在颈脊髓损伤案例研究中的家用模块化脑机接口 (BCI) 平台的的设计开发

系统之外观设计哮喘和损伤而剥夺的功能性的潜力。前列腺癌脊髓纪录使人类文明人才会必须支配虚拟竖直 [ 11-16 ] 、计算机领域程序 [ 17、18 ] 、拼写容器 [ 19 ] 、虚拟 [ 20-22 ]和机容器人假人[ 6-8、15、23 ] 、之外骨骼[ 24 ]，以及他们自己通过功能性性急电诱因 (FES)崩溃的肢体[ 5、25、26]。这些才华厚实了 BCI 的许多实着小型化，例如脊髓支配郭侄容器在多个尺度上的并能 [ 8 , 15 , 23 , 24 ]。这些演示举例来说需将人才会拴在脊髓示意图表采集系统工程系统上，以受限高解析度示意图表流 [ 6 - 8 , 12 - 15 , 17 , 20 - 22 , 25 , 26]。然而，将并不一定通到到示意图表采集系统工程系统的小规模需容许了并不一定在其普通家庭和社区中所运用于 BCI 的并能，因此无法为并不一定备有支配或配备他们如何与郭侄容器交互的确实分析方法。因此，使 BCI 在研究工作环境之之外意味著的教育领域取得的进展依然是一个关键的先行者 [ 27 , 28 ]。

开发著手用以科学研究所之外运用于的平板式 BCI 或不与大型浮动研究工作郭侄容器通到且可以轻而易举运输到任何地方的 BCI 系统之外观设计依然是神经节内 BCI 的一项重大挑战，因为它们必须考虑到近期无线技术开发所施加的容许关于高示意图表速率无线气象、超微控制器急电侄郭侄容器以及生物学模块在胸部内部和表面才会囊括的紧致 [ 29 , 30 ]。

类动物研究工作研究工作通过开发著手无线神经节内TCP [ 31 ] 和修改郭侄容器参为数以降微控制器而不实着影响音频恒星质量 [ 32 ] ，不久尽力补救这些关键问题。在在，Simeral 及其同事展览了一种用以支配计算机领域程序竖直的神经节内 BCI 的不受容许的分析方法——倚赖与人才会摆放在同一房间的短程射频 (RF) 转给塔来脱逃来自无线的高带宽示意图表传输射频头戴式 [ 33 ]。

差或许注意的是，许多为了让脑急电示意图 (EEG) 的研究工作早就在各种领域中所做到了普通家庭运用于 [ 34 – 38 ]；然而，基于 EEG 的 BCI 缺乏来得多前列腺癌技术开发所脱逃的紧致解析度 [ 11 ]。此之外，对 BCI 支配回波运用于非前列腺癌技术开发（例如 EEG）才会使所设领域程序（例如，须要的急导线摆放）复杂化，从而容许了人才会的统一性和 BCI 家中里运用于的便利性。

尽管前列腺癌视网膜内微急导线元件较强出彩的回波恒星质量，并展览了 BCI 并能的许多实着优势，但随着星期的流逝，这些元件的回波恒星质量才会下降，这举例来说是由于孔洞对急导线柄刺入急导线柄的反应引发的呼吸道。脂溶性 [ 39 – 42 ]。这些控制系统举例来说是经皮应答物，其中所应答物的一以之外只不过沾染，上升了病毒的风险 [ 43 ]。

与视网膜内微元件类似，通过视网膜急电示意图 (ECoG) 在脊髓表面才会运用于前列腺癌急导线。该分析方法做到了长时间不稳定的的回波采集[ 44 ]，较强来得高的紧致解析度和信噪比[ 45 ]。此类系统工程系统早就尝试地支配了较强多个尺度的竖直 [11、46]、计算机领域程序 [18]、拼写容器 [47 ]以及在在的之外骨骼[ 24 ]。长时间的、只不过应答的推行使研究工作成果必须从科学研究所升华为普通家庭 [ 19 , 47]。虽然只不过可应答的 BCI 需顺利已完成前列腺癌脊髓动在手术，但它们有有可能将适用的 BCI 技术开发移到到孩提中所，通过有利于地上升社会工作的所设星期并有利于地上升经皮病毒，因为应答郭侄容器的任何以之外都只能沾染，因为是神经节内微急导线元件的情况。

BCI 的潜在其他用户及其社会工作透露，平板性、简单的系统之外观设计配备和大于化的所设星期是 BCI 系统之外观设计推行的极为重要均是由以之外 [ 48 ]。补救这些之外观设计考虑到将来得好地有利于向普通家庭的过渡到。为了做到之外观设计普通家庭 BCI 系统之外观设计的这一用以，我们运用于装上在人才会双腿上的小型计算机领域程序，无线纪录来自应答的 Activa PC + S 郭侄容器的 ECoG 示意图表并不久执行脊髓复制。我们的之外观设计以之外一种结构设计分析方法，使人才会必须从各种负载郭侄容器中所顺利已完成并不需，并受限在将来通过运用于大以之外即插即用的系统之外观设计来去掉区域内郭侄容器。

