杨涵钧
- 作品数：14 被引量：55H指数：4
- 供职机构：中国航天员科研训练中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国航天医学工程预先研究项目国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：医药卫生理学自动化与计算机技术机械工程更多>>
- 舱外活动作业类型及操作动作对航天员手操作能力的要求分析
- 从国外多年舱外活动的经验来看,在舱外活动中,航天员的手操作能力直接决定了舱外作业任务能否完成及其工作效率.本文从国外舱外活动任务及作业类型、手的生理结构、舱外航天手套的结构和功能等几个方面进行综合分析,梳理出我国未来空间...
- 王雨王春慧周诗华滕鹏蒋婷杨涵钧许玉林
- 关键词：航天员
- 文献传递
- 基于fNIRS的情绪对工作记忆负荷影响规律研究被引量：4
- 2017年
- 目的研究情绪刺激和任务负荷共同影响下的大脑皮层血氧特性响应规律。方法 20名年轻男性分别进行了负性、中性与积极3种情绪图片刺激下1~3-back认知记忆负荷任务实验,采用功能近红外谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)监测参试者脑前额叶皮层(prefrontal cortex,PFC)功能区和左右运动区的含氧血红蛋白(Hb O_2)与脱氧血红蛋白(Hbr)信号均值、斜率及近似熵(approximate entropy,ApEn)3种生理特征指标来描述其脑功能活动。结果随着任务负荷增加,均值表征的脑功能活动强度增强,PFC区域血氧供应和脑功能活动强度变化率降低且趋于稳定。近似熵用于表征的脑功能活动复杂度指标,随着任务负荷增加,中性情绪状态下复杂度降低,而在负性和积极情绪状态下复杂度上升。结论背外侧PFC区域为任务负荷敏感区域脑区;运动区域脑功能活动会受情绪状态影响。近似熵能有效地表征脑区fNIRS信号的复杂度变化,并适合描述情绪状态下大脑皮层功能活动多样性。
- 姜劲焦学军潘津津王春慧张朕曹勇杨涵钧
- 关键词：近似熵
- 基于fNIRS技术的脑机接口研究被引量：5
- 2017年
- 功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)作为一种无损光学脑成像技术,可用于构建脑机接口(brain-computer interface,BCI)以识别操作者肢体控制意图.利用fNIRS技术测量11位参试者的手臂伸展、腿部伸展和手指敲击的前额皮层(prefrontal cortex,PFC)和运动功能皮层(motor cortex,MC)的血氧变化信号,并利用fNIRS的生理特征和支持向量机建立fNIRS-BCI分类器.结果表明手臂伸展、手指敲击和腿部伸展的四分类fNIRS-BCI平均正确率分别为89.32%,、88.66%,和91.35%,;fNIRS-BCI的运动想象动作的分类正确率不低于运动执行动作;3种任务范式的混淆矩阵分析结果表明:运动想象诱发的脑功能活动与同侧肢体的运动执行、对侧肢体的运动想象活动产生混淆,3种任务范式的同侧运动想象和运动执行的血氧数据检验结果存在显著差异.因此,fNIRS-BCI能有效识别运动想象和运动执行活动,且运动想象和运动执行活动的血氧数据变化具有可分性.
