基于EEG的低成本移动脑计算机接口的设计和验证
Alexander Craik1,2, Juan José González-España1,2, Ayman Alamir2,3,4
1Department of Electrical and Computer Engineering, University of Houston, Houston, TX 77004, USA.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
本研究介绍了一款用于脑电图 (EEG) 记录的新型无线低成本耳机,可实现闭环脑电脑接口 (BCI) 和物联网 (IoT) 应用,提高可用性和便携性.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 计算机科学 计算机科学
背景情况:
- 现有的脑电图 (EEG) 系统可能是昂贵的,繁的和难以使用的,限制了它们在实时脑电脑接口 (BCI) 和物联网 (IoT) 设备中的应用.
- 需要一个便携式,用户友好和负担得起的EEG解决方案,用于临床和家庭的神经康复和研究.
研究的目的:
- 设计和验证用于EEG记录的无线,低成本,移动,干电极耳机.
- 为了实现闭环脑电脑接口 (BCI) 和物联网 (IoT) 应用程序.
- 确保设备是用户友好的,便携式的,可靠的,和具有成本效益.
主要方法:
- 使用商用现成 (COTS) 组件设计了一个耳机,平衡关键性能指标.
- 包含一个正在申请专利的自定位干电极支架,以实现最佳的头皮接触.
- 集成五个EEG电极,三个皮肤传感器用于眼睛运动/眼,以及一个惯性测量单元 (IMU) 用于监控头部运动. 使用一个24位,500赫兹的EEG放大器与WiFi连接,实时自适应式噪声取消,并支持矢量机 (SVM) 分类器.
主要成果:
- 可调节的耳机可以容纳90%的人口.
- 该系统显示了高的信号噪声比率 (SNR) 和常态排斥比率 (CMRR) (分别为121dB和110dB).
- 试点测试验证了上肢康复的闭环BCI应用程序,证明了临床和家庭使用的概念.
结论:
- 开发的无线闭环BCI系统提供了一个低成本,可用的,可互操作,便携和可靠的解决方案.
- 该耳机适用于BCI和神经康复研究.
- 该系统的可编程性和功能使其成为物联网 (IoT) 应用的可行选择.
