教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-10-0618)
- 作品数：25 被引量：131H指数：6
- 相关作者：明东綦宏志周鹏万柏坤张力新更多>>
- 相关机构：天津大学天津市人民医院中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：医药卫生电子电信自动化与计算机技术理学更多>>
- Beta频段双耳差频声刺激对大脑生理状态的影响被引量：3
- 2016年
- 随着载人航天事业的快速发展,航天员的大脑状态调控以及警觉度提高技术成为航天人因工程研究热点和难点问题之一。为了探究beta段差频声刺激对大脑状态的调控作用,在Nback任务过程中进行了beta段双耳差频声刺激组和对照组平行实验。根据实验中的N-back反应时和正确率分类,划分成三组对beta频段差频声刺激敏感程度不同的受试人群,分别是敏感组、中间组和非敏感组,分析beta频段功率谱密度差值、(alpha+theta)/beta的比值、非线性特征样本熵和互信息脑网络等特征。结果表明,双耳差频声刺激的脑区激活存在个体差异性,对声刺激敏感的受试者,差频刺激下,脑电功率谱中的beta频段在右颞区能量增强(T4,p<0.005),T3电极处三组人群(alpha+theta)/beta比值具有显著差异性,敏感人群中刺激组样本熵值比对照组高10.53%,且互信息集群系数最高(0.971),脑网络信息交流增强,这说明差频声刺激能改变大脑的生理状态,在提高航天员的注意力和警觉度、对抗脑力疲劳方面具有应用前景。
- 张露焦学军高翔陈润格王学民綦宏志明东何峰周鹏
- 关键词：功率谱密度
- 20Hz体感振动刺激对脑电特征影响研究被引量：3
- 2016年
- 体感振动能够刺激人的体表感觉区,这种刺激传输到躯体感觉神经,进而影响大脑皮层中央后回及中央旁小叶后部的躯体感觉中枢,从而改变大脑功能状态。本研究旨在通过脑电检测方法,研究体感振动对大脑功能状态的影响。分别对12名受试者进行了20Hz体感振动刺激实验,采用相对功率变化率、Lempel-Ziv复杂度和基于互信息的脑网络等方法。结果发现,20Hz振动使得左前额区及左前颞区的脑电信号产生频率跟随响应;而脑网络分析表明:20Hz体感振动刺激使大脑右半脑区的额叶、中央叶、顶叶、颞叶、枕叶之间的信息流传递加强,大脑皮层趋于兴奋。因此,利用20Hz体感振动刺激调节大脑功能状态具有一定可行性。
- 马娜王学民田苗刘静綦宏志明东周鹏
- 运动神经假体康复技术回顾与展望被引量：4
- 2015年
- 运动神经假体是一类帮助神经系统受损患者恢复或替代其身体运动功能的电子装置,通过功能性电刺激(FES)技术代替大脑发出神经控制命令来激励相关肌肉活动、驱动受损肢体或直接控制人工假体完成预期动作,达到恢复或替代肢体运动功能目的.另外,脑-机接口(BCI)技术也是运动神经假体系统中的关键组成部分,它通过提取与解码大脑神经活动实现人脑与神经假体之间的交互.目前,随着FES技术以及BCI技术的高速发展,运动神经假体系统已经在脊髓损伤和中风患者的康复和功能辅助方面得到了广泛的临床应用,现阶段的研究热点在于如何开发更加有效的神经译码技术,提取出更丰富的大脑指令信息,使患者可以控制神经假体完成复杂的运动功能来满足日常活动的需要.未来,运动神经假体系统将向着便携化、网络化和更加逼近自然肢体功能的方向发展.本文主要介绍运动神经假体系统的组成和应用,综述运动神经假体康复技术的发展历程与现状,以期为神经损伤患者及从事神经假体技术研究的科研人员提供参考和帮助.
- 张力新王忠鹏陈龙蒋晟龙王威杰何峰
- 关键词：功能性电刺激脑-机接口
- 基于Chirplet变换的变频视觉诱发电位脑-机接口研究被引量：4
- 2014年
- 脑-机接口(brain-computer interface,BCI)是在大脑与外部设备间建立一个直接的信息交流通路,它无须依赖外周神经肌肉系统而仅通过脑电信号特征提取与模式识别来实现思维表达或指令操作.变频视觉诱发电位(chirp stimuli visual evoked potential,Chirp-VEP)是最近提出的一种脑电诱发新模式,可作为BCI控制信号,极富应用潜力.然而Chirp-VEP的诱发条件、信号处理、特征提取方法等都缺乏充分研究.本文采用不同起始频率和chirp调频率进行了Chirp-VEP诱发实验,利用Chirplet变换(chirplet transform,CT)等4种时频分析方法提取了ChirpVEP信号特征.研究结果表明,相较于其他时频分析方法,CT可获得更高的VEP信噪比与正确识别率.在8名受试者参加的在线BCI测试中,Chirp-VEP的总平均正确识别率高达97.8%,进一步验证了Chirp-VEP应用于BCI控制的潜力.
