一种基于两种不同范式的混合型脑-机接口系统
2012-11-27高小榕高上凯
中国生物医学工程学报 2012年3期
李 翔 高小榕 高上凯
(清华大学医学院生物医学工程系,北京 100084)
引言
脑-机接口接口(brain-computer interface,BCI)是一种使大脑能够不依赖外周神经和肌肉通道,而与外部环境进行交互的系统[1]。BCI系统采集大脑的信号,通过信号处理算法提取其中特征进行分类,并将结果翻译成外部设备的控制命令。BCI为改善肌萎缩性脊髓侧索硬化、脑干中风、脊髓损伤、脑瘫、肌萎缩等病症患者的生活质量提供了新的可能。
目前的BCI系统绝大部分基于单一模式的脑电信号,包括视觉诱发电位、P300事件相关电位、慢皮层电位和与运动想象相关的mu/beta节律等。随着BCI技术的发展,借助单一模式脑电信号的BCI系统,要想进一步提高信息传输率已经比较困难。此外,特定的单一模式的固有缺点也是制约 BCI性能提高的瓶颈。因此开始有人通过研究不同感觉模式混合控制的 BCI,为BCI系统性能的进一步提高提供了一种新的途径。
混合模式脑-机接口(hybrid brain-computer interface,hybrid BCI)是指在一种感觉模式的 BCI的基础上,加入新的控制方式进行混合控制的BCI。这里所说的新的控制方式,可以是另一种感觉模式的BCI,也可以是由诸如眼动、心率、血流变化等生理信号产生的控制方式[2]。
混合模式BCI按照其混合控制的方式可以分成两种基本类型:串行(sequential)模式和并行(simultaneous)模式[2]。串行模式中两种不同的感觉模式按先后顺序进行控制,此类系统可以有效降低系统的假阳性率;而并行模式则是两种感觉模式同时协同进行控制,相当于增加了系统可识别的任务数。……
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