ارزیابی خستگی با استفاده از ویژگی‌های فرکانسی در رابط‌ مغز-رایانه مبتنی بر SSVEP

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 دانشیار، گروه مهندسی پزشکی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.22041/ijbme.2023.560724.1794
چکیده

برای این که کاربرد رابط مغز-رایانه (BCI) مبتنی بر پتانسیل برانگیخته‌ی بینایی حالت ماندگار (SSVEP) از آزمایشگاه به زندگی واقعی منتقل شود، خستگی به عنوان یک چالش جدی مطرح است. اجرای طولانی‌مدت فرمان‌ها در یک سیستم BCI می‌تواند منجر به خستگی ذهنی سوژه و در نتیجه ایجاد نارضایتی و کاهش کارایی سیستم شود. اولین قدم برای کاهش اثرات نامطلوب خستگی، داشتن شاخصی کمی برای خستگی است. اگر چه شاخص‌های فرکانسی جزء پرکاربردترین شاخص‌های ارزیابی خستگی است اما نتایج پژوهش‌های پیشین در این زمینه با یک‌دیگر هم‌سو نیستند. از این رو جای بررسی دقیق و جامعی برای چگونگی اثر خستگی بر شاخص‌های فرکانسی خالی است. در این مقاله تمام شاخص‌های فرکانسی خستگی معرفی شده در مطالعات گذشته و دامنه‌ی طیف زیرباندهای فرکانسی به طول 1، 2 و 4 هرتز برای اولین بار به منظور بررسی دقیق‌تر، ارزیابی شده است. بدین منظور تحریک بینایی با استفاده از 9 نشانه با فرکانس‌های مختلف برای سوژه‌ها نمایش داده شده و از آن‌ها خواسته شده است که به نشانه‌ی هدف توجه کنند. تحریک بینایی به صورت پیوسته و بدون استراحت بوده تا از خسته شدن سوژه‌ها در انتهای آزمون اطمینان حاصل شود. به منظور ارزیابی خستگی، از شاخص‌های فرکانسی متوسط دامنه‌ی باندهای فرکانسی تتا، آلفا، بتا و بخش‌های باند فرکانسی 4-30 هرتز با گام‌های 1، 2 و 4 هرتز استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهد که متوسط دامنه‌ی باند فرکانسی 8-9 هرتز شاخص مناسب‌تری برای ارزیابی خستگی است. این ویژگی به دلیل عدم تمرکز سوژه و تلاش ذهنی برای حفظ سطح هوشیاری بیش‌ترین تغییرات را با خستگی دارد.