- 张力新贾义红许敏鹏綦宏志赵欣何峰万柏坤焦学军明东
- 关键词：脑-机接口支持向量机
- 基于主成分分析和支持向量机的睡眠分期研究被引量：11
- 2013年
- 睡眠分期研究是睡眠质量评价和相关疾病诊断的重要依据。为了实现自动睡眠分期,本文提出了将主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)联合使用的自动睡眠分期方法。首先利用PCA对5位受试者的睡眠脑电(EEG)信号时-频-空域和非线性动力学特征进行特征降维,降低数据冗余度;然后利用一对一(One-against-one classifiers,1-a-1)SVM实现睡眠自动分期。结果显示:自动睡眠分期平均正确率可达到89.9%,优于许多同类研究。
- 周鹏李向新张翼明东董新明薛然婷王学民
- 关键词：睡眠分期主成分分析支持向量机
- 缺血性脑卒中患者脑电信号的样本熵特征分析被引量：6
- 2015年
- 目的探究不同病程缺血性脑卒中患者脑电图（EEG）非线性复杂度特征。方法对20例不同病程的缺血性脑卒中患者及10例健康人各频段EEG信号进行样本熵特征提取及统计学分析。结果脑卒中患者全频段EEG信号样本熵在大部分导联处显著小于健康人；不同病程卒中患者仪频段样本熵在额叶、颞叶及枕叶差异具有统计学意义（P〈0．05），部分导联处α频段样本熵与卒中后时间显著线性负相关。结论缺血性脑卒中患者存在异常神经元放电活动，利用样本熵探究脑卒中患者EEG复杂度异常改变初步可行，值得深入研究。
- 王春方孙长城张希王勇军綦宏志何峰赵欣万柏坤张颖杜金刚明东
- 关键词：缺血性脑卒中脑电图病程
- 基于极能差与共空间模式算法的脑电信号特征增强研究被引量：1
- 2013年
- 为有效滤除颅骨、脑脊液、头皮等多层组织对脑电图(EEG)信号传导、衰减和混叠的影响,进一步增强信号特征以有利于认知脑电的特征提取、模式识别,以左右手想象动作电位实验为例分析比较了基于极能差(EED)和共空间模式(CSP)算法的空间滤波与特征增强效果。研究结果表明,两种算法皆在高维空间中通过方差判断能量总体分布进行空间滤波训练,可有效提高信噪比、明显增强信号特征和提升识别准确率,其中CSP算法运用矩阵同时对角化原理寻找投影方向,使方差的类间差别最大化,特征增强效果更优。以上结果可供有关脑认知科学研究与脑-机接口(BCI)系统设计及应用参考。
- 程龙龙邱爽徐瑞许敏鹏奕伟波明东綦宏志万柏坤
- 基于睡眠剥夺模型的脑力疲劳检测方法研究被引量：10
- 2015年
- 脑力疲劳是影响人类健康和安全的重要因素,通过脑电信号实现脑力疲劳的动态检测对于疲劳预防和提高工作绩效具有重要意义。本课题通过30h睡眠剥夺实验诱发脑力疲劳,同时采集脑电信号,每6h分析相对功率、功率比值、重心频率(CGF)、基准相对功率等脑电特征参数,采用回归分析方法建立脑力疲劳的预测模型,并进行导联优化。结果显示预测模型的线性拟合R2可达0.932,经过导联优化后在仅采用4导联脑电特征的情况下R2仍可达到0.811,满足日常应用中脑力疲劳的预测精度要求。
- 王晓璐高翔许敏鹏綦宏志王学民明东周鹏
- 关键词：脑电频谱睡眠剥夺线性回归模型
- 体脑疲劳交互影响及神经机制研究进展被引量：12
- 2015年
- 疲劳是由长时间的体力和脑力劳动所导致的一种身心疲惫状态,亦是降低工作绩效、诱发工伤事故的重要因素之一。疲劳会导致注意力不集中、工作绩效下降,诱发慢性疾病,长期疲劳还会危及生命安全。在大部分高负荷工作任务与复杂场所环境下人的疲劳是由脑力疲劳和体力疲劳共同所致。因此研究体脑疲劳交互影响及神经生理机制有重要的科学意义与应用价值。本文介绍了近几年有关体、脑疲劳方面的研究情况,并归纳了体脑疲劳交互影响机制研究的初步进展,总结了目前存在的研究难点与未来可能的发展方向。体脑疲劳的相互影响可能发生在中枢神经系统,揭示基底神经节功能及多巴胺释放规律可能是解读体脑疲劳交互影响神经机制的关键;今后还需要在疲劳诱发实验设计优化、检测评价参数优选和体脑疲劳神经建模等方面做深入研究,以为复杂工作任务设定提供科学依据和理论指导,为疲劳监测、疲劳对抗提供科学方法和技术支撑。
- 张力新张春翠何峰赵欣綦宏志万柏坤明东
- 关键词：脑疲劳交互影响
- 双耳差频声刺激下的脑电特征被引量：1
- 2015年
- 为了研究双耳差频声刺激影响大脑状态的神经机制,采用功率谱、Lempel-Ziv复杂度(LZC)和基于互信息的脑网络等线性及非线性方法,深入探讨了两种不同模式的双耳差频声刺激(alpha&beta)对脑电的影响规律.13名受试者分别进行了alpha&beta差频刺激,结果表明自发脑电的功率谱并没有发现频率跟随响应效应,LZC也没有显著变化.而脑网络图则能够发现在alpha差频刺激下大脑皮层不同区域的信息连接性显著减弱,在beta差频声刺激下信息连接性则显著增强.因此,互信息脑网络图可以有效地监测大脑在双耳差频声刺激下的变化,为双耳差频声刺激的生物学效应提供了一种合理的解释.
- 周鹏高翔王晓璐綦宏志王学民明东
- 关键词：脑电
