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SSSEP提升下肢MI-BCI系统性能及其多维脑电特征分析
被引量：
3
1
作者
张力新
常美榕
+2 位作者
王仲朋
陈龙
明东
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期429-437,共9页
运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,为无法自主运动患者提供一种额外交互控制通道,辅助或改善其生活方式。针对现有下肢MI-BCI分类性能较低等关键问题,引入了体感电刺激(ES)用于下肢MI-BCI构建混合范式(MI+ES),并与传统单一...
运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,为无法自主运动患者提供一种额外交互控制通道,辅助或改善其生活方式。针对现有下肢MI-BCI分类性能较低等关键问题,引入了体感电刺激(ES)用于下肢MI-BCI构建混合范式(MI+ES),并与传统单一范式(MI)对比。共20名年轻健康右利手受试参与实验,5名参与最优诱发频率验证试验,15名参与正式实验。随后采集了参与正式实验的15名受试不同条件下脑电(EEG)数据,应用傅里叶变换(FFT)和事件相关谱扰动(ERSP)算法提取EEG频域响应、时频特征等,并计算alpha(8~14 Hz)、低beta(15~24 Hz)和高beta(25~35 Hz)等多频段能量变化。此外,分别探索了MI/(MI+ES)条件、共空间模式(CSP)/基于多频率成分的共空间模式(FBCSP)特征提取方法对下肢MI-BCI系统分类性能的影响。结果表明,引入体感电刺激策略可诱发明显的SSSEP特征,MI+ES条件分类准确率较单一MI条件有显著性提升(P<0.001),且应用FBCSP方法的系统分类准确率显著优于经典CSP方法(P<0.01):CSP特征提取方法下MI+ES条件的平均分类准确率为70.2%,其中受试S15的分类准确率达84.2%;FBCSP方法下的平均分类准确率为71.7%,受试S15的分类结果达到90%。初步证实了受试在体感电刺激条件下可诱发出明显的SSSEP特征,而且其融合MI可有效提升下肢MI-BCI分类性能,可支撑下肢MI-BCI系统的实用化进程,也为外周神经相关体感刺激调控方法的优化设计提供了新的技术思路。
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关键词
下肢运动想象
脑-机接口(BCI)
稳态体感诱发电位(SSSEP)
事件相关谱扰动
分类识别
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职称材料
节律性经颅交流电刺激对运动序列学习能力的影响
被引量：
3
2
作者
魏泽
许敏鹏
+1 位作者
明东
穆思雨
《中国康复理论与实践》
CSCD
北大核心
2019年第11期1327-1331,共5页
目的探究经颅交流电刺激对脑电节律和认知功能的影响。方法 2017年12月,年轻健康志愿者60例均分为4组,分别采用20 Hz经颅交流电刺激行左侧运动皮层(C3)真/伪刺激或右侧初级运动皮层(C4)真/伪刺激,刺激前后受试者完成左/右手随机/规律按...
