王晨光 江钟立 林枫 《中国康复医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期452-458,共7页
目的:探究镜像诱导强化吞咽运动想象(motor imagery of swallowing,MIS)激活吞咽相关脑区的证据。方法:入组健康青年右利手受试者7例,使用青年男女吞咽视频作为刺激素材诱导吞咽运动想象,镜像诱导条件下的吞咽运动想象测次为试验组,无... 目的:探究镜像诱导强化吞咽运动想象(motor imagery of swallowing,MIS)激活吞咽相关脑区的证据。方法:入组健康青年右利手受试者7例,使用青年男女吞咽视频作为刺激素材诱导吞咽运动想象,镜像诱导条件下的吞咽运动想象测次为试验组,无诱导的吞咽运动想象测次为对照组,每组各40个测次。应用脑磁图(MEG)检测不同条件下吞咽运动想象任务在全脑的事件相关同步/去同步(event-related synchronization/desynchronization,ERS/ERD)。结果:在0—10s的任务时间窗内,对照组和试验组在全脑水平均出现了大范围的ERS模式。相较于对照组,试验组吞咽相关部分脑区在α和β频带呈现更为显著的ERS模式。显著激活的脑区主要集中在双侧额叶和颞叶,少量出现于双侧枕叶和边缘叶、右侧顶叶及左侧岛叶。结论:与无诱导的吞咽运动想象训练相比,镜像刺激下的吞咽运动想象能够显著激活吞咽相关功能脑区,提示镜像诱导可能对吞咽运动想象具有启动效应,提升了训练的质量和效果,为吞咽运动想象在临床治疗中的应用和改进提供依据。 展开更多
关键词 镜像诱导 运动想象 吞咽障碍 脑磁图 事件相关同步/去同步
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心理意识真实性的事件相关同步研究
13
作者 赵敏 赵春临 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期469-474,共6页
为揭示"说谎"与"说真话"时脑电信号的差异,该文对测谎实验中自发脑电信号的事件相关同步(ERS)进行了深入研究。分别对脑电的delta、theta节律的事件相关同步进行了详细分析,发现delta和theta节律的ERS可以反映说谎... 为揭示"说谎"与"说真话"时脑电信号的差异,该文对测谎实验中自发脑电信号的事件相关同步(ERS)进行了深入研究。分别对脑电的delta、theta节律的事件相关同步进行了详细分析,发现delta和theta节律的ERS可以反映说谎相关的心理状态,其中delta节律的ERS与P300高度相关,而theta节律的ERS效应与经典的P300效应尽管在时间上有一定的重叠,但具有不同的头皮分布特性。通过对比Fz、Cz和Pz3个电极的主效应,发现theta同步的最大主效应位于前额中线的Fz电极,而P300的最大主效应在枕区中线的Pz电极。这说明theta节律的ERS与P300成分可能从不同角度反映了说谎心理的认知加工过程。 展开更多
关键词 脑电信号 事件相关同步 测谎 心理意识真实性
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