基于Matlab环境的脑控轮椅搭建与实验验证

• 作者: 刘明 徐圣普 王康宁 王慧泉 王瑶 王金海 蒲江波 谢小波 陈小刚
• 来源期刊: 北京生物医学工程
• 学科: 医学
• 关键词: 脑控轮椅 稳态视觉诱发电位 脑-机接口 脑电 性能评价
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 190-197
• 页数: 8页
• 分类号: R318.04|R318.6
• 字数: 4472字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1002-3208.2019.02.012.

摘要

目的 基于脑电(electroencephalography,EEG)的脑控轮椅(brain-controlled wheelchair,BCW)能够为无法通过四肢操控轮椅运动的严重肢体残疾或运动障碍患者提供辅助,满足日常移动或出行需要.本文以兼顾系统性价比和准确率为研究目的,采用便携脑电放大器,搭建一个基于Matlab环境的BCW系统,并验证系统的可行性和实用性.方法 首先搭建一个基于稳态视觉诱发电位(steady-state visual evoked potential,SSVEP)的BCW系统,系统主要包括脑电刺激、采集与处理,以及轮椅控制两大部分,用户无需长期训练即可通过脑电控制轮椅的运动状态.然后招募3名健康受试者进行系统分类准确率验证实验和预设路径控制验证实验.其中,分类准确率验证实验要求受试者按照语音提示指令,注视对应刺激闪烁块以得到分类结果;预设路径控制验证实验要求受试者完成3个轮椅既定路线控制任务.实验后填写问卷调查衡量本系统的控制难度、受试者舒适度和疲劳程度.结果 比较提示指令与分类结果得到系统分类准确率为97％±1％.路径控制实验中受试者均能控制轮椅按照预设路径运动到目的地,且获得用时、实际路径长度、命令个数、时间优化率、路径优化率等指标.结论 本文搭建的基于Matlab环境的SSVEP-BCW系统分类准确率较高,控制效果和控制舒适度较好,具有一定的实用性.