脑机接口数据采集测试试题及真题

脑机接口数据采集测试试题及真题考试时长：120分钟满分：100分一、单选题（总共10题，每题2分，总分20分）1.脑机接口数据采集过程中，以下哪种信号类型属于非侵入式采集方式？A.脑电图（EEG）B.脑磁图（MEG）C.脑机接口（BCI）信号D.脑皮层电刺激（ECS）2.在脑机接口数据采集中，以下哪个指标最能反映信号的信噪比（SNR）？A.波形幅度B.带宽频率C.信号相位D.采样率3.脑机接口数据采集时，以下哪种滤波器常用于去除50Hz工频干扰？A.低通滤波器B.高通滤波器C.带通滤波器D.差分滤波器4.脑机接口信号采集中，以下哪种电极类型最适合长期植入式应用？A.硅基电极B.银氯化银电极C.铜铟镓电极D.碳纳米管电极5.脑机接口数据采集时，以下哪个参数决定了信号的时间分辨率？A.采样频率B.电极密度C.信号带宽D.信号幅度6.脑机接口信号采集中，以下哪种算法常用于提取运动想象（MI）信号特征？A.主成分分析（PCA）B.小波变换C.独立成分分析（ICA）D.卷积神经网络（CNN）7.脑机接口数据采集时，以下哪种技术能提高信号的空间分辨率？A.增加电极数量B.提高采样率C.使用差分放大器D.采用无线传输8.脑机接口信号采集中，以下哪种现象会导致信号伪影（Artifacts）？A.电极漂移B.信号放大C.电极接触不良D.信号滤波9.脑机接口数据采集时，以下哪种协议常用于无线传输脑电信号？A.USB3.0B.BluetoothLowEnergyC.Wi-Fi6D.Ethernet10.脑机接口信号采集中，以下哪种方法能提高信号的信噪比？A.增加噪声B.降低采样率C.使用主动电极D.减少采集时间二、填空题（总共10题，每题2分，总分20分）1.脑机接口数据采集中，______信号属于非侵入式脑电采集方式，常用于临床研究。2.脑机接口信号的信噪比（SNR）越高，______越好，信号质量越好。3.脑机接口数据采集时，______滤波器常用于去除低频伪影。4.脑机接口电极材料中，______电极具有较好的生物相容性，适合长期植入。5.脑机接口信号采集时，______决定了信号的时间分辨率，单位为赫兹（Hz）。6.脑机接口信号特征提取中，______算法能有效地分离混合信号。7.脑机接口数据采集时，______技术能提高信号的空间定位精度。8.脑机接口信号伪影中，______现象会导致信号失真，影响数据分析。9.脑机接口无线传输中，______协议能实现低功耗、高带宽的数据传输。10.脑机接口信号采集时，______方法能提高信号的信噪比，减少噪声干扰。三、判断题（总共10题，每题2分，总分20分）1.脑电图（EEG）信号具有较高的时间分辨率，但空间分辨率较差。2.脑磁图（MEG）信号采集需要侵入式电极，因此属于侵入式脑机接口技术。3.脑机接口数据采集时，采样率越高，信号的信噪比越好。4.脑机接口信号滤波时，低通滤波器能去除高频噪声，高通滤波器能去除低频伪影。5.脑机接口电极材料中，银氯化银电极具有较好的导电性，适合短期实验研究。6.脑机接口信号特征提取时，主成分分析（PCA）能有效地降维，提高信号识别率。7.脑机接口数据采集时，增加电极密度能提高信号的空间分辨率。8.脑机接口信号伪影中，肌肉运动伪影会导致信号失真，影响数据分析。9.脑机接口无线传输中，Wi-Fi6协议能实现高带宽、低延迟的数据传输。10.脑机接口信号采集时，主动电极能提高信号的信噪比，减少噪声干扰。