分析方法

系统之外观设计之外观设计简述

所有研究工作领域程序均获得奥兰多所大学机构甄别委员才会 (IRB 20190536) 和英美两国 FDA (ClinicalTrials.gov: NCT02564419 ) 的同意。

隐喻

家中里 BCI 系统之外观设计在一名患有慢性胫骨四肢崩溃 (C5 ASIA A) 的 22 岁人才会中所推行，以趋于稳定在手部腿部。该隐喻是例侄研究工作的一以之外，其中所一名人才会提出申恳请的用以是只不过应答脊髓传感郭侄容器，以在科学研究所中所研究工作脑机TCP。该人才会在大概 6 年前的一次车辆肇事中所骨折，并且可以自收纳支配他们的躯干，但只能支配三头肌或其他远端肌肉群。

系统之外观设计推行

BCI 的收纳要模块以之外装上在人才会双腿上的小型计算机领域程序、人才会的PDA、脊髓回波采集控制系统和下侧不久执行容器。PDA作为系统之外观设计的其他用户界面，而计算机领域程序协调回波采集郭侄容器和下侧不久执行容器彼此之间的示意图表采集、妥善处理和传输。

回传郭侄容器——脊髓示意图表采集

用以为了让此 BCI 领域软件 [ 49 ] 脊髓示意图表的系统工程系统由三以之外均是由，两个内部模块和一个举例来说模块：(1) 两个四灯丝急导线瓦尔瓦里夫卡（Resume II 瓦尔瓦里夫卡，美敦力）应答颅内软膜下表面才会脊髓的感觉革取而代之运动在手区域，(2) Activa PC + S (Medtronic, USA) 牵涉到容器应答左边锁骨下方，用以纪录和传输接触急导线电磁到的回波，以及 (3) 举例来说 Nexus-D气象转给容器（英美两国美敦力）在其无线电摆放在应答的 Activa PC + S 牵涉到容器周边地区时为了让发射回波（示意图 1）。八个应答急导线配备为双极配备，从而造成四个走廊的 ECoG 示意图表。在此配备中所，Activa PC + S 大以之外受限两个星期基因组和两个转速时域走廊。走廊 1 和 3 备有以 200 Hz 时域的互联 ECoG 负载，走廊 2 和 4 备有以 5 Hz 时域的 4-36 Hz 彼此之间的大概转速负载。这些频率所设是根据用以检测与流血事件系统性的失步的初始科学研究所校准结果并不需的 [ 49]。来自这些走廊的示意图表以 Nexus 气象郭侄为了让的示意图表包的基本上传输，并通过 USB 串行通到截取到计算机领域程序顺利已完成全面性妥善处理。该控制系统及其检测革取而代之运动意示意图的并能，在人才会被应答该控制系统几个同年后，在科学研究所环境中所顺利已完成了严格的测试，然后再行顺利已完成普通家庭地面部队 [ 49 ]。

示意图2：系统之外观设计总览。运用于摆放在感觉革取而代之运动视网膜表面才会的两条四灯丝软膜下带纪录急电神经节 (ECoG) 回波。ECoG 回波通过皮下应答物传输到举例来说转给容器，举例来说转给容器将其截取到小型计算机领域程序顺利已完成妥善处理。音频将回波归类为革取而代之运动示意影像通知，然后通过无线网路收发以重启工程学在头盔.

负载郭侄容器——下侧不久执行容器

运用于工程学在头盔（Neomano，Neofect，South Korea）重启在手腿部。所有回传郭侄容器（脊髓示意图表采集）和负载郭侄容器（下侧不久执行容器）通过串口网络系统与计算机领域程序网络系统，而自判别在iPad系统工程系统（App）和携带型通过无线网路微控制器（BLE）协议网络系统。

科学实验控制系统

示意图表采集

我们家中里运用于 BCI 领域软件为了让示意图表来军事训练年中革取而代之运动示意影像归类容器。人才会运用于飘移系统工程系统重启示意图表为了让才TLS里。为了为了让与革取而代之运动意示意图系统性的 ECoG 示意图表，文本定时被收发给人才会的在iPad上，辨识“MOVE”或“REST”，并通知人才会在 MOVE 平衡状态下考虑到迅速推开和关闭他们的在手（示意图 3d)。定时以 6-10 秒的一组随机来回有规律（完全一致于 15-25 个示意图表包，或 PC + S 为了让的走廊 1 和 3 的 1200-2000 个星期基因组示意图表取样）。这个有规律步骤小规模了 5 分钟，每个示意图表为了让才TLS里共为了让了 750 个示意图表包（或每个星期走廊 60,000 个示意图表取样）。这些 5 分钟试制中所的 33 次用以军事训练音频（总计 165 分钟的军事训练示意图表），不久运用于 17 次开环试制和 12 次正向试制来验证和的测试音频。正向试制是在示意图表为了让步骤中所复制差值及早支配假人在头盔的试制，而在开环试制中所，假人在头盔只能被接踵而来。

