基于ECoG信號(hào)的嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng).pdf

1、世界上有很多因?yàn)樵馐苓\(yùn)動(dòng)功能缺失而給他們帶來(lái)各種不便的患者，他們的生活狀態(tài)和質(zhì)量因此受到嚴(yán)重的影響，并且傳統(tǒng)的手術(shù)和藥物治療效果又不明顯，腦機(jī)接口技術(shù)則為這些患者提供了一種新的治療和康復(fù)手段。但傳統(tǒng)的腦機(jī)接口系統(tǒng)大多由商用采集器與PC機(jī)構(gòu)成，體積龐大、價(jià)格昂貴，非常不利于其在臨床和實(shí)際生活中的普及和應(yīng)用。因此本文結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)，在原有腦機(jī)接口技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并搭建了一個(gè)完整的嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上完成了利用臨床患者

2、ECoG信號(hào)進(jìn)行在線異步控制外部機(jī)械手的功能。
　　本文設(shè)計(jì)搭建的嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng)主要包括前端的信號(hào)采集芯片RHD2132和后端的嵌入式ARM處理平臺(tái)Jeston TK1兩大部分。首先，以TK1處理平臺(tái)為系統(tǒng)核心，通過(guò)其上的高速SPI接口連接到前端的采集芯片，控制信號(hào)采集的啟停，并進(jìn)行信號(hào)采集相關(guān)參數(shù)的配置，主要包括采樣速率、帶通濾波器的截止頻率、采樣通道選擇等。接著，處理平臺(tái)接收采集芯片送來(lái)的原始信號(hào)，在其CPU上完成數(shù)據(jù)預(yù)處

3、理、特征提取、信號(hào)解碼及機(jī)械手控制的全部功能。數(shù)據(jù)預(yù)處理主要包括空間濾波，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑去除噪聲;特征提取則是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)頻轉(zhuǎn)換，從頻域上選取特定的頻段信號(hào)作為特征量輸入;信號(hào)解碼主要基于SVM分類(lèi)器，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩階段解碼的異步解碼算法;最后的解碼輸出轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的控制指令通過(guò)串口傳遞給外部機(jī)械手，完成機(jī)械手的控制。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)搭建的嵌入式腦機(jī)接口系統(tǒng)可以完成ECoG信號(hào)在線異步控制機(jī)械手的功能，且解碼結(jié)果與傳統(tǒng)的腦