四、简答题（总共3题，每题4分，总分12分）1.简述脑机接口数据采集中，非侵入式与侵入式技术的优缺点。2.解释脑机接口信号采集时，滤波器的作用及其常见类型。3.描述脑机接口信号伪影的常见类型及其产生原因。五、应用题（总共2题，每题9分，总分18分）1.某脑机接口实验需要采集运动想象（MI）信号，实验要求信号的信噪比（SNR）不低于10dB，采样频率为1000Hz。请设计一个数据采集方案，包括：（1）电极类型及材料选择；（2）信号滤波方案；（3）数据传输协议选择。2.某脑机接口实验中，采集到的脑电信号存在明显的肌肉运动伪影，影响数据分析。请提出三种解决方案，并说明其原理。【标准答案及解析】一、单选题1.B（脑磁图（MEG）属于非侵入式采集方式，脑电图（EEG）、脑机接口（BCI）信号、脑皮层电刺激（ECS）均为侵入式或半侵入式技术。）2.A（信噪比（SNR）主要反映信号的有效成分与噪声成分的比值，波形幅度越高，SNR越高。）3.A（低通滤波器能去除高频噪声，常用于去除50Hz工频干扰。）4.A（硅基电极具有较好的生物相容性，适合长期植入式应用。）5.A（采样频率决定了信号的时间分辨率，采样频率越高，时间分辨率越好。）6.C（独立成分分析（ICA）能有效地分离混合信号，常用于提取运动想象（MI）信号特征。）7.A（增加电极数量能提高信号的空间分辨率。）8.C（电极接触不良会导致信号伪影，影响数据分析。）9.B（BluetoothLowEnergy常用于无线传输脑电信号，具有低功耗、高带宽的特点。）10.C（主动电极能提高信号的信噪比，减少噪声干扰。）二、填空题1.脑电图（EEG）；2.信号质量；3.低通；4.硅基；5.采样频率；6.独立成分分析（ICA）；7.增加电极密度；8.电极接触不良；9.BluetoothLowEnergy；10.主动电极。三、判断题1.√（脑电图（EEG）信号具有较高的时间分辨率，但空间分辨率较差。）2.×（脑磁图（MEG）信号采集不需要侵入式电极，属于非侵入式脑机接口技术。）3.×（采样率越高，信号的时间分辨率越好，但信噪比不一定提高，需平衡采样率与噪声。）4.×（低通滤波器去除高频噪声，高通滤波器去除低频伪影。）5.×（银氯化银电极具有较好的导电性，但生物相容性不如硅基电极，适合短期实验研究。）6.√（主成分分析（PCA）能有效地降维，提高信号识别率。）7.√（增加电极密度能提高信号的空间分辨率。）8.√（肌肉运动伪影会导致信号失真，影响数据分析。）9.×（BluetoothLowEnergy协议能实现低功耗、高带宽的数据传输，Wi-Fi6更适合高数据量传输。）10.√（主动电极能提高信号的信噪比，减少噪声干扰。）四、简答题1.非侵入式技术的优点：无创、安全性高、易于推广；缺点：空间分辨率较差、信号质量易受干扰。侵入式技术的优点：空间分辨率高、信号质量好；缺点：有创、风险较高、生物相容性要求高。2.滤波器的作用：去除噪声、提高信号质量。常见类型：低通滤波器（去除高频噪声）、高通滤波器（去除低频伪影）、带通滤波器（提取特定频段信号）、差分滤波器（去除共模干扰）。3.常见类型：肌肉运动伪影（由肌肉活动引起）、眼动伪影（由眼球运动引起）、心电伪影（由心脏活动引起）。产生原因：电极与头皮接触不良、信号采集环境干扰、被试生理活动影响。五、应用题1.数据采集方案：（1）电极类型及材料选择：硅基电极，具有较好的生物相容性，适合长期植入。（2）信号滤波方案：采用带通滤波器（0.5-100Hz），去除低频伪影和高频噪声。