2026年3月10日
本研究提出了一套标准化且可重复的方案,用于实现运动影像EEG解码的时空频率脑电分析工具(STFEEG),结合可配置的时空频率分割、基于通用空间模式(CSP)的特征提取、多分类算法及可视化功能。
这项工作开发了一个基于图形界面的工具箱,用于有趣的网格运动图像、脑电图解码以及可解读的时空频率分析。现有平台缺乏集成的趣味网格空间、时间和频率配置,缺乏用于运动影像脑电图分析的直观可视化功能。首先,请从在线仓库下载STFEEG工具。
将下载的文件解压到本地文件夹,找到安装文件STFEEG-Tool。mlappinstall,在提取内容中。双击STFEEG-Tool。
mlappinstall 启动安装程序,并按照屏幕上的指示完成安装。下载示例MAT文件后,启动STFEEG工具图形用户界面,打开运动影像脑电分析窗口。在数据加载面板中,点击“浏览器”中的数据路径,选择包含已准备好的MAT文件的文件夹。
现在,点击“保存路径”旁边的浏览器,然后选择输出文件夹查看结果。点击数据加载面板中的“加载”以导入MAT文件。在主图形用户界面的分割策略面板中,点击编辑以打开分割配置窗口,该窗口已提供默认参数设置。
要配置时空窗口,请在配置窗口中选择“时空窗口”标签。输入起始、结束和区间值来定义时间窗口。然后点击添加,将生成的窗口添加到列表中。
要删除已有的窗口,右键点击表格中对应的行,选择删除。要配置滤波器组频带,请在配置窗口中选择“频带”标签。输入起始、结束和间隔值来定义频带。
然后点击添加,将生成的条目添加到列表中。要删除已有的频段,右键点击表格中对应的行,选择删除。要按信道组配置空间分割,请在配置窗口中选择空间分割标签。
点击“浏览器”中的通道组,选择通道组定义的MAT文件。点击替换以加载所选频道组文件并更新频道编号组列表。如果在通道位置中选中了通道位置文件,工具也会加载该文件用于后续的显现。
点击“分割”窗口底部的确定,应用更新后的时间窗口、频带和空间分割。主图形用户界面的细分策略面板相应更新。在分类配置面板中,从下拉菜单选择特征提取方法。
设置nCSP保留特征矢量两端的特征。然后通过勾选相应的选项来选择分类器。设置选择带数以指定在基于封装器的选择中保留多少细粒度段或特征。
设置交叉验证,指定列车数据和列车标签交叉验证的折叠次数。然后点击交叉验证以执行k折交叉验证。请查看结果面板中显示的绩效总结。
查看时间-频率地形图,识别时间、频率和头皮区域的辨别模式。查看电极群显著性图,识别对解码贡献最大的通道群。时频拓扑图展示了辨别性脑电图在频率和时间段间的空间分布。
电极群显著性图量化了预定义电极群对解码性能的贡献。该方案标准化了受试者特定运动影像脑电图的解码定量评估和可视化。一个关键挑战是确保预处理分类和多尺度细分在不同数据集上保持灵活和可行性。
该工作流程能够发现对受试者特定差异的可解释分析,指导更具适应性和通用性的心肌脑电解码模型的发展。
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This article presents the STFEEG-Tool, a graphical user interface (GUI)-based toolbox designed for standardized, reproducible, and interpretable spatial-temporal-frequency analysis of motor imagery EEG (MI-EEG) data. The tool addresses the lack of integrated, user-friendly workflows for fine-grained MI-EEG feature extraction and decoding, supporting both research and practical neurorehabilitation applications.
Standardized, interpretable EEG analysis is critical for advancing motor imagery brain-computer interface (MI-BCI) research and translational neurotechnology. The STFEEG-Tool addresses reproducibility and workflow integration challenges by enabling fine-grained spatial-temporal-frequency feature extraction and robust quantitative evaluation. This capability supports predictive confidence and portfolio triage in early-stage neurotechnology and neurorehabilitation R&D.
The STFEEG-Tool integrates into the discovery-to-preclinical continuum by standardizing MI-EEG data segmentation, feature extraction, and classifier evaluation.