- 焦学军姜劲潘津津王春慧张朕杨涵钧徐凤刚
- 关键词：脑机接口
- 航天噪声环境对脑机接口的影响研究被引量：1
- 2017年
- 针对目前研究较薄弱的脑机接口在舱内噪声环境下的适应性问题,通过调整天宫一号舱内噪声录音至60dB以完全模拟太空舱内环境噪声,探究了P300、SSVEP和运动想象三种脑机接口在模拟天宫一号舱内噪声环境下分类正确率和特征的变化。结果显示:模拟天宫一号噪声环境与安静环境(20~40dB)相比,P300靶刺激幅值发生了较显著提高,但是分类正确率无显著性改变;SSVEP的各频率信噪比和分类正确率无显著性改变;运动想象正确率下降且显著,但仍在适用范围。表明脑机接口在载人航天噪声环境下具有较强适用性。
- 张朕焦学军杨涵钧徐凤刚姜劲曹勇潘津津
- 关键词：脑机接口载人航天噪声P300SSVEP
- 基于脉搏波的警觉度检测研究被引量：2
- 2017年
- 本文采用脉搏波信号研究了警觉度的变化规律。本研究共招募10名受试者参加了持续95 min的警觉度"时钟测试"(MCT)。试验过程中,受试者们通过卡罗林斯卡嗜睡量表(KSS)和斯坦福嗜睡量表(SSS)主观评价了清醒程度,同时记录了所有受试者的目标反应时间、目标识别正确率和脉搏波信号。结果表明,根据主观量表得分和受试者的行为学数据可以将警觉度定标为3个水平:前30 min为高警觉度水平;中间30 min为一般警觉度水平,后30 min为低警觉度水平。此外,脉搏波信号的时域特征,如:次级波峰幅值、波峰幅值、次级波峰潜伏期,随警觉度的降低而减小,而波谷幅值随警觉度的降低而增大;频域特征:8.600~9.375 Hz、11.720~12.500 Hz、38.280~39.060 Hz和39.060~39.840 Hz这4个子频带的能量概率也随警觉度的降低而减小。最后,在上述8个特征建立的模型中,10名受试者三分类正确率的平均值高达88.7%。本文的研究结果证实了脉搏波在警觉度评估上的可行性,为警觉度的实时监测提供了新的思路。
- 曹勇焦学军潘津津姜劲傅嘉豪徐凤刚杨涵钧
- 关键词：脉搏波支持向量机小波包分解
- 利用功能性近红外光谱成像方法评估脑力负荷被引量：22
- 2014年
- 为了研究利用功能性近红外光谱（FNIRs）评估脑力负荷的可行性，综合生理参数法、绩效法及主观量表法，对12名在校大学生被试进行了图片Nback及多元归因任务（MATB）实验，分析了FNIRS参数对不同难度的敏感性及差异。N-back任务中背外侧前额叶皮层（DLPFc）1、5、9、10号通道及MATB任务中1、9号通道的FNIRS数据对脑力负荷更敏感；在0-2级难度的N-back及MATB任务中，含氧血红蛋白（HbO）和总血红蛋白（tHb）的含量随任务难度提升而增加，但在3级难度时出现降低。结果表明大脑前额叶皮层（PFC）的FNIRS信号对脑力负荷相对更敏感区域为DLPFC；在一定难度范围内，HbO和tHb的含量随任务难度的提升而增高，而当难度超过一定范围会出现下降。
- 潘津津焦学军姜劲徐凤刚杨涵钧
- 关键词：光谱学大脑皮层血氧变化
- 利用fNIRs研究噪声环境下脑力负荷变化规律被引量：5
- 2016年
- 目的研究噪声环境下操作者的脑力负荷(mental workload,MWL)变化规律。方法采用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRs)、心电、皮肤电和脉搏波多种生理测量手段结合脑力负荷敏感脑区的氧合血红蛋白幅值变化、主观量表评价和脑力负荷评估模型输出来评估噪声刺激下操作者的MWL变化。选用16名参试者完成中性图片N-back任务,分为噪声组和对照组,噪声环境采用(80±3)d B,对照组的外界声源控制为45 d B以下。结果在同一任务负荷状态下,噪声环境中参试者的脑力负荷水平高于对照组,其中噪声组2-back任务诱发的脑力负荷水平等同于对照组3-back任务诱发的脑力负荷水平,但其在3-back任务阶段脑力负荷仅略高于对照组的同等任务阶段。结论参试者在噪声环境下执行同等工作记忆任务时脑力负荷水平可以提高,但任务难度较高时提升幅度降低;利用fNIRs监测大脑前额叶皮层血氧生理参数方法能够有效评估噪声环境下的脑力负荷变化,值得进一步深入研究。
