[發明專利]一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法與系統

有效

• 申請號: 202310083118.4
• 申請日: 2023-01-17
• 公開（公告）號: CN116088686B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 王英杰
• 申請（專利權）人: 北京融域智勝科技有限公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F18/10;G06F18/24;G06F18/214;G06N3/08;G06N3/0464
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 王本晉

1.一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法，其特征在于，所述腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法包括：

獲取多通道腦電信號；

通過預設的深度神經網絡溯源模型根據所述多通道腦電信號進行實時溯源分析，得到大腦皮層的執行運動想象時的第一源空間信號和無運動想象時的第二源空間信號；

對所述執行運動想象時的第一源空間信號和所述無運動想象時的第二源空間信號進行雙樣本-t檢驗，得到雙樣本-t檢驗結果；

根據所述雙樣本-t檢驗結果對預先設置的運動想象任務的激活腦區的第三源空間信號進行加權平均，得到運動想象神經信號標記；

根據所述運動想象神經信號標記呈現多模態訓練反饋信號，并根據所述多模態訓練反饋信號優化訓練者的運動想象策略。

2.根據權利要求1所述的一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法，其特征在于，在所述獲取多通道腦電信號之后，還包括：

通過64導的腦電信號采集電極、信號放大器與信號發送器采集多通道腦電信號，并存儲于數據緩沖區，其中，所述數據緩沖區采用先進先出的隊列結構；

從所述數據緩沖區內提取一段時間內采集的所述多通道腦電信號；

去除所述多通道腦電信號中50Hz工頻噪聲的帶阻濾波、高頻噪聲與頭動和眼動引起的噪聲，得到預處理腦電信號。

3.根據權利要求2所述的一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法，其特征在于，通過如下方式訓練深度神經網絡溯源模型：

將個體頭模型劃分為若干小區域，得到劃分后個體頭模型，其中，每個小區域包括若干個網格點；

通過神經群模型合成大腦皮層源空間的模擬激活源信號，將所述模擬激活源信號稀疏分布于大腦皮層源空間，隨機改變所述模擬激活源信號的位置，得到具有不同稀疏皮層分布的模擬激活源信號樣本；

根據所述劃分后個體頭模型計算所述模擬激活源信號樣本從所述大腦皮層源空間到觀測電極空間的前向傳導矩陣；

根據所述模擬激活源信號樣本與所述前向傳導矩陣進行計算，得到所述模擬激活源信號樣本對應的頭皮電極信號，并將所述模擬激活源信號樣本對應的頭皮電極信號組成源空間-頭皮腦電信號對；

通過獨立成分分析方法離線分解采集的腦電數據，得到頭動和眼電噪聲信號；

將所述模擬激活源信號樣本對應的頭皮電極信號加入到所述頭動和眼電噪聲信號中，得到有噪多導頭皮腦電信號；

構建初始深度神經網絡溯源模型，通過梯度回傳學習算法根據所述有噪多導頭皮腦電信號與所述源空間-頭皮腦電信號對訓練所述初始深度神經網絡溯源模型，得到所述深度神經網絡溯源模型。

4.根據權利要求3所述的一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法，其特征在于，在所述根據所述雙樣本-t檢驗結果對預先設置的運動想象任務的激活腦區的第三源空間信號進行加權平均，得到運動想象神經信號標記之前，所述腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法還包括：

獲取若干個用戶的進行運動想象任務實驗的多通道腦電信號，并對所述若干個用戶的進行運動想象任務實驗的多通道腦電信號進行去噪預處理，得到所述若干個用戶的預處理腦電信號；

根據所述若干個用戶的進行運動想象任務實驗的多通道腦電信號通過共空間模式算法計算每個用戶的運動想象任務識別準確率；

將所述運動想象任務識別準確率排名前若干個的用戶的所述若干個用戶的預處理腦電信號輸入深度神經網絡溯源模型，得到所述若干個用戶的大腦皮層的執行運動想象時的第一源空間信號；

選擇所述若干個用戶的大腦皮層的執行運動想象時的第一源空間信號共同激活的腦區設置為所述運動想象任務的激活腦區。

5.根據權利要求4所述的一種腦電溯源的運動想象腦機接口訓練方法，其特征在于，所述根據所述運動想象神經信號標記呈現多模態訓練反饋信號，包括：

根據所述運動想象神經信號標記構建視覺和聽覺的神經反饋信號；

通過HDMI視頻接口或音頻接口傳輸并呈現所述視覺和聽覺的神經反饋信號，得到所述多模態訓練反饋信號。