示意图2：飘移系统工程系统简述。该系统工程系统用作人才会与计算机领域程序上接入的 BCI 系统工程系统交互的 GUI。a收纳画面辨识近期并不需的悄悄运用于的回传和负载郭侄容器。左边上角的蓝点标有了系统之外观设计的平衡状态。b回传郭侄容器并不需画面，受限收纳体从来得多郭侄容器中所顺利已完成并不需。c受限人才会微调可定义郭侄容器的参为数（例如音频阈差值、下侧不久执行容器急电侄零件速率等）的所设页面。这些所设由计算机领域程序端的系统工程系统类的系统工程系统领域程序设计TCP (API) 判别，并通过无线网路截取以顺利已完成静态辨识。d向人才会定时评量精确性或对郭侄容器音频领域依此的示意图表为了让才TLS里。

回波妥善处理

Activa PC + S 备有了四个示意图表时域走廊。走廊 1 和 3 备有 200 HZ 的互联示意图表，走廊 2 和 4 备有以 5 Hz 时域的 4-36 Hz 彼此之间的大概转速。为数字 2a、b 描绘了通过 1 Hz Motorola有限脉冲响应滤波容器并标有回波时域时出现的定时后的 300 秒均是由性试制的 200 秒。然后为每个示意图表包的每个星期走廊计算转速五音密度，为每个星期基因组走廊聚合 321 个光五音特点。然后将从走廊 2 和 4 为了让的 4-36 Hz 彼此之间的大概转速差值与来自星期走廊的频带估计的这些转速差值分组，为每个标有有定时的特点向量始创共 644 个特点。为了让星期。大概频带密度辨识了每个革取而代之运动想象平衡状态中所 β 近红之外（12-25 Hz）的差别（示意图 2 c，f），并且随着星期的流逝也可以观察到这一点（示意图 2 d、e)。这些特点向量用以军事训练归类容器，该归类容器首先通过频域判别研究工作、2 平衡状态隐马尔可夫仿真传递特点，然后顺利已完成逻辑复出以将平衡状态随机性映射到革取而代之运动示意影像通知（来得多详细为数据，恳请参见 [ 49 ]）。

示意图3：远程心急电示意图示意图表为了让。运用于 Activa PC + S Nexus 郭侄容器从 BCI 系统之外观设计为了让的示意图表结果。A、B来自走廊 1 和 3 的 ECoG 示意图表并通过 1 Hz Motorola滤波容器过滤器。C , F走廊 1 和 3 的转速五音（辨识为

）。D , E示意图表的大概站内 (6.4 s, N = 2051) 的时接二连三带示意图，辨识从 REST 平衡状态多次转成此后过滤器、大概和归一化示意图表中所 1-100 Hz 彼此之间频带转速的变化 (由星期基因组的前半以之外透露）到 MOVE 平衡状态。

除了示意图表为了让，日常运用于郭侄容器只需推开急机器并运用于系统工程系统并不需合适的回传和负载郭侄容器方可。极为重要的是，因为我们只能运用于任何诱因，所以家中运用于的人身安全关键问题是大于的。

示意桌面飘移系统工程系统

我们将运用于 NativeScript 开发著手的自判别在iPad系统工程系统 (App) 地面部队到人才会的PDA上，受限人才会通过 BLE 支配 BCI 系统之外观设计。该系统工程系统备有了一个示意桌面 (GUI)，辨识 BCI 的近期平衡状态，受限人才会并不需必需的回传和负载郭侄容器，以及来得改每个郭侄容器的首选项和所设（示意图 3）。在iPad系统工程系统不作准备任何示意图表采集或妥善处理。

静态展览

该系统工程系统辨识了可以并不需顺利已完成支配的必需回传和负载郭侄容器。如果这些郭侄容器分别与小型计算机领域程序通到或断开通到，则才会从系统工程系统中所去掉或删掉这些郭侄容器。通到后，郭侄容器才会备有郭侄容器特定的所设，这些所设可以运用于系统工程系统顺利已完成所设（示意图 3）。将取而代之郭侄容器纳入系统之外观设计不需来得取而代之系统工程系统，因为它将静态辨识计算机领域程序可以访问的内容。

依此

脊髓回波革取而代之运动示意影像格式有可能因人才会而异，因此，机容器学习算法必须经常重取而代之军事训练或重取而代之依此，以从示意图表中所复制人才会的预想革取而代之运动。我们之外观设计了系统工程系统系统工程系统领域程序设计TCP (API) 来联系音频军事训练协议和回传郭侄容器。通过这种方式将，人才会可以运用于该系统工程系统为 Activa PC + S 聚合的回波军事训练音频。必需时，该郭侄容器的所设对话框中所才会辨识一个依此手柄（示意图 3C）。并不需后，系统工程系统的依此的系统被应答，受限人才会评量与可定义回传郭侄容器系统性的音频的精确性。在依此的系统下，系统工程系统从计算机领域程序转给文本以辨识患者同时纪录示意图表并须要地标有示意图表，以通过督导学习仿真的测试或重取而代之军事训练音频。

