[實(shí)用新型]基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機(jī)接口驅(qū)動(dòng)的輪椅

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202022202494.5
• 申請(qǐng)日: 2020-09-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN213423889U
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭曉輝;王晶;石斌;王璐;梁文棟;烏銘遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 深圳睿瀚醫(yī)療科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F3/01
• 分類(lèi)號(hào): G06F3/01;G06K9/62;A61G5/10;A61G5/00
• 代理公司: 佛山市智匯聚晨專(zhuān)利代理有限公司 44409
• 代理人: 王晶

本實(shí)用新型公開(kāi)了基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機(jī)接口驅(qū)動(dòng)的輪椅。包括輪椅本體，輪椅本體上設(shè)置有人機(jī)交互設(shè)備，還包括，視覺(jué)誘發(fā)模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)識(shí)別判斷模塊和輪椅驅(qū)動(dòng)模塊，輪椅驅(qū)動(dòng)模塊與數(shù)據(jù)識(shí)別判斷模塊通訊連接，輪椅驅(qū)動(dòng)模塊包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)和輪椅傳動(dòng)系統(tǒng)，輪椅驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)識(shí)別判斷模塊的目標(biāo)控制指令驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)輪椅的驅(qū)動(dòng)運(yùn)行。通過(guò)基于SSMVEP?ERP?OSR混合腦機(jī)接口范式，增加了目標(biāo)數(shù)，進(jìn)而提高了輪椅控制的更多指令，增加了受試者控制輪椅的靈活性，提出了基于復(fù)雜模板與CCA的時(shí)頻特征分步識(shí)別算法，通過(guò)最優(yōu)通道的選取提高了控制的準(zhǔn)確率及實(shí)時(shí)性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及領(lǐng)域，特別涉及基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機(jī)接口驅(qū)動(dòng)的輪椅。

背景技術(shù)

由于交通事故、工傷、疾病等緣由的頻繁發(fā)生，下肢殘疾人數(shù)正在逐步上升。根據(jù)我國(guó)2006年殘疾人抽樣調(diào)成數(shù)據(jù)得知，目前我國(guó)殘疾人總?cè)藬?shù)為8296萬(wàn)人,其中肢體殘疾者為2412萬(wàn)人，占?xì)埣踩丝側(cè)藬?shù)的29.07％。大多數(shù)下肢殘疾人利用電動(dòng)輪椅進(jìn)行日常出行，坐在輪椅上的人通過(guò)操作輪椅上的按鈕或操作桿即可實(shí)現(xiàn)輪椅的啟停、前進(jìn)、后退等操作，但是對(duì)于一部分手部活動(dòng)不便的老年人及殘障人士而言，極大的限制了其操作性，一定程度上降低了輪椅的便利性。腦機(jī)接口是人腦-計(jì)算機(jī)接口的簡(jiǎn)稱(chēng)，是基于腦電信號(hào)實(shí)現(xiàn)大腦與電子設(shè)備之間直接交流通訊和控制的技術(shù)。由于不依賴(lài)常規(guī)的大腦輸出通路，腦機(jī)接口為人的大腦開(kāi)辟了全新的與外界進(jìn)行信息交流和控制的途徑。

視覺(jué)誘發(fā)電位(Visual Evoked Potential,VEP)是大腦皮質(zhì)枕葉區(qū)對(duì)視覺(jué)刺激發(fā)生的電反應(yīng)，是代表視網(wǎng)膜接受刺激，經(jīng)視路傳導(dǎo)至枕葉皮層而引起的電位變化。當(dāng)視覺(jué)刺激的刺激頻率在6Hz以上時(shí)，大腦視覺(jué)系統(tǒng)產(chǎn)生的對(duì)外部持續(xù)周期性視覺(jué)刺激的響應(yīng)，即為穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位(Steady State Visually Evoked Potential,SSVEP)。然而，在傳統(tǒng)的SSVEP-BCI領(lǐng)域，大多數(shù)研究是基于閃爍或閃爍的反襯變化，很少有研究運(yùn)動(dòng)對(duì)視覺(jué)刺激的影響及其潛在的穩(wěn)態(tài)BCI的設(shè)計(jì)。穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)誘發(fā)電位(Steady-State Motion VisuallyEvoked Potentials,SSMVEP)就是利用一種特殊的運(yùn)動(dòng)視覺(jué)刺激，類(lèi)似于牛頓環(huán)周期性的擴(kuò)張和收縮運(yùn)動(dòng)。與對(duì)光的感知和顏色對(duì)比類(lèi)似運(yùn)動(dòng)感知也是對(duì)人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)的基本任務(wù)之一。基于穩(wěn)態(tài)運(yùn)動(dòng)視覺(jué)誘發(fā)電位的BCI系統(tǒng)主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需訓(xùn)練，信號(hào)獲取容易，相比與光閃爍范式還可以減少視覺(jué)疲勞。缺省刺激響應(yīng)(Omitted stimulus response,OSR)是一種內(nèi)因性的大腦反應(yīng)，是指重復(fù)性感官刺激的停止可以引起頭皮電位的一系列模式特征，是一系列有規(guī)律的感官刺激缺失后可以誘發(fā)出來(lái)。

腦機(jī)接口技術(shù)已被廣泛的引入到智能輪椅的控制技術(shù)中，其中腦機(jī)接口技術(shù)主要包括運(yùn)動(dòng)想象和穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)的腦機(jī)接口。基于運(yùn)動(dòng)想象腦電控制的智能輪椅系統(tǒng)主要存在準(zhǔn)確率低和個(gè)體差異較大等不足，基于穩(wěn)態(tài)視覺(jué)誘發(fā)電位控制的輪椅系統(tǒng)主要存在控制指令較少，訓(xùn)練時(shí)間較長(zhǎng)等不足。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種解決上述現(xiàn)存的至少一個(gè)技術(shù)問(wèn)題的基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機(jī)接口驅(qū)動(dòng)的輪椅。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，基于SSMVEP-ERP-OSR混合腦機(jī)接口驅(qū)動(dòng)的輪椅，包括輪椅本體，輪椅本體上設(shè)置有人機(jī)交互設(shè)備，還包括：

視覺(jué)誘發(fā)模塊：人機(jī)交互設(shè)備設(shè)有視覺(jué)誘發(fā)模塊，視覺(jué)誘發(fā)模塊體現(xiàn)為人機(jī)交互設(shè)備上呈現(xiàn)SSMVEP-ERP-OSR混合范式刺激，人機(jī)交互設(shè)備播放的SSMVEP-ERP-OSR混合范式包括三行三列牛頓環(huán)，每個(gè)牛頓環(huán)的直徑約為4.8deg，第一列和第三列牛頓環(huán)距屏幕中心的距離均為視角的9.6deg，第一行和第三行牛頓環(huán)距屏幕中心的距離均為視角的6.4deg；

數(shù)據(jù)采集模塊：數(shù)據(jù)采集模塊用于采集用戶(hù)腦電信號(hào)，包括用于用戶(hù)穿戴的16導(dǎo)干電極帽，16導(dǎo)干電極帽設(shè)置多個(gè)電極，電極按照國(guó)際10/20標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)；