面向意识障碍患者的脑机接口意识检测技术及其临床应用
批准号:
62076103
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
潘家辉
依托单位:
学科分类:
认知与神经科学启发的人工智能
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
潘家辉
中文摘要
意识障碍患者的精准意识检测是困扰国内外临床医生的世界性难题。针对意识障碍患者严重缺乏行为反应和临床误诊率高,本项目开展基于脑机接口的意识检测技术及其临床应用的研究,研究内容包括:(1)设计融合P300和情感脑电成分的刺激范式,提出基于长短期记忆网络的多特征联合情绪识别算法,建立基于多模态脑机接口技术的意识检测方法,鉴别意识障碍患者中具有明确意识的认知运动分离患者(CMD);(2)研究正常人、CMD患者、和非CMD意识障碍患者之间的睡眠脑电模式差异,提出联合卷积神经网络和长短期记忆网络的睡眠脑电多尺度高维特征混合网络模型,建立基于睡眠脑电的意识检测方法;(3)设计面向意识障碍患者意识检测的系列脑机接口系统,分别实现意识检测和康复预测的示范性临床应用。本项目的研究成果可拓展意识障碍患者意识检测的现有知识,对基于脑机接口的意识障碍患者临床诊断和预后具有重要意义,为脑机接口临床应用奠定坚实基础。
英文摘要
Accurate awareness detection in patients with disorders of consciousness (DOC) is a worldwide problem that puzzles clinicians at home and abroad. To solve the lack of behavioral response and high rate of clinical misdiagnosis in patients with DOC, this project conduct a research of awareness detection technology based on brain computer interface (BCI) and its clinical application. The main research contents include three parts. (1) We design a stimuli paradigm that integrates P300 and emotion components, proposes a multi-feature joint emotion recognition algorithm based on Long Short-Term Memory (LSTM), and establishes a method of awareness detection based on multimodal BCI technology to identify the patients with cognitive motor dissociation (CMD) with clear evidence of consciousness. (2) To study the differences of sleep EEG patterns among normal people, CMD patients and non-CMD patients, we propose a Convolutional Neural Networks (CNN)-LSTM multi-scale and high-dimensional feature hybrid network model of sleep EEG, and establish a method of awareness detection based on sleep EEG. (3) We design a series of BCI systems for awareness detection in patients with DOC, and further realize the exemplary clinical applications for awareness detection and prognosis. The research results of this project can expand the existing knowledge of awareness detection of patients with DOC, which is of great significance for clinical diagnosis and prognosis in patients with DOC based on BCI, and lay a solid foundation for clinical application of BCI technology.
针对意识障碍患者,项目组在多模态情绪脑机接口的意识检测技术、基于睡眠脑电的脑机接口意识检测技术以及面向意识障碍患者的脑机接口系统研发与临床应用等方面取得重要成果。例如,首次使用自动睡眠分期技术进行意识障碍患者的意识检测,开发的MultiConsSleepNet模型在多个数据集上展现出高准确率;提出结合面部表情和脑电信号的意识障碍患者意识评估方法,具有操作简便、快速、成本低等优点,临床应用前景广阔。.项目组在多模态情绪脑机接口的意识检测技术、基于睡眠脑电的脑机接口意识检测技术以及面向意识障碍患者的脑机接口系统研发与临床应用等方面取得重要成果。首次使用自动睡眠分期技术进行意识障碍患者的意识检测,开发的MultiConsSleepNet模型在多个数据集上展现出高准确率;提出结合面部表情和脑电信号的意识障碍患者意识评估方法,具有操作简便、快速、成本低等优点,临床应用前景广阔。项目还积极开展国内外学术合作交流,项目负责人潘家辉受邀在国际知名期刊发表综述论文,并与多家医疗机构合作开展意识障碍患者的意识检测与临床诊断研究。.项目成果不仅在学术上具有重要意义,为意识障碍患者的诊断和康复提供了新的技术手段,而且在实际应用中展现出广阔的前景。脑机接口技术在神经功能障碍患者的辅助与康复方面具有巨大潜力,有望提升患者的生活自理水平和生活质量,产生显著的社会效益和经济效益。此外,项目还推动了脑机接口技术的产业化发展,相关产品已销售至多个高校并得到良好应用。
融合脑电信号和人脸表情的多模态情感脑机接口及其在意识障碍评估的应用
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:15.0万元
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批准年份:2024
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负责人:潘家辉
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依托单位:
基于多模态脑机接口的情绪识别及其在意识障碍患者中的应用研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2019
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负责人:潘家辉
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依托单位:
多模态脑机接口及其在意识障碍患者中的应用研究
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批准号:61876067
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项目类别:面上项目
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资助金额:16.0万元
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批准年份:2018
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负责人:潘家辉
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依托单位:
基于P300和SSVEP的混合异步脑机接口及其应用研究
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批准号:61503143
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:23.0万元
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批准年份:2015
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负责人:潘家辉
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依托单位:
国内基金
海外基金