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摘要。目的。运动脑机接口 (BCI) 是一种很有前途的技术，可以使运动障碍者与周围环境互动。BCI 可能会弥补手臂和手部功能的丧失，这是四肢瘫痪患者的首要任务。设计实时准确的 BCI 对于使此类设备在现实环境中有用、安全且易于患者使用至关重要。基于皮层脑电图 (ECoG) 的 BCI 是记录设备的侵入性和记录信号的良好空间和时间分辨率之间的良好折衷。然而，用于预测连续手部运动的大多数 ECoG 信号解码器都是线性模型。这些模型的表示能力有限，可能无法捕捉 ECoG 信号特征与连续手部运动之间的关系。深度学习 (DL) 模型在许多问题中都是最先进的，可以成为更好地捕捉这种关系的解决方案。方法。在本研究中，我们测试了几种基于 DL 的架构，以使用从 ECoG 信号中提取的时频特征来预测想象的 3D 连续手部平移。分析中使用的数据集是长期临床试验 (ClinicalTrials.gov 标识符：NCT02550522) 的一部分，是在对四肢瘫痪受试者的闭环实验中获得的。所提出的架构包括多层感知器 (MLP)、卷积神经网络 (CNN) 和长短期记忆网络 (LSTM)。使用余弦相似度离线比较了基于 DL 和多线性模型的准确性。主要结果。我们的结果表明，基于 CNN 的架构优于当前最先进的多线性模型。最佳架构利用 CNN 来利用相邻电极之间的空间相关性，并通过使用 LSTM 来受益于所需手部轨迹的顺序特性。总体而言，与多线性模型相比，DL 将平均余弦相似度提高了 60%，左手和右手分别从 0.189 提高到 0.302 和从 0.157 提高到 0.249。意义。这项研究表明，基于 DL 的模型可以提高 BCI 系统在四肢瘫痪受试者的 3D 手部翻译预测中的准确性。
使用深度学习将 ECoG 信号解码为 3D 手势翻译
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