计算机领域程序领域

计算机领域程序系统工程系统是用 Python [ 50 – 54 ] 编写的，由两个侄意味著均是由：一个用以负责管理回传和负载郭侄容器彼此之间的网络系统，另一个用以负责管理与系统工程系统的 BLE 网络系统（示意图 4）。这些侄意味著运用于异步流血事件循环来支配不久执行有可能中所断的点，并在这两个意味著彼此之间待机，以有利于地上升郭侄容器网络系统彼此之间有可能牵涉到的妥善处理延期。收纳系统工程系统正则表达式地从改到的回传郭侄容器为了让复制或归类的脊髓回波，并将返回的通知收发给改到的负载郭侄容器。同时，无线网路意味著马上来自 App 的存取、载入和通知恳请求。

示意图4：系统工程系统支配流。a收纳系统工程系统由守护领域程序脚本（或后台接入意味著）调用，以维护领域程序在计算机领域程序开启时一直接入。计算机领域程序系统工程系统异步接入多个协程，以受限回传和负载郭侄容器彼此之间大以之外不间断的示意图表流以及无线网路网络系统。b收纳系统工程系统意味著正则表达式地线程负责管理回传和负载郭侄容器的类。这些郭侄容器负责管理容器类包涵用以为了让郭侄容器回传和向负载郭侄容器收发通知的公共分析方法。这些郭侄容器类通过串行TCP网络系统与其完全一致的系统工程系统顺利已完成网络系统。极为重要的是，有可能存在一系列郭侄容器均需人才会运用于。这些可以通过系统工程系统通过 BLE 另行并不需。

结构设计之外观设计

急电侄零件 BCI 的简单阐述是一个回传郭侄容器（或其中所许多），它备有脊髓示意图表，将其转成为有意义的负载，并将该负载收发给负载郭侄容器（或其中所许多）。因为我们假定 BCI 中所的所有郭侄容器都必须与计算机领域程序网络系统，所以我们的用以是始创一个 API 来备有一个开放性，用以重组 BCI 系统之外观设计运用于的生物学必需系统工程系统郭侄容器。这是通过编写一个抽象郭侄容器类来概括判别生物学郭侄容器和 BCI 系统工程系统彼此之间的基本上交互和TCP所需的分析方法和要素来已完成的（示意图 4）。来得具体地说，通过让位抽象郭侄容器类的分析方法和要素，可以很容易地判别用以调用使BCI系统之外观设计与系统工程系统网络系统的串行网络系统TCP的分析方法。通过将这些郭侄容器类文件留有到相比较系统工程系统路径的文件夹中所，该系统工程系统必须运用于通用郭侄容器类查找这些郭侄容器，而不必将任何特定于郭侄容器的详细为数据直接软格式到系统工程系统中所。例如，为 Nexus-D 气象郭侄格式的 Nexus 类让位了这个抽象郭侄容器类，受限 BCI 系统之外观设计系统会识别郭侄容器并开始与 Activa PC + S 为了让的示意图表顺利已完成交互和监控。系统工程系统，API 还备有声明郭侄容器要素的选项（如果有），收纳体可以微调。通过始创郭侄容器所设并不一定，郭侄容器类可以判别如何以及在何种程度上可以来得改每个要素。这些郭侄容器所设并不一定让位了用以将这些所设转成为渲染通知的分析方法，这些通知将由系统工程系统收发并辨识以均需微软公司交互。这些郭侄容器所设将受限人才会或社会工作潜在地牵涉到变化可定义郭侄容器的速率、延期或其他以其他用户为中所心的偏好。

总之，该之外观设计为人才会备有了静态系统工程系统并不需（例如，工程学矫形容器、FES 等）和微调郭侄容器所设（例如，矫形容器的速率或星期延期等）的并能，以做到来得多自判别支配。在我们的做到中所，用以从 Activa PC + S 脱逃示意图表的 Nexus 气象郭侄通过让位通用郭侄容器类顺利已完成封装，以始创到系统工程系统的领域程序设计TCP。回波音频的特性和分析方法（示意图 4 b) 与 Nexus 气象郭侄系统性的，例如音频阈差值和音频依此，作为 Nexus 类中所的郭侄容器所设备有。由于音频不久执行十进制归类，因此运用于阈差值来辨别复制回波是 MOVE 或 REST 的负载飘移随机性。

无线网路通讯

我们之外观设计了运用于BLE与App顺利已完成网络系统的系统工程系统，并始创了一个跨领域软件的无线网路库，使计算机领域程序必须通过无线网路区域内收纳人公支持（即无线网路收纳机郭侄容器）发布服务。计算机领域程序和在iPad彼此之间传输的示意图表，以之外郭侄容器所设、郭侄容器平衡状态和依此，为了让三个无线网路通用要素 (GATT) 特性顺利已完成示意图表传输。但是，GATT 特性的大于传输单元为 512 个位，要传输的郭侄容器所设为数据的大小有可能才会超过此容许。为了避免这种情况，我们在 BLE 上开发著手了一个附加层，以动工示意图表流，运用于示意图表时序通过单个 BLE GATT 特性正则表达式传输示意图表。大以之外当微软公司运用于系统工程系统顺利已完成来得改时才需无线网路网络系统。无线网路库是运用于应用层的预处理和异步步骤线程之外观设计的。这种之外观设计受限 Python 系统工程系统投身于于从回传郭侄容器为了让示意图表，并将该示意图表截取到负载郭侄容器，大以之外因特网程时遵循无线网路网络系统步骤。通过运用于无线网路，BCI 系统之外观设计可以在普通家庭大多的社区中所运用于，因为无线网路网络系统统一于 WiFi 或的网站通到。

