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《上海交通大学》 2013年
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BCI康复系统设计与康复数据分析

梁健怡  
【摘要】:基于运动想象的BCI-FES康复训练系统是一种新的运动功能康复训练方式,能有效地帮助患者建立脑运动想象和外部肢体之间的功能控制连接。本文首先详细介绍了基于运动想象BCI-FES系统的设计以及各子模块的实现。其次我们通过与复旦大学附属华山医院康复医学科合作,制定了康复训练实验范式和患者临床入选排除标准,并进行了康复系统的临床测试与应用,检验了系统的有效性。最后本文针对中风患者的脑电数据进行了分析,总结设计了多种适用于脑中风患者脑电信号处理的算法。 本文的主要贡献和创新点主要体现在以下方面: 1.系统设计上的创新:我们系统地制定了一套包含功能提示、多模态神经反馈到用户想象模式等内容的康复训练范式。提供了丰富的虚拟训练环境帮助中风患者积极参与到康复训练平台上。通过将临床的FES疗法与脑机接口技术结合,本系统使肢体康复与受损脑区的康复同步协调进行。 2.临床数据的收集分析与机理的揭示:在临床测试与应用中,我们收集了海量的临床数据,为将来工作奠定了基础。并通过数据分析,总结了运动康复过程中脑电信号的部分规律和特点。此外,还从不同角度分析了在康复训练过程中患者脑电信号的特点。 3.算法设计上的创新:针对普通的CSP特征提取方法无法很好的直接应用于中风患者的康复训练数据特征提取这一问题,我们根据中风病人脑电信号的特点,提出了多种改进方法提高精度,满足处理脑中风病人运动想象数据的特殊需求。这些方法可以运用于康复训练数据的预处理和模式识别中,对后续的数据分析和机理揭示工作具有一定的借鉴意义。 总之,本论文研究了脑中风病人在特定任务下脑活动的动态过程,揭示了中风病人脑运动想象的一些特点。制定了康复训练实验范式,适用于中风引起的运动功能障碍患者日常康复训练,能帮助其恢复或改善原本受限的运动功能,从而提高患者自主运动能力。这些工作能为将来的BCI康复的研究与应用提供理论基础和技术原型。
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN911.7

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