基于LabVIEW的實時腦-機接口系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、腦-機接口（Brain-Computer Interface，BCI）是近十年發(fā)展起來的一種新穎的人機接口方式。它是不依賴于腦的正常輸出通路（外周神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉組織）的腦-機（計算機或其它裝置）通訊系統(tǒng)。腦-機接口的一個重要用途是為那些思維正常但有嚴重運動障礙的患者提供語言交流和環(huán)境控制途徑，提高其生存質(zhì)量。腦-機接口技術(shù)在工業(yè)、航空、軍事等領(lǐng)域也有潛在的應(yīng)用價值。它正成為腦科學(xué)、康復(fù)工程、生物醫(yī)學(xué)工程及人機自動控制研究領(lǐng)域的一個研究熱

2、點。目前，腦-機接口的研究正處于發(fā)展階段，現(xiàn)有的腦-機接口系統(tǒng)還存在通訊速度低、效果不穩(wěn)定等技術(shù)障礙。
　　本設(shè)計是在LabVIEW7.1環(huán)境下實現(xiàn)的。美國NI公司的LabVIEW是虛擬儀器領(lǐng)域內(nèi)使用較為廣泛的計算機語言，是一種圖形化的編程語言，與其它高級語言最根本的區(qū)別是其源代碼不是文本而是框圖，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研究實驗室所接受，被視為一個標準的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。
　　本文給出了基于瞬態(tài)視覺誘發(fā)電位的實時反

3、饋腦-機接口系統(tǒng)在LabVIEW環(huán)境下的實現(xiàn)方案。該方案的關(guān)鍵部分是視覺刺激器的設(shè)計、腦電信號的實時處理及產(chǎn)生腦-機接口系統(tǒng)所需要的控制信號，同時也將判別結(jié)果實時反饋給受試者。
　　利用一臺計算機和實現(xiàn)腦電信號實時處理的Active One生理信號測量系統(tǒng)建立了一個基于視覺誘發(fā)電位的實時反饋腦-機接口實驗系統(tǒng)。本文中采用頭皮電極記錄枕部的皮層視覺誘發(fā)電位，該記錄方式無創(chuàng)，容易被人接受。
　　本文采用LabVIEW設(shè)計了腦-機

4、接口視覺刺激器。不同的刺激模塊代表了多種可能的選擇，受試者注視屏幕上其中一個閃爍的目標，通過分析所產(chǎn)生的誘發(fā)電位可判別受試者所注視的目標。腦電信號實時處理部分采用少量次數(shù)的累加平均并結(jié)合高效FIR濾波方法，有效地提高了信噪比，從強噪聲背景下提取出微弱的視覺誘發(fā)電位，將提取出的誘發(fā)電位信號與測得的模板信號進行匹配，判斷出受試者所注視的目標，產(chǎn)生腦-機接口系統(tǒng)所需的控制命令，并且將該判別結(jié)果反饋給受試者，從而實現(xiàn)實時反饋的腦-機接口系統(tǒng)。<