Brain-Computer-Interface
Reinhard Mayr
FH Studiengang Medizintechnik
Überblick
• Was ist ein BCI?• Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es
dafür?• Wie kann es implementiert werden?• Demonstration EEG-Ableitung und -
Auswertung
Aufbau eines BCI
Anwendungsmöglichkeiten
• Mobilität: Steuerung von – Rollstühlen– Prothesen, Orthesen– Muskelstimulatoren
• Kommunikation– Buchstabiersysteme
Signalgewinnung
Was wird gemessen?
• Ruhepotential ca. - 90 mV
• Aktionspotential: Zelle depolarisiert
ERS + ERD = ERSP
• ERS = Event Related Synchronization– Synchronisierte Nervernimpulse– → Amplituden summieren sich
• ERD = Event Related Desynchronization– Nervenimpulse sind nicht synchronisiert– → Amplituden löschen sich gegenseitig aus
• ERSP = Event Related Spectral Perturbations, d. h. ERS bzw. ERD treten auf
Aufnahmemodalität
• BIOPAC stationäres Aufnahmesystem
• Visualisierung über BIOPAC STUDENT LAB PRO
Elektrodenpositionierung
• Über motorisch aktiven Hirnregionen→Detektion einer Fingerbewegung
• Internationales 10-20 System
Datenaufbereitung und Auswertung
• EEGLABopen source toolbox für MATLAB
• Leistungs-spektrogramme
Datenaufbereitung und Auswertung
Leistungsspektrogramm
• X-Achse = Zeit
• Y-Achse = Frequenz
• Farbe = Leistung (logarithm. Verhältnis zum Normalwert)
Alpha-Desynchronisation bei
Lidschluss
Rot = Synchronisation
Blau Desynchronisat.
Einzelne Epoche
Gemittelte Epochen
Demonstration
Elektrodemounting
Impedancecheck
EEG-derivation
Raw dataprocessing
Spec-demo
Ausblick
Von der Bewegung zum Gedanken
Änderungenam Versuch
SortiertesMitteln
FesteSchranke
Artefakt-reduktion
32-64Kanäle
ExternerTrigger
Bewegung
KünstlicheIntelligenz
Von der Bewegung zum Gedanken
KünstlicheIntelligenz
AR-Modelle
NeuronaleNetze
LernendeSysteme
Gedanke
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Diskussion