[发明专利]基于稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应的混合脑-机接口方法

摘要

本发明公开了一种基于稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应的混合脑‑机接口方法，包括：1)受试者佩戴电极帽，分别将电极帽上的参考电极、地电极和测试电极与受试者头部接触，目测视线与计算机屏幕平视；2)预先通过MATLAB编写的稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应混合范式程序，受试者根据目标提示选择刺激目标进行盯视，将电极帽采集得到的脑电信号存储在计算机中；3)对稳态运动视觉诱发电位特征和缺省刺激响应特征分别进行特征提取，再对刺激目标进行分类识别；4)计算机屏幕显示刺激目标识别结果，对被试者进行视觉反馈；5)重复步骤进入下一轮，直至程序结束。本发明采用两种特征识别信息，具有操作简单、训练时间少、电极数目少等优点。

主权项

1.基于稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应的混合脑‑机接口方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：受试者佩戴电极帽，分别将电极帽上的参考电极、地电极和测试电极与受试者头部接触，受试者目测视线与计算机屏幕平视，受试者头部距离计算机屏幕为60～90厘米，保证测试电极阻抗低于5千欧姆；步骤2：预先通过MATLAB编写的稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应混合范式程序会在计算机屏幕中呈现，运行程序后，屏幕上有若干个刺激目标，受试者根据目标提示选择一个刺激目标进行双目盯视，放大器将电极帽采集得到的脑电信号经过放大、滤波、A/D转换后存储在计算机中；步骤3：计算机将存储的脑电信号进行预处理，并对稳态运动视觉诱发电位特征和缺省刺激响应特征分别进行特征提取，再对刺激目标进行分类识别；步骤4：计算机屏幕显示刺激目标识别结果，对被试者进行视觉反馈；步骤5：计算机在完成步骤4后，返回步骤2，重复步骤2‑4，按照预设程序进行下一轮的刺激目标分类识别以及视觉反馈，直至程序结束；所述步骤2中，稳态运动视觉诱发电位与缺省刺激响应混合范式方法是通过下述方式来实现的：2‑1)在MATLAB界面中，利用Psychtoolbox工具箱，编程实现以牛顿环形式闪烁用以诱发稳态运动视觉诱发电位的视觉刺激器，在视觉刺激器闪烁过程中添加一定时间的刺激缺失，即可诱发出缺省刺激响应；2‑2)一个视觉刺激器即为一个刺激目标，程序中预设若干个刺激目标，运行程序后呈现在屏幕上的若干个刺激目标按照阵列分布方式排布，其位置在程序中设定；2‑3)将若干个刺激目标设置对应的标号，每一列具有相同的刺激频率，各列之间刺激频率不同；每一行具有相同的首次闪烁刺激缺失时间，各行之间首次闪烁刺激缺失时间不同；在每一次刺激目标呈现中，可出现多次闪烁刺激缺失；首次闪烁刺激缺失时间和闪烁刺激缺失次数与每一次刺激目标呈现时间有关，每次闪烁刺激缺失时间范围不能超出每一次刺激目标呈现时间范围；所述步骤2‑3)中，每次闪烁刺激缺失时间范围为每一次刺激目标呈现时间的10％‑15％，在每一次刺激目标呈现中，可出现4～8次闪烁刺激缺失，每次闪烁刺激缺失距上一次闪烁刺激缺失的间隔为任一刺激目标刺激频率的3～6个闪烁周期；2‑4)进行训练样本采集：受试者根据程序中提前设定对某个刺激目标进行双目盯视，在程序运行中，会在选定刺激目标处有相应提示，受试者只需根据提示对选定的刺激目标进行盯视即可，直至训练样本采集部分结束；2‑5)进行刺激目标在线识别：受试者根据程序中随机产生的一个刺激目标的标号，之后在标号对应的刺激目标处有相应提示，受试者仍然只需根据提示对选定的刺激目标进行盯视即可，直至在线识别部分结束；2‑6)放大器将电极帽采集得到的训练样本采集脑电信号和在线识别脑电信号经过放大器放大、滤波、A/D转换后存储在计算机中。