远程示意图表采集

BCI在运用于步骤中所，所有示意图表都纪录在携带型软碟上的文件中所。该系统工程系统将示意图表文件留有到一个目录中所，该目录系统会互联所大学加密的符合 HIPAA 国际标准的虹传输，假定机载计算机领域程序较强活动的的网站通到，大以之外可以短时间内访问传布的示意图表。为了维护计算机领域程序必须通到的网站，我们在将郭侄容器装上到并不一定的双腿上前，将并不一定的普通家庭 WiFi 的服务集标识符 (SSID)、人身安全配备文件和攻击者留有到计算机领域程序上。这种配备受限计算机领域程序通到到并不一定的普通家庭 WiFi，以便在并不一定到家后顺利已完成示意图表互联。

可地面部队家中里运用于

系统之外观设计之外观设计的用以是为人才会备有配备只不过应答式脊髓感觉控制系统的功能性性脑机TCP均需普通家庭运用于。我们通过在小型计算机领域程序（m90n Nano，Lenovo，China；Windows 10 Pro；Intel i3 2.10 GHz，8 GB RAM）上装上之外观设计的系统工程系统将系统之外观设计地面部队到家里，并将计算机领域程序与锂急电池组（50,000 mAh 急开关金融机构，克里斯多塞，中所国）在一个自判别的 3D 手写例侄中所。通过运用于穿过印在保险箱举例来说的孔的带侄将这个保险箱通到到人才会的双腿前面。滑动门被摆放在插槽的两边，以便于访问急电池组和小型计算机领域程序上的充急电TCP和急开关手柄。在携带型上装上 BCI 系统工程系统后， 4一个）。我们运用于版本支配系统之外观设计因特网传输了我们系统工程系统的代码。这受限我们的守护领域程序脚本从版本支配系统之外观设计中所分离出来，以维护代码是最取而代之的。这种所设受限我们运用于 git 提出日期和星期砍作为前提条件，我们可以根据这些前提条件以领域程序设计方式将并不需和研究工作在各不完全一致系统工程系统前提条件下为了让的示意图表（例如，在音频来得取而代之或初始错误修复前和不久）。

结果

依此的测试

无线网路网络系统延期

Activa PC + S 较强 200 Hz 的时域率，并较强以 2.5 Hz (400 ms) 的速率延展的板载文件系统传输。通过郭侄容器固件对 Activa PC + S 的 API 线程才会阻扰领域程序不久执行，直到示意图表必需。极为重要的是，如果两次后续线程 API 以为了让示意图表的星此后隔> 400 ms，则在两次 API 线程彼此之间的星期内神经节内急导线时域的示意图表将丢弃，因为 Activa PC + S 早就在传输示意图表在发出第二次线程前的下一个 400 毫秒块。因此，为了让示意图表的线程彼此之间的实着延期有可能才会造成示意图表丢弃。这对于音频军事训练的示意图表为了让尤为极为重要，其中所传布的示意图表必须被互联标有。因为示意图表标有依赖于通过 BLE 收发的消息，我们需维护向并不一定辨识革取而代之运动通知的星期与悄悄为了让的示意图表在星期上意味着。因此，只有在通过 BLE 向系统工程系统收发通知的星期小于 400 毫秒时，示意图表才能可靠地与重现给人才会的画面通知附加意味着，以有利于地上升延展示意图表的期望以及人才会的反应星期。通过在模拟器重取而代之依此才TLS里此后纪录星期砍，计算机领域程序收发定时的星期砍与系统工程系统上辨识完全一致定时的星期砍彼此之间的差别断定大概延期到画面为 23 毫秒（示意图 1）。只有当通过 BLE 向 App 收发通知的星期小于 400 毫秒时，示意图表才能可靠地与重现给人才会的画面通知附加意味着，以有利于地上升延展示意图表的期望以及人才会的反应星期。通过在模拟器重取而代之依此才TLS里此后纪录星期砍，计算机领域程序收发定时的星期砍与系统工程系统上辨识完全一致定时的星期砍彼此之间的差别断定大概延期到画面为 23 毫秒（示意图 1）。只有当通过 BLE 向 App 收发通知的星期小于 400 毫秒时，示意图表才能可靠地与重现给人才会的画面通知附加意味着，以有利于地上升延展示意图表的期望以及人才会的反应星期。通过在模拟器重取而代之依此才TLS里此后纪录星期砍，计算机领域程序收发定时的星期砍与系统工程系统上辨识完全一致定时的星期砍彼此之间的差别断定大概延期到画面为 23 毫秒（示意图 1）。5)，断定无线网路网络系统只能上升才会影响示意图表为了让的星期延期。我们还断定在传输步骤中所只能丢掉无线网路示意图表包。

示意图5：无线网路微控制器网络系统依此。在示意图表为了让才TLS里此后观察到的星期延期 (n = 750)。无线网路传输时延校准为App上辨识定时牵涉到变化的星期与计算机领域程序系统之外观设计上定时牵涉到变化重启BLE（定时辨识通知特性）的星期之差。

