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事件相关电位
EVENT-RELATED POTENTIAL
事件相关电位解决方案

事件相关电位实验介绍

事件相关电位(ERP,event-related potential)是一种特殊的脑诱发电位,通过有意地赋予刺激,诱发脑电信号中出现相关电位。

事件相关电位根据相关电位出现的极性和潜伏期来命名,特征电位电压可分为正向电位P(positive),负向电位N(negative);

潜伏期10ms以内为早成分;10~50ms为中成分;50~500ms为晚成分;500ms以后为慢波。

常见P300特殊电位即是在刺激后300ms内呈现的正向极性电位,除此之外还有N200,P100等。



g.tec事件相关电位实验优势

1.g.tec根据国际通用脑电电极位置为电极帽设计多达160个可移植电极位置,配有ERP中P300等多种ERP电极图位置映射文件,电极图位置映射文件也支持自由编辑,电极图位置映射文件可导入第三方软件进行分析,毫米级高空间分辨率满足事件相关电位的高标准要求。

2.g.tec提供根据ERP原理设计的P300字母拼写范式,并在范式中添加了EP实时在线分析模块,将非靶刺激和靶刺激的Trigger输入进EP scope模块中,通过可视化窗口实时看到ERP信号变化和Trigger标点,实验分析数据可后期进行多维分类分析,字母闪烁频率可自由设置,数据准确率可实现100%。

3.g.tec自主研发了基于ERP范式刺激的范式呈现demo,可根据图片和声音或是震动刺激来进行ERP任务设计,接口设计方便易懂,由此范式得出的数据可直接导入进g.tec可视化采集软件g.Recorder或者离线分析软件g.BSanalyze分析。


4.g.BSanalyze离线分析软件可以导入不同文件类型的ERP数据展开分析,信号预处理时可以自由设置滤波来过滤多余信号干扰,支持对的数据切片和整合,支持多通道的同步累加求平均。数据分析阶段,可离线导出不同通道的Evoked potentials诱发信号。分类器可将P300数据的准确率进行线性分类,并将分类文件导入进字母拼写或其它范式中。

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g.tec事件相关电位实验介绍


名称       介绍
g.tec P300字母拼写范式g.tec的事件相关电位范式沿用了1998年由Farwell和Donchin研发的经典行列P300行列变换范式,该范式具有完整的实验范式介绍,字母拼写准确率可达100%。
g.tecERP自由设计范式用户可使用此范式导入进图片,音频,视频等文件,设置靶刺激和非靶刺激,自由开发多种ERP实验。
g.tec振动触觉ERP诱发的昏迷意识患者评估与康复系统(mindBEAGLE)在视觉、听觉ERP诱发刺激范式的基础上,g.tec开发了基于触觉振动刺激的应用系统(mindBEAGLE),该系统已经应用于临床,用于唤醒具有意识状态的昏迷患者,并获得国际认可。



P300

P300是事件相关电位中常见的一种电位生理活动,P300也可以在脑电中检测出来。

P300是人脑接收刺激后产生的常见脑电波成分,其具体表现为潜伏期为300ms左右的正相诱发电位,通常在后枕骨区域信号相对明显。

P300的刺激范式通常包含两个或两个以上的刺激序列,被试在进行P300应激实验时,需要对某一刺激进行计数,该种刺激称为靶刺激(Target),不需要计数的刺激成为非靶刺激(non-Target)。刺激的形式多种多样,可以为声音刺激或者振动刺激等等。

P300在BCI研究领域中研究深入,通常应用在渐冻人汉字拼写,神经系统反映水平认知等方面。


字母拼写

g.tec根据P300设计了字母拼写范式,P300范式的刺激序列呈现在计算机显示器上,为6 × 6矩阵,共包含中36个字母。每一行字母(一行或一列的字母)以随机的顺序闪过,被试须记录该字母出现闪烁的次数。当相应的字母闪烁时,大脑内部就会产生P300电位活动。收集到的数据依据分类算法对其进行分析,选择P300信号准确率高的结果进行应用。


P300字母拼写范式


正常情况下,每个字母需要2-15次的闪光才能达到较高精度。随着训练次数的增多,被试的准确率也很越高。P300字母拼写范式在simulink下运行,用户可对系统进行自由开发,作为应用程序进行使用。







听觉和振动触觉刺激

基于视觉刺激的P300脑机接口范式(如闪烁刺激)无法引起视觉障碍被试的大脑活动。借助听觉和振动触觉刺激可以解决了这一问题。

基于特定频率的听觉和振动刺激同样可以诱发事件相关电位实现。

被试佩戴耳机可以聆听由声音诱发的P300刺激,在刺激范式中,被试需记忆特定靶刺激出现的次数,来产生P300的脑电位活动。


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P300听觉诱发实验

被试佩戴振动棒可以感受由振动诱发的P300刺激,在刺激范式中,被试需记忆特定靶刺激出现的次数,来产生P300的脑电位活动。如记忆左手出现振动的次数或者右手出现振动的次数。


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P300触觉诱发实验


这种由听觉和振动触觉引起的事件相关电位可以评估被试的认知能力,g.tec由此研发了昏迷患者意识评估与交流系统(mindBEAGLE),通过该系统,医生可以对昏迷患者进行意识障碍评估,在被试能够进行P300应激反应的条件下,通过该系统,医生可以通过P300产生情况与患者进行交流与沟通(设计是否需要饮水,靶刺激为需要,非靶刺激为不需要,来和患者达成基本沟通)。

超扫描——连接大脑

P300字母拼写可用于一项名为“超扫描”的系统演示,它代表了人们通过意识交流产生直接合作的重要一步。通过结合许多人的脑电波信号,该系统成功地大大提高了交流的速度和准确性。该方法可用于多种不同应用的协同控制。人们可能一起工作玩游戏或画画,或者一起工作做音乐、投票或其他决策,或解决问题。有一天,用户可能会集思广益,进行有史以来直接的“思想交流”。


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