基于稳态视觉诱发电位脑机接口的卒中后语言障碍辅助交流系统的研发与验证

摘要

目的 研发基于稳态视觉诱发电位脑机接口的卒中后语言障碍辅助交流系统,即卒中语言之星系统,以提高卒中后语言障碍患者的生活质量.方法 根据卒中后语言障碍患者的临床特点和应用需求,设计卒中语言之星系统的理论构架.统计18名健康受试者完成指令及打字任务的系统性能指标(如信息传输速率、准确率、识别时长)评估系统可行性,采用美国国家航空航天局任务负荷指数量表评估使用负荷,并分析比较男性与女性受试者的性能评价指标及使用负荷评价指标.结果 卒中语言之星系统包含紧急呼叫、指令与打字三种模式,通过采集受试者枕叶脑电信号,采用空时均衡动态窗算法解码,具有语音播报和屏幕反馈功能.验证结果显示,受试者利用卒中语言之星系统完成打字-单任务平均信息传输速率为79.92±43.55?bits/min,准确率为94.00％(92.00％～97.00％);古诗任务输出速率为1.79(1.49～3.05)字/分钟;指令-单任务输出速率为32.44(11.73～38.64)指令/分钟,正确率为95.65％(90.76％～98.37％);指令-连续性任务输出速率为23.66±9.50指令/分钟.女性受试者打字-单任务中平均信息传输速率、正确率,指令-单任务中输出速率和正确率,指令-连续性任务中输出速率均高于男性受试者,差异均有统计学意义.结论 受试者均能借助所构建系统实现紧急呼叫、指令输出和汉英拼写,该系统有望在临床环境中提升沟通的效率.