B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.
-
Upload
mareike-zeeb -
Category
Documents
-
view
108 -
download
0
Transcript of B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.
![Page 1: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/1.jpg)
Brain-Computer-Interface
Reinhard Mayr
FH Studiengang Medizintechnik
![Page 2: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/2.jpg)
Überblick
• Was ist ein BCI?• Welche Anwendungsmöglichkeiten gibt es
dafür?• Wie kann es implementiert werden?• Demonstration EEG-Ableitung und -
Auswertung
![Page 3: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/3.jpg)
Aufbau eines BCI
![Page 4: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/4.jpg)
Anwendungsmöglichkeiten
• Mobilität: Steuerung von – Rollstühlen– Prothesen, Orthesen– Muskelstimulatoren
• Kommunikation– Buchstabiersysteme
![Page 5: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/5.jpg)
Signalgewinnung
![Page 6: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/6.jpg)
Was wird gemessen?
• Ruhepotential ca. - 90 mV
• Aktionspotential: Zelle depolarisiert
![Page 7: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/8.jpg)
Aufnahmemodalität
• BIOPAC stationäres Aufnahmesystem
• Visualisierung über BIOPAC STUDENT LAB PRO
![Page 9: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/9.jpg)
Elektrodenpositionierung
• Über motorisch aktiven Hirnregionen→Detektion einer Fingerbewegung
• Internationales 10-20 System
![Page 10: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/10.jpg)
Datenaufbereitung und Auswertung
![Page 11: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/11.jpg)
• EEGLABopen source toolbox für MATLAB
• Leistungs-spektrogramme
Datenaufbereitung und Auswertung
![Page 12: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/12.jpg)
Leistungsspektrogramm
• X-Achse = Zeit
• Y-Achse = Frequenz
• Farbe = Leistung (logarithm. Verhältnis zum Normalwert)
Alpha-Desynchronisation bei
Lidschluss
Rot = Synchronisation
Blau Desynchronisat.
![Page 13: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/13.jpg)
Einzelne Epoche
![Page 14: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/14.jpg)
Gemittelte Epochen
![Page 15: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/15.jpg)
Demonstration
Elektrodemounting
Impedancecheck
EEG-derivation
Raw dataprocessing
Spec-demo
![Page 16: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/16.jpg)
Ausblick
![Page 17: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/17.jpg)
Von der Bewegung zum Gedanken
Änderungenam Versuch
SortiertesMitteln
FesteSchranke
Artefakt-reduktion
32-64Kanäle
ExternerTrigger
Bewegung
KünstlicheIntelligenz
![Page 18: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/18.jpg)
Von der Bewegung zum Gedanken
KünstlicheIntelligenz
AR-Modelle
NeuronaleNetze
LernendeSysteme
Gedanke
![Page 19: B rain- C omputer- I nterface Reinhard Mayr FH Studiengang Medizintechnik.](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062318/55204d8249795902118d5f28/html5/thumbnails/19.jpg)
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit
Diskussion