基于fMRI脑机接口的数据分类方法的研究.pdf

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1、第４８卷第１期太原理工大学学报Ｖｏｌ．４８Ｎｏ．１２０１７年１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＡＩＹＵＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪａｎ．２０１７文章编号：１００７－９４３２（２０１７）０１－００８６－０５基于ｆＭＲＩ脑机接口的数据分类方法的研究张巍１，２，陈俊杰１（１．太原理工大学计算机科学与技术学院，山西晋中０３０６１９；．山西职工医学院信息中心，山西晋中０３０６１９）摘要：为了解决脑机接口中功能磁共振成像（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉ

2、ｎｇ，ｆＭＲＩ）信号的数据分类问题，提出了使用后顶叶皮层进行特征选择的支持向量机分类方法。首先通过核磁设备采集数据，对数据预处理后，将后顶叶皮层的体素选择为特征，然后把血氧水平依赖（ｂｌｏｏｄｏｘｙｇｅｎｌｅｖｅｌｄｅｐｅｎｄｅｎｔ，ＢＯＬＤ）值的峰值和累积变化作为特征提取，最后使用支持向量机进行数据的分类。实验表明，选择后顶叶皮层作为特征是可行的；使用ＢＯＬＤ峰值的分类精度要高于使用ＢＯＬＤ累积变化的分类精度。关键词：脑机接口；功能磁共振成像；支持向量机；分类；血氧水平依赖中图分类号：ＴＰ１８文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１６３５５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００７－９４３２ｔｙｕｔ．

3、２０１７．０１．０１４ＳｔｕｄｙｏｆＤａｔａＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄＢａｓｅｄｏｎｆＭＲＩＢｒａｉｎ－ＣｏｍｐｕｔｅｒＩｎｔｅｒｆａｃｅ１，２，ＣＨＥＮＪｕｎｊｉｅ１ＺＨＡＮＧＷｅｉ（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉｎｚｈｏｎｇＳｈａｎｘｉ０３０６１９，Ｃｈｉｎａ；２．ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＣｅｎｔｅｒ，ＳｈａｎｘｉＭｅｄｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｆｏｒＣｏｎｔｉｎｕｉｎｇＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＪｉｎｚｈｏｎｇＳｈａｎｘｉ０３０６１９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ

4、：Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｄａｔａｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ（ｆＭＲＩ）ｓｉｇｎａｌｓｉｎｔｈｅｂｒａｉｎ－ｃｏｍｐｕｔｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅ（ＳＶＭ）ｕｓｉｎｇｐｏｓｔｅｒｉｏｒｐａｒｉｅｔａｌｃｏｒｔｅｘ（ＰＰＣ）ａｓｆｅａｔｕｒｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｄａｔａｗｅｒｅａｃ－ｑｕｉｒｅｄｂｙｔｈｅｎｕｃｌｅａｒｍａｇｎｅｔｉｃｄｅｖｉｃｅ．Ｎｅｘｔ，ｔｈｅｄａｔａｗｅｒｅｐｒｅ

5、ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ，ｔｈｅｖｏｘｅｌｓｏｆＰＰＣｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｆｅａｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｎｔｈｅｐｅａｋｖａｌｕｅｓａｎｄｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｖａｌｕｅｓｏｆＢＯＬＤ（ｂｌｏｏｄｏｘｙｇｅｎｌｅｖｅｌｄｅ－ｐｅｎｄｅｎｔ）ｗｅｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ＳＶＭｗａｓｕｓｅｄｔｏｃｌａｓｓｉｆｙｄａｔａ．ＴｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｈａｓｓｈｏｗｎｉｔｉｓｖｉａｂｌｅｔｏｓｅｌｅｃｔＰＰＣａｓｆｅａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｕｓｉｎｇｐｅａｋｖａｌｕｅｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅｃｌ

6、ａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙｕｓｉｎｇｃｕｍｕｌａｔｉｖｅｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｒａｉｎ－ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ；ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｍａｇｉｎｇ（ｆＭＲＩ）；ｓｕｐｐｏｒｔｖｅｃｔｏｒｍａｃｈｉｎｅｓ；ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ＢＯＬＤ脑机接口是一种控制系统，它不依赖于人脑的直接的通讯和控制通道。不用语言和动作，通过人周围神经和肌肉的正常输出通道。通过采集和分析脑人们可以控制设备。脑机接口技术已广泛应用于人脑的生物电信号，可以在人脑和计算机之间建立医疗保健，身体功能的康复，反恐以及生物反馈训练＊收稿日期：２０

7、１６－０５－０５基金项目：国家自然科学基金资助项目：抑郁症ｆＭＲＩ数据分析方法及辅助诊断治疗模型研究（６１１７０１３６），多模态脑功能复杂网络分析方法及应用研究（６１３７３１０１）；山西省软科学研究资助项目（２０１６０４１０３５－１）作者简介：张巍（１９６８－），男，山西汾阳人，博士，副教授，主要从事数据挖掘、智能信息处理研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｚｈａｎｇｗｈｈｘ＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：陈俊杰，教授，博士生导师，主要从事智能信息处理研究，（Ｅ－ｍａｉｌ）ｃ