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脑-机接口技术及其在康复训练中的应用
资料介绍
脑-计算机接口是在人脑和计算机或其它电子设备之间建立一种不依赖于常规大脑输出通路（例如外周神经和肌肉组织）的直接信息交流与控制通道，是一种全新的人-机交互系统。脑.机接口的一个重要用途是为那些思维正常但有严重运动功能障碍的患者提供一种新的康复训练方式，使患者主动参与到治疗过程中，以提高治疗效果。
本文以基于运动想象的脑电信号为研究对象，自行研制了具有USB接口的脑电信号采集系统，开发了在线BCI实验软件平台，并在成功提取运动想象信号的基础上，将基于运动想象的脑-机接口作为康复训练的控制接口，分别设计了机械手控制系统和虚拟康复训练平台。
在硬件设计中，对于脑电信号采集系统，主要采用16位高精度逐次比较型ADS7805实现A/D转换，使用具有LISB功能的单片机C8051F320完成数据采集和USB数据传输功能；对于三自由度机械手控制系统，主要采用驱动芯片LMD18200实现对直流电机的PWM控制，利用8254对光电码盘输出脉冲计数实现位置信号的检测，使用C8051F340作为微控制器完成机械手运动的控制。
在软件设计中，以VC++6.0为开发环境，采用模块化设计思想，运用多线程技术、“NI Measurement Studio for VC++6.0”ActiveX技术、与MATLAB接口技术和虚拟现实技术，开发了具有采集、记录、训练、测试、分析和虚拟康复训练多种功能为一体的在线BCI软件系统。
同时，本研究在设计过程中进行了多次实验，分别验证了脑电信号采集系统、在线BCI实验平台的稳定性和可靠性。并在基于左右手运动想象在线控制机械手实验中，识别率达到90％，初步确定整个系统的可行性，为脑-机接口技术在康复训练中的应用奠定了基础。
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