- 姜劲焦学军张朕曹勇杨涵钧
- 关键词：噪声环境血氧变化
- 基于fNIRs技术的清醒-睡眠状态识别被引量：2
- 2016年
- 目的研究睡眠-清醒状态下大脑血氧变化特性,探讨基于功能近红外光谱深层次信息识别两状态的可行性。方法采用便携式功能近红外设备（波长849 nm、757 nm）测量了6名年轻（20~26岁）男性志愿者静止躺卧姿势下睡眠-清醒状态大脑前额位置6通道的功能近红外谱（f NIRs）数据,计算得到反映前额叶血氧水平变化的氧合血红蛋白（HbO_2）均值、心动信号和Burg功率谱等共计36个生理特征,并用支持向量机（support vector machine,SVM）分类器建立了清醒与睡眠两个状态的识别模型。结果在清醒与睡眠过渡阶段大脑前额叶HbO_2均值水平呈下降趋势,心动信号频率在睡眠由浅入深过程中也呈下降趋势;睡眠时功率谱中呼吸波与心动强度均比清醒时有所下降（符合正常睡眠呼吸变缓、心动减弱规律）;睡眠-清醒状态的平均分类识别准确率可达90%。结论基于功能近红外光谱信息检测实现人体静止躺卧姿势下睡眠与清醒状态的自动化识别具有技术可行性,对在轨航天员空间作息评估与规划具有实际应用价值。
- 张朕焦学军潘津津姜劲曹勇杨涵钧徐凤刚
- 关键词：信息处理
- 模拟航天任务的操作者功能状态研究被引量：2
- 2017年
- 为研究情绪状态、疲劳状态下模拟航天任务的操作者功能状态变化规律,使用MATB模拟航天任务平台,设计包含了任务负荷、情绪视频刺激和疲劳积累因素的实验。招募15名参试者,通过行为学绩效和脑力负荷评价来研究操作者任务过程中的功能状态变化。发现在同一任务负荷状态下,负性情绪刺激下的脑力负荷评分上升、任务正确率下降和任务反应时上升,积极情绪刺激下的脑力负荷评分和任务绩效较中性情绪刺激有改善。高疲劳刺激下的任务绩效和脑力负荷评分均较低疲劳状态恶化,负性情绪恶化程度远高于积极情绪。表明航天任务需尽量避免航天员陷入负性情绪状态,防止功能状态下降;积极情绪状态和适宜任务负荷状态下的操作者易于实现较高绩效和中等脑力负荷水平,通过施加积极情绪刺激,能够改善高疲劳状态下脑力负荷和任务绩效的恶化程度。
- 姜劲焦学军张朕曹勇杨涵钧
- 关键词：情绪状态
- 基于功能性近红外光谱技术的脑机接口被引量：6
- 2017年
- 为了探究功能性近红外光谱技术(fNIRS)对相同动作的运动想象和运动执行区分可行性以及前额皮层对运动想象和运动执行分类准确率的影响,研究测量了15位受试者手臂伸展和手指敲击的运动想象过程和运动执行过程的前额皮层和运动功能皮层的血氧变化信号.提取均值,斜率,二次项系数和近似熵特征建立基于支持向量机的四分类模型.对应于手臂伸展和手指敲击的四分类模型,分别实现了87.65%和87.58%的分类准确率.相对于单独运动功能皮层区域建立的运动功能皮层-fNIRS-脑机接口,引入前额皮层血氧变化信息能显著提高脑机接口分类性能,且对手指敲击动作的提高效果大于手臂伸展动作.因此,前额皮层区域的血氧响应生理特征能提高fNIRS-脑机接口的分辨性能,同时验证了fNIRS-脑机接口应用于多种肢体动作脑功能活动提取的可行性.
- 焦学军张朕姜劲王春慧杨涵钧徐凤刚曹勇傅嘉豪
- 关键词：脑机接口支持向量机
