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传感技术学报 2007年第9期20卷 2108-2112页

作者：周鹏曹红宝熊屹张爽王明时天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

为了提高脑机接口的分类正确率,设计了一种基于三同心圆环的拉普拉斯电极,此电极能够快速测量4阶精度的头皮拉普拉斯电位(LEEG),具有极高的空间分辨率和定位性能.基于九点法表面拉普拉斯电位估算理论,推导了此三同心圆环拉普拉斯电极直... 详细信息

为了提高脑机接口的分类正确率,设计了一种基于三同心圆环的拉普拉斯电极,此电极能够快速测量4阶精度的头皮拉普拉斯电位(LEEG),具有极高的空间分辨率和定位性能.基于九点法表面拉普拉斯电位估算理论,推导了此三同心圆环拉普拉斯电极直接测量LEEG的原理.通过与传统EEG测量对比实验表明,此三同心圆环拉普拉斯电极在左右手运动想象的脑机接口中能够显著地提高分类正确率,并且简单易用,具有很大的实用价值.

关键词：拉普拉斯电极脑电头皮拉普拉斯电位脑机接口分类正确率

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基于脑机接口的智能康复系统的设计

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计算机工程与应用 2007年第26期43卷 1-4页

作者：周鹏曹红宝熊屹葛家怡张爽王明时天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

为了辅助脊髓损伤所导致的瘫痪病人的运动功能重建,将脑机接口技术和功能性电刺激技术相结合,开发了一种可供瘫痪病人根据自己的运动意愿控制残肢运动的智能康复系统。该系统能够绕过患者体内受损的神经通路,直接将人的运动意图通过外... 详细信息

为了辅助脊髓损伤所导致的瘫痪病人的运动功能重建,将脑机接口技术和功能性电刺激技术相结合,开发了一种可供瘫痪病人根据自己的运动意愿控制残肢运动的智能康复系统。该系统能够绕过患者体内受损的神经通路,直接将人的运动意图通过外部通路传达给功能性电刺激仪,刺激相应的神经肌肉,完成患者对残肢的直接控制。详细介绍了该系统的总体设计思路、脑机接口实验设计、特征提取与分类算法、功能性电刺激仪的设计等关键技术。初步实验表明,本康复系统能以95%以上正确率分析人的运动意图,控制功能性电刺激仪完成预定的刺激任务,恢复手部抓握动作,展现出巨大的实用价值。

关键词：脑机接口脑电拉普拉斯电极功能性电刺激运动康复

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基于非线性特征融合的体表胃电模式识别研究

基于非线性特征融合的体表胃电模式识别研究

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作者：袁媛天津大学

学位级别：硕士

体表胃电图（Electrogastrogram,EGG）是一种非侵入性胃电研究方法,对于胃功能的评估具有重要意义。由于胃电频率（3次/分钟）变化极缓,其非线性特征相较于脑电、心电等尤为突出。因此,将非线性特征应用于功能性消化不良（Functional Dy... 详细信息

体表胃电图（Electrogastrogram,EGG）是一种非侵入性胃电研究方法,对于胃功能的评估具有重要意义。由于胃电频率（3次/分钟）变化极缓,其非线性特征相较于脑电、心电等尤为突出。因此,将非线性特征应用于功能性消化不良（Functional Dyspepsia,FD）等胃病患者的胃电特征提取与分析,具有重要的临床意义与实际价值。基于上述背景,本文首先根据“误差最小、电位比最大”原则,设计制作了同心环结构的柔性Laplacian电极,并应用于10名健康被试的胃电信号采集。结果表明,与传统圆盘电极相比,Laplacian电极能有效抑制心电等干扰,信噪比均值提高了5.15d B;初步证明了Laplacian电极所记录信号能够表征胃的电活动。在此基础上,本文将自适应噪声的完全集合经验模态分解（Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN）方法应用于仿真胃电信号的预处理。结果表明,CEEMDAN能有效解决传统经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）存在的模态混叠问题;与FIR带通滤波和EMD相比,CEEMDAN预处理后的胃电信号与仿真真实胃电信号更接近,相关系数最大可达0.64;同时基于Laplacian电极验证实验,证明了CEEMDAN的去噪效果最佳,相比于FIR带通滤波和EMD,信噪比均值各提高了7.21d B、1.69d B。最后,本文提出胃电信号的非线性特征提取方法,采用支持向量机（Support Vector Machine,SVM）对针刺前/后、FD患者/正常人的胃电数据进行二分类。结果表明,非线性特征能有效提高胃电信号的识别率,尤其以非线性特征和传统特征（基于1999年胃电图评判标准草案提取的特征）融合后的特征向量（传统-非线性特征向量）识别效果最佳。在针刺数据中,传统-非线性特征向量在多项式核函数、径向基核函数SVM中的平均识别率分别为81.6%和89.8%;在FD患者的数据中,传统-非线性特征向量在多项式核函数、径向基核函数SVM中的平均识别率分别为82.0%和87.3%。综上,本文从胃电检测的Laplacian电极、基于CEEMDAN的胃电信号预处理方法以及胃电信号的非线性特征提取方法等几个方面展开研究,为临床上胃电的检测分析提供了较为全面的技术解决方案,为今后的胃电研究工作奠定了基础。

关键词：体表胃电图拉普拉斯电极自适应噪声的完全集合经验模态分解非线性特征

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