9、面向老年人的基于 SSVEP 的脑机接口应用设计与定制

面向老年人的基于 SSVEP 的脑机接口应用设计与定制

1. 引言

脑机接口（BCI）是实现人脑与计算机通信的技术领域。它通过扫描脑信号数据，识别可作为外部应用控制命令的模式。BCI 的主要功能包括替代、恢复、增强、补充和改善中枢神经系统输出。例如，BCI 可作为拼写界面，为无法通过传统运动输出通路表达自己的严重残疾人士重新建立沟通渠道。除了医疗保健应用外，BCI 的应用场景还包括计算机游戏、学习以及移动机器人控制等。

现代研究中常见的 BCI 方法有 P300 事件相关电位（ERP）范式、事件相关去同步/同步范式和稳态视觉诱发电位（SSVEP）范式。近年来，对 BCI 的研究兴趣不断增长，但与 P300 BCIs 相比，关于 SSVEP 基 BCIs 的研究较少。不过，SSVEP 基 BCIs 具有信息传输率高、训练时间少等优点，且近期研究表明，60 岁以上的老年人也能对其进行有效控制。

2. SSVEP 范式

SSVEP 范式是让用户暴露于恒定频率的闪烁视觉刺激下。常见的刺激源有发光二极管（LED）或计算机显示器上的闪烁方块，这样无需额外硬件即可实现。当用户注视闪烁刺激时，大脑会产生相应频率及其谐波的脑电波，可通过脑电图（EEG）无创记录。BCI 利用信号处理方法对脑电波进行分类，将其解释为控制命令。

用于 SSVEP 基 BCIs 的信号处理方法有多种，包括特征提取方法（如离散傅里叶变换和快速傅里叶变换）、空间滤波方法（如主成分分析、最小能量组合、典型相关分析和最大对比度组合）以及小波变换（如小波包分解和连续小波变换）。许多研究团队使用 OpenViBE 或 BCI2000 等软件平台来实现 BCI 系统，这些平台便于创建和优化