系统工程系统研究工作

系统之外观设计系统工程系统研究工作运用于 cProfile Python 模块校准，并运用于 SnakeViz 为了让计算机领域程序（示意图6) 来阐述由 BCI 系统之外观设计中所的意味著造成了的延期。BCI 系统工程系统是在人才会家中所设后调用的。在系统之外观设计运用于 5 分钟时为了让研究工作。收纳系统工程系统循环由两个收纳要功能性均是由：（1）从所选回传郭侄容器存取复制通知（示意图6左边）和（2）将通知收发给改到的负载郭侄容器（示意图 6左边）。系统之外观设计研究工作辨识，将回传回波妥善处理为急电侄零件通知通知的星期约为 400 毫秒（示意图 6左边），不久需用了 1 毫秒将该通知收发给下侧不久执行容器以顺利已完成在手腿部（示意图 6 左边）。这个收纳循环的第一以之外：将回传回波妥善处理成革取而代之运动通知，由两个侄步骤均是由：(1) 从 Activa PC + S (~ 393 ms) 转给脊髓走廊示意图表，以及 (2) 复制回波转成成急电侄零件通知（10.23 ms）。然后，将该通知收发给 Neomano 在头盔大概需 1 毫秒。

示意图 6：系统之外观设计研究工作。均是由妥善处理传布示意图表（左边）和将复制负载收发给在头盔（左边）所花费的星期比例的旭日示意图。每个旭日形示意图的中所心均是由为了让复制的脊髓回波（左边）或向在头盔收发通知（左边）的步骤。围绕中所心点的一组圆圈均是由一个侄时序，需不久执行以妥善处理传布示意图表（左边）或收发示意图表（左边）。弧的较宽透露侄时序已完成所花费的星期相比较依赖它已完成的侄时序的比例。虽然有许多侄时序，但与 BCI 系统工程系统系统性的那些都被厚实辨识。其余侄时序是系统之外观设计特定时序，例如回传-负载系统工程。

普通家庭的测试

回波复制和归类

革取而代之运动示意影像归类容器的精确度依此在军事训练后的第二年不久校准，不必重取而代之依此（示意图 7）。音频精度判别为恰当归类的示意图表站内的为需求量，在 79 次试制中所保持不稳定的，中所差值精度为 87.53%（示意图 7; 黄色虚线）。

示意图 7：音频归类。与 Nexus 气象回传郭侄容器系统性的音频的归类性能。第 0 个同年透露对军事训练示意图表的评量，随后的同年份透露自军事训练以来的同年为数。金色虚线透露全球性中所位为数 87.53%。

看护人负责管理

大以之外不需对社会工作顺利已完成培训来学习运用于我们的 BCI 推行为人才会所设郭侄容器。所设只需推开系统之外观设计，将气象无线电须要地摆放在并不一定上，并将任何下侧不久执行容器郭侄容器装上到并不一定的肢体上。无论如何开始，人才会必须在只能尽力的完全运用于系统工程系统配备、依此和支配 BCI 系统之外观设计。为了计量这一点，我们校准了从护士开始所设系统之外观设计到人才会对工程学在头盔顺利已完成脊髓支配彼此之间的大概星期量（示意图 8）。大概而言，所设此做到的星期为 5.58 分钟，其中所大以之外星期（2.34 分钟）用以在 App 和携带型彼此之间创设无线网路通到并配备系统之外观设计以及戴上 Neomano 在头盔（2.18 分钟）。

示意图 8 ：系统之外观设计所设星期。人才会的收纳要无微不至者所设系统之外观设计所用的星期。年中几天每天重复校准一次。A辨识所设系统之外观设计的总星期，而B辨识各不完全一致所设步骤的星期，千分之为总经过星期。不以之外依此星期，因为在日常所设此后不需依此星期。

讨论

我们的之外观设计借以让 BCI 在普通家庭四方都能意味著，并让人才会支配郭侄容器并不需、示意图表为了让以及系统之外观设计所设和偏好，同时有利于地上升对社会工作常规所设的消费。尽管该系统之外观设计是在较强应答脊髓TCP的 SCI 人才会中所推行的，但系统工程系统可以引入到其他基本上的崩溃，或者可以运用于 BCI 的任何地方，例如与 EEG 听筒或神经节内尖峰回波一起运用于。

在iPad领域

在我们的之外观设计中所，该系统工程系统用作 GUI。然而，其他做到运用于PDA顺利已完成回波妥善处理——运用于在iPad作为系统之外观设计的唯一妥善处理单元[ 55-58 ] ——而不是运用于板载小型计算机领域程序。其他人则运用于PDA来推动与家用急电容器的网络系统 [ 35 , 36]。在这里，NativeScript 的运用于将在iPad系统工程系统的开发著手容许为无线网路微控制器协议，这容许了我们系统之外观设计的高带宽示意图表流的并能，而无线网路开端射频网络系统 (RFCOMM) 原本可以做到原始回波传输。然而，正如 Campbell 等人所报道的，运用于开端 RFCOMM 的替代补救方案有可能才会不久用光在iPad的急电池组急电量。[ 56 ]。然而，如果系统之外观设计在将来的正则表达式中所只不过飘移到在iPad上，则需考虑到 RFCOMM 的推行以做到年中和可靠的示意图表为了让和流式传输。此之外，迁移到在iPad运用于需遏制人身安全措施。作为 [ 59] 指出，此类系统之外观设计的广泛和差或许信赖的运用于将需小心以维护系统之外观设计的完整性和人身安全性。

