刺激視野面積對穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的影響

許敏鵬 羅睿心 韓錦 孟佳圓 明東

（1.天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院，天津 300072；2.天津大學(xué)醫(yī)學(xué)工程與轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院，天津 300072）

1 引言

腦-機接口（brain-computer interface，BCI）為大腦與外部環(huán)境之間提供了一種無需依賴周圍神經(jīng)的直接通訊通路，能夠替代、修復(fù)、增強、補充或改善正常的神經(jīng)系統(tǒng)功能［1-2］。相較于功能性近紅外成像、腦磁圖、皮層腦電等大腦信息獲取方式來說，腦電圖（electroencephalogram，EEG）具有無創(chuàng)傷、價格低廉、便攜和高時間分辨率的優(yōu)點，在腦-機接口領(lǐng)域顯示出了巨大的應(yīng)用價值［3］。目前研究中，用于編碼腦-機接口系統(tǒng)的常見EEG 信號主要包括P300 誘發(fā)電位［4-6］、運動想象［7］、穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位（steady-state visual evoked potential，SSVEP）［8-10］等。其中，穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位是指在一定頻率的視覺刺激下，人的大腦會受到調(diào)制而產(chǎn)生的具有刺激基波和諧波成分的電信號［11］，能夠在枕區(qū)被明顯觀察到。

近年來，基于穩(wěn)態(tài)視覺誘發(fā)電位的腦-機接口（SSVEP-BCI）系統(tǒng)具有高信噪比、高信息傳輸速率和用戶所需訓(xùn)練時間短的優(yōu)勢，受到了研究者們的廣泛關(guān)注。SSVEP-BCI系統(tǒng)的刺激閃爍頻率可以被劃分為低頻帶（5～15Hz）、中頻帶（15～30Hz）和高頻帶（30Hz 以上）［12］。低、中頻帶誘發(fā)SSVEP 信號幅值更大，常用來編碼刺激指令。然而，明顯的閃爍刺激容易引起用戶產(chǎn)生疲勞甚至誘發(fā)光敏性癲癇［13］，舒適性和安全性均較差，導(dǎo)致SSVEP-BCI 系統(tǒng)走向?qū)嶋H應(yīng)用受到了限制。

為了突破此限制，進一步構(gòu)建舒適、友好的實用型SSVEP-BCI系統(tǒng)，研究人員從優(yōu)化刺激參數(shù)、改進閃爍形式等方面展開了相關(guān)研究。早在2005年時，Wang 等人［12］發(fā)現(xiàn)高頻段刺激下的SSVEP 信號幅度較低，但是由于背景噪聲也變?nèi)酰虼司哂泻椭械皖l相當?shù)男旁氡取！?br>