[发明专利]一种基于外周神经电刺激的MI-BCI训练方法

说明书

本发明涉及一种基于外周神经电刺激的MI‑BCI训练方法，属于脑机接口技术领域，解决了现有技术中MI‑BCI分类正确率差的问题。本发明公开的基于外周神经电刺激的MI‑BCI训练方法，是一种新型的MI‑BCI训练方法，通过对人体外周神经进行特定频率的电刺激，从而改善大脑皮层相应功能区的活性，进而提高大脑皮层对使用相关功能区的想象能力，有助于快速提升MI‑BCI分类正确率，为推进MI‑BCI的实际应用做出贡献。

技术领域

本发明涉及脑机接口技术领域，尤其涉及一种基于外周神经电刺激的MI-BCI训练方法。

背景技术

脑-机接口(BCI)能够通过计算机监测或识别代表人脑思维意念的信号，将之转换为计算机指令，直接完成对外控制交流。运动想象(MI)有运动意图但无实际动作输出，其能引起感觉大脑运动皮层mu和beta节律幅度的升高或降低(ERD或ERS)。

基于MI的BCI系统(MI-BCI)是唯一一种不需要外界刺激而直接反映使用者主观运动意识的BCI范式，通过识别不同任务诱发的具有特异性的脑电变化从而判断使用者的运动意图。MI-BCI模式符合大脑正常思维活动的状态，能够做到“让思想变成行动”，在康复工程以及运动训练中具有极其重要的地位。然而，现有MI-BCI对被试要求较高且分类正确率具有很大的个体差异性，目前缺少一种快速提升MI-BCI正确率的训练方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种基于外周神经电刺激的MI-BCI训练方法，用以解决现有技术MI-BCI分类正确率差的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种基于外周神经电刺激的MI-BCI训练方法，包括如下步骤：

对K名受试者进行顺序编号，并选取每名受试者都能够通过左手或右手实施的l个指定动作；

对受试者指定部位的神经实施电刺激，待刺激结束后，执行刺激后MI-BCI任务，想象其左手或右手实施上述每一个指定动作，同时采集每一个所述指定动作对应的脑电信号；

对所述脑电信号进行数据预处理，获得预处理结果；

对所述预处理结果进行特征提取，并对提取结果进行分类识别。

上述技术方案的有益效果如下：经大量试验研究表明，特定频率的体感刺激可以诱发相同频率且具有空间特异性的稳态体感诱发电位，同时诱发ERD节律现象，激活大脑皮层相应的皮层感觉功能区。对MI-BCI任务中参与肢体的外周神经施加一定的电刺激，能够激活所述肢体对应的脑功能区，并改善大脑皮层功能区的神经活性。上述技术方案利用这一特性，对MI-BCI任务中参与肢体的指定部位施加一定频率的神经电刺激，通过研究刺激位置、反应强度等参数，探索有益于增强相应脑区活性的刺激位置、强度等参数，从而改善相应肢体动作的想象能力，快速提升MI-BCI的分类正确率，即建立一种新型的MI-BCI训练方法，为推进MI-BCI的实际应用探索新途径。

基于上述方法的另一个实施例中，基于外周神经电刺激的MI-BCI训练方法还包括如下步骤：

在实施电刺激之前，执行刺激前MI-BCI任务，想象左手或右手实施每一个所述指定动作，同时采集每一个所述指定动作对应的脑电信号；

对所述脑电信号进行数据预处理，获得预处理结果；

对所述预处理结果进行特征提取，并对提取结果进行分类识别。

上述技术方案的有益效果是：外周神经电刺激后能够提高MI-BCI任务的执行能力，为了突显电刺激对MI-BCI的训练效果，增加了刺激前MI-BCI任务，通过对比刺激前/后MI-BCI任务的分类识别正确率，从而验证外周神经电刺激对提升MI-BCI性能的有效性，便于以后推广到实际应用。

进一步，所述执行刺激前MI-BCI任务或刺激后MI-BCI任务分别包括如下步骤：