作为极为重要暗示，我们的人才会必须运用于躯干必需的残存革取而代之运动来导航系统工程系统的运用于。然而，该系统工程系统非常简单，可以让社会工作在需时配备或来得改系统之外观设计所设，并且不才会将我们的系统之外观设计领域容许在较强独特残存革取而代之运动的人才会身上。

平板式系统之外观设计

为了在科学研究所之之外来得实质地运用于 BCI，系统之外观设计扩展性是一个极为重要均是由以之外 [ 27 ]。一种大幅提高平板性的分析方法是运用于来得小的计算郭侄容器，这些郭侄容器在个人iPad急机器、在iPad和小型计算机领域程序中所变得来得容易获得。前的几项研究工作早就将iPad急机器和在iPad等平板式郭侄容器用以通知 [ 35 ] 和回波妥善处理 [ 55 , 57 , 58 ]、收纳体交互 [ 38 ] 以及作为下侧不久执行容器本身 [ 56 ]]。在我们的之外观设计中所，我们运用于了多台小型计算机领域程序和人才会的PDA，这使我们必须让人才会支配 BCI，同时维护 BCI 系统工程系统可以统一于在iPad不久接入。此之外，就成本而言，这些模块早就是可以轻而易举购买的消费级产品。在iPad和急电动矫形容器运用于的短程无线网路网络系统受限了系统之外观设计顺利已完成小规模支配，这受限人才会家中之外不久运用于 BCI。由于急电动矫形容器通过无线无线网路无线急电与系统之外观设计网络系统，WiFi 大以之外用以上传离线研究工作所需的示意图表，BCI 系统之外观设计本身的运用于统一于的网站通到接入。

结构设计系统之外观设计

用以研究工作开发著手的结构设计 BCI 之外观设计有助大幅提高科学的可重复性，并上升了开发著手取而代之的 BCI 系统工程系统和配备所需的星期。早就开发著手了几种系统工程系统工具、包和的水来尽力已完成这项工作[ 60-64 ]。此类领域已在科学研究所和普通家庭中所尝试运用于其中所一些系统之外观设计 [ 65 ]。除了这些工具之之外，其他研究工作还辨识了各种尝试的负载支配，以之外竖直支配、拼写容器、家用急电容器支配、之外骨骼、假人和FES [ 6-8、11-24、47]。我们的之外观设计侧重于微软公司交互，同时使系统工程系统必须跨系统工程系统之外观设计和妥善处理容器体系结构顺利已完成引入。虽然我们在的测试郭侄容器时只运用于了急电动矫形容器，但我们维护系统之外观设计可以是结构设计的，以之外在接入时静态来得改回传和负载郭侄容器。这种结构设计是运用于并不一定的飘移郭侄容器的另一个用以。它受限人才会中介下侧不久执行容器郭侄容器、重启培训课程并微调必需的系统之外观设计所设。

当备有郭侄容器类时，回传郭侄容器（例如，EEG 系统之外观设计）较强即插即用功能性。做到一个郭侄容器类需某种有助于来将为数字化示意图表从郭侄容器时域到计算机领域程序；例如，通过串行TCP、套接字或郭侄容器备有的 API。可以运用于或自判别我们工作中所的音频，将回传回波转成、归类或复出为有意义的差值。郭侄容器类必须让位郭侄容器返回值并判别一个 get_input 分析方法，然后（1）为了让先前断定的示意图表，（2）将该示意图表复制为有意义的差值，然后（3）返回该差值。之后，串行TCP、套接字或 API 要素可以判别在领域软件将用以在重启此后系统会检测郭侄容器的类上。有了这些，可以将取而代之郭侄容器去掉到领域软件中所，

隐喻与普通家庭 BCI 领域软件的交互

总之，BCI 领域软件及其推行不大以之外使患有胫骨 SCI 的人才会必须家中里趋于稳定在手握并中介结构设计模块，而且还使人才会必须另行支配每个郭侄容器和整个 BCI 系统之外观设计的所设和偏好. 来得具体地说，这些所设以之外用以来得改急电动矫形容器的响应星期和重启 BCI 系统工程系统的选项。研究工作管理人员的尽力或运送到科学研究所变得不致，因为该系统工程系统受限人才会按照他们的星期表重启示意图表为了让才TLS里。

