基于运动想象脑电信号分类的上肢康复外骨骼控制方法研究.pdf

《基于运动想象脑电信号分类的上肢康复外骨骼控制方法研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第53卷第10期机械工程学报Vol.53No.102017年5月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGMay2017DOI：10.3901/JME.2017.10.060基于运动想象脑电信号分类的上肢康复外骨骼*控制方法研究1,222唐智川孙守迁张克俊(1.浙江工业大学工业设计研究院杭州310023；2.浙江大学现代工业设计研究所杭州310027)摘要：为解决偏瘫患者在主动康复训练中对上肢外骨骼的控制难题，提出一种基于单次运动想象的脑电信号分类方法，并将其应用于自主研发上肢外骨骼的实时控制中。针对脑电信号信噪比低、个体差异较大的问题，提出一种改进的共同空间

2、模式(Commonspatialpattern，CSP)特征提取算法，并结合支持向量机(Supportvectormachine，SVM)分类器，实现对单次运动想象脑电信号的分类；使用此分类方法对两种不同试验范式建立分类模型，并对其分类表现进行评估；将较好分类表现的分类模型应用于上肢外骨骼的实时控制中，验证方法的可行性。所有被试对上肢外骨骼控制的平均成功率达到87.12%±2.03%。试验结果表明，基于所提出的运动想象分类方法，可以实现上肢外骨骼的准确控制，并为面向康复训练的脑机接口技术提供了理论依据和实践基础。关键词：上肢外骨骼；共同空间模式；脑电信号；康复训练中图分类号：T

3、P249ResearchontheControlMethodofanUpper-limbRehabilitationExoskeletonBasedonClassificationofMotorImageryEEG1,222TANGZhichuanSUNShouqianZHANGKejun(1.IndustrialDesignInstitute,ZhejiangUniversityofTechnology,Hangzhou310023;2.ModernIndustrialDesignInstitute,ZhejiangUniversity,Hangzhou310027)Abst

4、ract：Forsolvingtheproblemhowthehemiplegicpatientscontroltheupper-limbexoskeletonduringtheactiverehabilitationtraining,thisstudyproposedanEEGclassificationmethodbasedonsingle-trialmotorimagery.Andthismethodinthereal-timecontrolofanupper-limbexoskeletondevelopedisapplied.Aimingatthelownoise-si

5、gnalratioandlargeindividualdifferencesofEEG,anadvancedCSPalgorithmforfeatureextractionisproposed.CombiningthisalgorithmwithSVMclassifier,thesingle-trialmotorimageryEEGisclassified.Then,thismethodtoconstructclassificationmodelsintwodifferentparadigmsisused,andevaluatedtheclassificationperform

6、anceoftwomodels.Theclassificationmodelwhichhadabetterperformanceisappliedinthereal-timecontrolofanupper-limbexoskeleton,toverifythefeasibilityofthismethod.Theaverageaccuracyis87.12%±2.03%acrossallsubjectsinreal-timecontrol.Theresultsdemonstratethattheupper-limbexoskeletoncanbecontrolledaccur

7、atelybasedontheproposedmethod,andthisstudyisprovidedthetheoryevidenceandpracticalbasisforBCItechnologyusedintherehabilitationtraining.Keywords：upper-limbexoskeleton；CSP；EEG；rehabilitationtraining动训练中能否根据患者运动意图实时控制康复辅助*[3-5]0前言设备就显得尤为重要。表面肌电信号(Elect