目的探究经颅交流电刺激对脑电节律和认知功能的影响。方法 2017年12月,年轻健康志愿者60例均分为4组,分别采用20 Hz经颅交流电刺激行左侧运动皮层(C3)真/伪刺激或右侧初级运动皮层(C4)真/伪刺激,刺激前后受试者完成左/右手随机/规律按键4种手指序列按键任务,任务过程中采集脑电信号。观察反应时、正确率;脑电信号进行事件相关谱扰动多重差值分析。结果 C4真刺激后,受试者左手任务反应时缩短。结论右侧初级运动皮层20 Hz经颅交流电刺激能提高左侧肢体运动序列学习能力。
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关键词
经颅交流电刺激
序列反应时任务
脑电图
运动学习
事件相关谱扰动
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职称材料
题名
SSSEP提升下肢MI-BCI系统性能及其多维脑电特征分析
被引量：
3
1
作者
张力新
常美榕
王仲朋
陈龙
明东
机构
天津大学医学工程与转化医学研究院
天津大学精密仪器与光电子工程学院
出处
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第4期429-437,共9页
基金
国家自然科学基金重点项目(81630051)
天津市科技计划项目(17ZXRGGX00020,17ZXRGGX00010)。
文摘
运动想象脑-机接口(MI-BCI)可解码用户运动意图,为无法自主运动患者提供一种额外交互控制通道,辅助或改善其生活方式。针对现有下肢MI-BCI分类性能较低等关键问题,引入了体感电刺激(ES)用于下肢MI-BCI构建混合范式(MI+ES),并与传统单一范式(MI)对比。共20名年轻健康右利手受试参与实验,5名参与最优诱发频率验证试验,15名参与正式实验。随后采集了参与正式实验的15名受试不同条件下脑电(EEG)数据,应用傅里叶变换(FFT)和事件相关谱扰动(ERSP)算法提取EEG频域响应、时频特征等,并计算alpha(8~14 Hz)、低beta(15~24 Hz)和高beta(25~35 Hz)等多频段能量变化。此外,分别探索了MI/(MI+ES)条件、共空间模式(CSP)/基于多频率成分的共空间模式(FBCSP)特征提取方法对下肢MI-BCI系统分类性能的影响。结果表明,引入体感电刺激策略可诱发明显的SSSEP特征,MI+ES条件分类准确率较单一MI条件有显著性提升(P<0.001),且应用FBCSP方法的系统分类准确率显著优于经典CSP方法(P<0.01):CSP特征提取方法下MI+ES条件的平均分类准确率为70.2%,其中受试S15的分类准确率达84.2%;FBCSP方法下的平均分类准确率为71.7%,受试S15的分类结果达到90%。初步证实了受试在体感电刺激条件下可诱发出明显的SSSEP特征,而且其融合MI可有效提升下肢MI-BCI分类性能,可支撑下肢MI-BCI系统的实用化进程,也为外周神经相关体感刺激调控方法的优化设计提供了新的技术思路。
关键词
下肢运动想象
脑-机接口(BCI)
稳态体感诱发电位(SSSEP)
事件相关谱扰动
分类识别
Keywords
lower limb motor imagery
brain-computer interface(BCI)
steady state somatosensory evoked potential(SSSEP)
event-related spectral perturbation
classification and recognition
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
节律性经颅交流电刺激对运动序列学习能力的影响
被引量：
3
2
作者
魏泽
许敏鹏
明东
穆思雨
机构
天津大学精密仪器与光电子工程学院
天津大学医学工程与转化医学研究院
出处
《中国康复理论与实践》
CSCD
北大核心
2019年第11期1327-1331,共5页
基金
国家自然科学基金项目(No.81601565
No.81630051)~~
文摘
目的探究经颅交流电刺激对脑电节律和认知功能的影响。方法 2017年12月,年轻健康志愿者60例均分为4组,分别采用20 Hz经颅交流电刺激行左侧运动皮层(C3)真/伪刺激或右侧初级运动皮层(C4)真/伪刺激,刺激前后受试者完成左/右手随机/规律按键4种手指序列按键任务,任务过程中采集脑电信号。观察反应时、正确率;脑电信号进行事件相关谱扰动多重差值分析。结果 C4真刺激后,受试者左手任务反应时缩短。结论右侧初级运动皮层20 Hz经颅交流电刺激能提高左侧肢体运动序列学习能力。
关键词
经颅交流电刺激
序列反应时任务
脑电图
运动学习
事件相关谱扰动
Keywords
transcranial alternating current stimulation
serial reaction time task
electroencephalography
motor learning
event-related spectral perturbation
分类号
R454.1 [医药卫生—治疗学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
SSSEP提升下肢MI-BCI系统性能及其多维脑电特征分析
张力新
常美榕
王仲朋
陈龙
明东
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2021
3
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职称材料
2
节律性经颅交流电刺激对运动序列学习能力的影响
魏泽
许敏鹏
明东
穆思雨
《中国康复理论与实践》
CSCD
北大核心
2019
3
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职称材料
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