我们家中里运用于的系统之外观设计的地面部队有利于地上升了对复杂穿脱领域程序的消费。在几个才TLS里中所，我们校准了从开始到人才会可以支配在头盔的大概所设星期，大概为 5 分钟。这只不过在给予深入调查的潜在其他用户 [ 48 ]前推荐的 10-20 分钟的所设星期范围内。这种细化的太大一以之外有可能是运用于只不过应答的郭侄容器的结果。这种所设避免了运用于有可能需急缆线通到、液体领域、精确摆放和配备 EEG 帽的EEG帽 [ 66、67 ]。相比之下，在在的一项研究工作必须在几个才TLS里中所做到 8 个看护人-人才会对的大概所设星期为 20 分钟 [ 68]。举例来说，所设星期取决于 BCI 系统之外观设计的每个模块的所设星期。非前列腺癌技术开发的小规模发展将有助降低这些所设星期和配备简单化。虽然，其他用户评量只能系统之外观设计地评量，但隐喻确实评论说：“它较难运用于和支配，只是有时需一点星期通过无线网路通到”。

尽管我们的做到大以之外运用于 4 个 ECoG 走廊，与许多 EEG 走廊相比，有可能才会容许系统之外观设计的功能性负载，但此做到的用以是尽量上升家中运用于的所设星期和简单化，同时仍向人才会备有一些功能性. 尽管如此，即使是只不过应答的系统之外观设计也有可能需需插入系统之外观设计的有线所设[ 6-8、19、47 ]。

然而，在我们的推行中所，推开浮动在双腿前面的急电池组就所能重启系统之外观设计。从这里开始，将气象无线电与皮下发射筒对齐，从而做到脊髓支配。差或许注意的是，由于运用于了诸如 Activa PC + S 之类的应答郭侄容器，因此较难所设是该 BCI 领域软件的推行关键问题，而不是运用于该领域软件的决定。该领域软件可以运用于 EEG 听筒做到。对于此处概述的推行，只不过应答的 Activa PC + S 用以小型化普通家庭所设和整个系统之外观设计的运用于。

容许

Python 作为开发著手母语有可能不才会造成只不过与系统工程系统之外观设计无关的领域软件。这种容许收纳要是母语用以与系统工程系统之外观设计和系统工程系统交互的分析方法的结果。另一种补救方案有可能是为了让早就必需的系统工程系统，例如 BCI2000 [ 60 ]。但是，运用于 Python 等解释性母语顺利已完成开发著手不必在远程系统之外观设计来得取而代之此后顺利已完成编译器。

此处概述的做到中所的隐喻必须运用于他们自己的剩余躯干功能性运用于 App GUI。这举例来说才会容许 GUI 对并能较差的人才会的运用于。然而，App GUI 依然为社会工作备有了有效率的系统之外观设计访问。此之外，著手将来的正则表达式以动工构词应答和/或凝视支配，以来得好地支配较强各不完全一致残疾的人才会以及对在手和在右臂的支配。

运用于 Activa PC + S 和 Nexus 气象郭侄并不是只不过无线的。Nexus 气象郭侄和 Activa PC + S 彼此之间的示意图表取样为了让需将举例来说无线电摆放在应答式牵涉到容器周边地区。然而，应答式牵涉到容器的较取而代之推行（Medtronic Percept、St. Jude、Boston Scientific、Clinatec 等）悄悄将无线功能性构建到他们的牵涉到容器中所。此之外，用以粘液脑诱因的 Activa PC + S 可以运用于长达 5 年，但在不运用于诱因的完全运用于的郭侄容器的急电池组寿命亦然不清楚。可以电磁充急电的应答物 [ 69 ] 并以无线方式将传输其回波 [ 70 ]] 将备有来得强大的系统之外观设计，全面性上升系统之外观设计维护和社会工作合力，同时有利于地大幅提高平板性。

像许多前列腺癌研究工作一样，我们对前列腺癌郭侄容器的推行大以之外限于一个隐喻，因此难以概括。幸运地的是，运用于与流血事件系统性的去互联作为不久执行革取而代之运动示意影像二元归类的分析方法早就很成熟 [ 68 , 71 – 74 ]，并且一些研究工作早就家中里运用于它 [ 34 , 68 , 75 , 76 ]。虽然，我们将此 BCI 系统之外观设计用以胫骨 SCI 的人才会，但它备有了有关如何小型化系统工程系统和系统工程系统以便来得容易融入其他 BCI 推行的容许的见解。

假设

将来采用 BCI 系统性技术开发需维护 BCI 系统之外观设计平板、所设精确且较难配备 [ 48]。这种结构设计的 BCI 系统工程系统之外观设计为在消费类计算机领域程序领域软件和飘移急电话里郭侄容器上推行 BCI 系统之外观设计备有了一个轻量级领域软件。BCI 领域软件可以轻而易举去掉回传和负载郭侄容器，人才会可以运用于飘移示意桌面轻而易举待机。BCI 结构设计系统工程系统领域软件之外观设计的推行显然将 BCI 系统之外观设计过渡到到来得平板的郭侄容器以均需普通家庭运用于的可行性日益高。随着日益多的常规和治愈郭侄容器变得必需，结构设计领域软件有可能才会为 BCI 其他用户备有来得多功能性。此类系统之外观设计的开发著手将使 BCI 的常规和治愈并能来得容易为受益于它们的人才会所给予。孩提中所的 BCI 系统之外观设计为大幅提高崩溃人才会的统一性备有了借此机会。将来的工作将集中所在引入回传和负载郭侄容器彼此之间的自判别映射，以受限同时运用于多个郭侄容器。

本篇书评举例来说：

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