[基于Hololens的可穿戴p300脑机接口系统的设计和评估2]

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:

• 肌缩侧面硬化症 (ALS) 损害了沟通,严重影响了患者的生活质量.
• 现有的脑电脑接口 (BCI) 系统对于ALS可能是繁的,限制了实际应用.
• 需要便携和有效的BCI解决方案来帮助ALS患者的沟通.

研究的目的:

• 开发一个可穿戴和便携的大脑-计算机接口 (BCI) 系统,用于肌缩侧面硬化症 (ALS) 患者.
• 用增强现实 (AR) 技术增强ALS患者的沟通能力.
• 为了优化P300拼写器BCI系统的性能,在嵌入式平台上实现实时字符识别.

主要方法:

• 设计了一个混合现实BCI (MR-BCI) 系统,使用HoloLens2进行AR显示,OpenBCI用于电脑图 (EEG) 信号采集,Jetson Nano用于数据处理.
• 开发了一种低复杂度卷积神经网络 (CNN) 分类方法,用于嵌入式系统的实时字符识别.
• 通过将MR-BCI系统与传统的基于计算机屏幕的BCI (CS-BCI) 进行比较来评估性能.

主要成果:

• 与CS-BCI相比,MR-BCI系统显示了P300组件的振幅增加.
• 使用MR-BCI系统的线下实验精度提高了1.7%,在线实验精度提高了1.4%.
• 使用MR-BCI系统,信息传输速度增加了0.7比特/分钟.

结论:

• 拟议的可穿戴MR-BCI系统为ALS通信提供了一个便携式解决方案,以保证性能.
• 这项技术有望改善BCI在严重沟通障碍患者的临床应用.
• 该MR-BCI系统提高了P300检测和分类准确性,为ALS患者提供了更好的沟通.