[發明專利]一種腦機接口P300信號特征體感誘發裝置及其應用方法

在審

• 申請號: 201710160569.8
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN107066091A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 劉亞東;周宗潭;王驚君;于揚;胡德文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;A61B5/0476
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,譚武藝

1.一種腦機接口P300信號特征體感誘發裝置，其特征在于：包括上位機通訊單元（1）和至少一個下位機單元（2），所述上位機通訊單元（1）包括USB轉串口模塊（11），所述下位機單元（2）包括單片機（22）、電機驅動單元（23）、電機單元（24）和低壓直流電源（25），所述電機單元（24）包括多個用于作為觸覺刺激源的直流振動電機（241），所述單片機（22）和USB轉串口模塊（11）相連，且所述單片機（22）的輸出端分別通過電機驅動單元（23）和各個直流振動電機（241）相連，所述低壓直流電源（25）的輸出端分別與無線通訊下位模塊（21）、單片機（22）、電機驅動單元（23）相連。

2.根據權利要求1所述的腦機接口P300信號特征體感誘發裝置，其特征在于：所述單片機（22）和USB轉串口模塊（11）直接相連。

3.根據權利要求1所述的腦機接口P300信號特征體感誘發裝置，其特征在于：所述上位機通訊單元（1）還包括無線通訊上位模塊（12），所述下位機單元（2）還包括無線通訊下位模塊（21），所述無線通訊下位模塊（21）通過無線網絡和無線通訊上位模塊（12）相連，所述單片機（22）依次通過無線通訊下位模塊（21）、無線通訊上位模塊（12）和USB轉串口模塊（11）間接相連。

4.根據權利要求3所述的腦機接口P300信號特征體感誘發裝置，其特征在于：所述無線通訊上位模塊（12）、無線通訊下位模塊（21）為藍牙通訊模塊。

5.根據權利要求1所述的腦機接口P300信號特征體感誘發裝置，其特征在于：所述電機單元（24）包括六個直流振動電機（241）。

6.一種權利要求1～5中任意一項所述腦機接口P300信號特征體感誘發裝置的應用方法，其特征在于實施步驟包括：

1）分別將直流振動電機（241）作為觸覺刺激振動源粘貼安裝固定在被試身體上指定的觸覺刺激目標位置、安裝好腦機接口腦電信號采集裝置并連接被試，將上位機通訊單元（1）和下位機單元（2）之間建立連接，并將上位機通訊單元（1）通過USB電纜和上位機相連；

2）通過上位機生成刺激序列L，所述刺激序列L包括至少一個周期序列組trial，每一個周期序列組trial包括一組需要振動的電機編號；開始對腦機接口腦電信號采集裝置輸出的腦電信號進行信號累積；

3）上位機從刺激序列L中遍歷取出一個周期序列組trial作為當前周期序列組；

4）上位機獲取當前周期序列組中的電機編號發送給下位機單元（2），下位機單元（2）驅動電機編號對應的直流振動電機（241）發生振動，振動達到指定的刺激時長后停止振動，且停止振動達到指定的非刺激時長后跳轉執行步驟5）；

5）將信號累積得到的腦電信號進行分類計算、編碼后輸出；

6）判斷刺激序列L是否仍有未遍歷的周期序列組trial，如果仍有未遍歷的周期序列組trial，則跳轉執行步驟3）；否則，跳轉執行步驟7）；

7）將輸出的腦電信號數據進行保存。

7.根據權利要求6所述腦機接口P300信號特征體感誘發裝置的應用方法，其特征在于，步驟4）中下位機單元（2）驅動電機編號對應的直流振動電機（241）發生振動具體是指下位機單元（2）驅動電機編號對應的直流振動電機（241）以相同的頻率依次發生振動。

8.根據權利要求6所述腦機接口P300信號特征體感誘發裝置的應用方法，其特征在于，步驟4）中下位機單元（2）驅動電機編號對應的直流振動電機（241）發生振動具體是指下位機單元（2）驅動電機編號對應的直流振動電機（241）分別以不同的頻率同時發生振動。

9.根據權利要求6所述腦機接口P300信號特征體感誘發裝置的應用方法，其特征在于，步驟5）將信號累積得到的腦電信號進行分類計算具體是指采用逐步回歸分析作為數據分析方式，將信號累積得到的腦電信號中刺激后的300～1100毫秒作為P300特征信號片段，采取0.5～N Hz巴特沃斯帶通濾波器進行分類計算，其中N為用戶預設參數。