简介：基于功能近红外光谱(fNIRS)的运动想象脑机接口(BCI)在中风患者神经康复训练发挥着不可或缺和日益重要的作用,但分类率较低。以功能核磁共振(fMRI)作为参考金标准,针对运动想象范式,本研究开展了fMRI-BCI与fNIRS-BCI的对照研究,以探究限制fNIRS-BCI分类率的主要因素。实验选取了12名被试,分别获取两种模态下左右手运动想象数据,并利用共空间模式算法提取空间特异性信息进行分类。从血液动力学响应来看,由于受到浅表血流信号干扰,fNIRS获取的运动想象在双侧运动区脑响应的对比度明显低于fMRI。同时,fMRI-BCI的分类准确率显著高于fNIRS-BCI,超过10个百分点,分别为80.3%±16.0%与67.3%±10.2%。这些结果表明,fNIRS及目前常用的拓扑式排布在获取脑皮层响应信息上存在不足,是运动想象fNIRS-BCI分类率较低的主要限制因素。

简介：阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)以呼吸受限和反复暂停为主要症状,目前最佳的治疗方式是通过家用睡眠呼吸机对用户上气道施加持续的正压通气(CPAP)。但呼吸机面罩若设计不当,可能导致局部“高浓度”CO2的反复吸入,长期对用户的健康不利。本研究以全脸式呼吸机面罩为研究对象,通过计算流体动力学(CFD)的方法分析面罩内CO2的残留状况及流场特征变化,并以此为依据开展优化设计。结果表明呼气末时刻鼻孔附近CO2的残留浓度约为3%,且会被反复吸入,长期将影响用户健康;若将排气孔设计在面罩前端,鼻孔附近CO2的残留浓度将降低到2%,即CO2的反复吸入量减少33.3%。本研究为家用睡眠呼吸机面罩基于空气动力学的个体化优化设计提供了重要的理论指导。