[發(fā)明專(zhuān)利]一種腦電撥號(hào)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010742685.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111857351A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于揚(yáng);葉澤祺;周宗潭;胡德文;沈輝;張藝博
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;G06K9/00;G06K9/62;H04M1/26
• 代理公司: 長(zhǎng)沙市護(hù)航專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 43220
• 代理人: 莫曉齊

本發(fā)明具體公開(kāi)了一種腦電撥號(hào)方法，所述方法包括以下步驟：S1、首先將左手MI任務(wù)、右手MI任務(wù)以及空閑狀態(tài)三種狀態(tài)進(jìn)行有序編碼形成一個(gè)編碼表，所述編碼表中包括十二個(gè)長(zhǎng)度均為三的序列，且編碼表中的序列與撥打電話操作過(guò)程中的操作指令一一對(duì)；S2、使用者根據(jù)編碼表和撥打電話的操作指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)，腦電波檢測(cè)設(shè)備根據(jù)使用者的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)獲取對(duì)應(yīng)的腦電圖并傳輸給計(jì)算機(jī)；S3、計(jì)算機(jī)根據(jù)步驟S2中獲取的腦電圖信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)處理，得到對(duì)應(yīng)的操作指令，從而實(shí)現(xiàn)腦機(jī)的自動(dòng)撥號(hào)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了使用者僅憑意念即可撥打電話，對(duì)持槍軍人、忙碌人群等都有較大意義，提高了運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的生活自理能力，降低了其家庭與社會(huì)的負(fù)擔(dān)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦機(jī)接口技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種腦電撥號(hào)方法。

背景技術(shù)

腦機(jī)接口(brain computer interface，BCI)技術(shù)的基本原理是利用現(xiàn)代各種大腦活動(dòng)觀測(cè)手段采集大腦神經(jīng)信號(hào)，通過(guò)信號(hào)處理和模式識(shí)別方法提取出這些信號(hào)中所包含的使用者控制意圖，并將其轉(zhuǎn)換成指令，實(shí)現(xiàn)由意念對(duì)外部設(shè)備的直接操控。腦電圖(electroencephalogram，EEG)是目前最流行的腦信號(hào)監(jiān)測(cè)手段，其具有非侵入性、信號(hào)實(shí)時(shí)性高、便攜性好、設(shè)備簡(jiǎn)單易用且成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)。如何給運(yùn)動(dòng)功能損傷患者提供一種直接利用意念與外界交流或者自主控制各類(lèi)康復(fù)助殘?jiān)O(shè)備，以提高他們的生活自理能力，減輕對(duì)其家庭和社會(huì)的負(fù)擔(dān)，一直是BCI相關(guān)研究人員的動(dòng)力所在。

運(yùn)動(dòng)想象(motor imagery，MI)技術(shù)是目前自發(fā)式BCI技術(shù)中常用的大腦意識(shí)任務(wù)。當(dāng)被試在想象身體某個(gè)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)引起大腦感覺(jué)運(yùn)動(dòng)皮層不同節(jié)律(感覺(jué)運(yùn)動(dòng)節(jié)律，Sensorimotor Rhythms，SMRs)的變化。不同的肢體部位的運(yùn)動(dòng)想象引起的SMRs具有不同的時(shí)空分布特性，其EEG具有較高的可區(qū)分性。因此可以通過(guò)模式識(shí)別方法，解碼EEG中的MI模式，并將其轉(zhuǎn)化為控制指令，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)外部設(shè)備的操控。通過(guò)MI任務(wù)產(chǎn)生的腦電信號(hào)具有自主性高，不依賴(lài)外界刺激，以及實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。特別地，由于左、右手的大腦皮層分布較廣，執(zhí)行左、右手想象運(yùn)動(dòng)時(shí)，SMRs現(xiàn)象較明顯，設(shè)計(jì)用于區(qū)分左右MI任務(wù)的方法比較容易實(shí)現(xiàn)且相關(guān)的算法也比較成熟，具有較高的信號(hào)解碼正確率。因此左、右手的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)成為設(shè)計(jì)MI-BCI系統(tǒng)中使用最廣泛的任務(wù)。但是受限于當(dāng)前MI-BCI技術(shù)可識(shí)別的任務(wù)種類(lèi)數(shù)目比較有限(一般在2-3類(lèi)，左/右手和腳部的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù))，難以直接輸出更多的指令來(lái)實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種腦電撥號(hào)方法，所述方法通過(guò)將使用者意念轉(zhuǎn)換為操作指令，實(shí)現(xiàn)了使用者僅憑意念撥打電話，將雙手從撥打電話中解放出來(lái)，對(duì)持槍軍人、忙碌人群等都有較大的現(xiàn)實(shí)意義，從而提高了運(yùn)動(dòng)功能障礙患者的生活自理能力，降低了其家庭與社會(huì)的負(fù)擔(dān)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種腦電撥號(hào)方法，包括以下步驟：

S1、首先將運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)中的左手MI任務(wù)、右手MI任務(wù)以及空閑狀態(tài)三種狀態(tài)進(jìn)行有序編碼形成一個(gè)編碼表，所述編碼表中包括十二個(gè)長(zhǎng)度均為三的序列，且編碼表中的序列與撥打電話操作過(guò)程中的操作指令一一對(duì)應(yīng)；

S2、使用者根據(jù)編碼表和撥打電話的操作指令進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)，腦電波檢測(cè)設(shè)備根據(jù)使用者的運(yùn)動(dòng)想象任務(wù)獲取對(duì)應(yīng)的腦電圖信號(hào)并傳輸給計(jì)算機(jī)；

S3、計(jì)算機(jī)對(duì)步驟S2中所獲取的腦電圖信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)和處理，得到對(duì)應(yīng)撥打電話的操作指令，從而實(shí)現(xiàn)腦機(jī)的自動(dòng)撥號(hào)。

優(yōu)選地，所述步驟S1中的操作指令包括開(kāi)始撥號(hào)/接聽(tīng)和開(kāi)始掛斷/退出，以及對(duì)十個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字進(jìn)行控制，所述阿拉伯?dāng)?shù)字為0，1,2,3,4,5,6,7,8和9。

優(yōu)選地，所述步驟S1中左手MI任務(wù)、右手MI任務(wù)和空閑狀態(tài)分別記為L(zhǎng)、R和0，所述編碼表中序列的編碼具體方式為：所述序列中的第一位和最后一位由L和R兩種狀態(tài)進(jìn)行編碼，中間一位由L、R和0三種狀態(tài)進(jìn)行編碼，進(jìn)而構(gòu)成一個(gè)序列與操作指令一一對(duì)應(yīng)的編碼表。