Le livre sous la loupe : Nouvelles formes d’écriture électronique

Les fichiers qui accompagnent le document incluent une archive .jar du zoom-éditeur (qui peut être lancé via un browser) et des exemples de z-textes réalisés avec ce logiciel.

Développement et validation d’un outil clinique pour l’analyse quantitative de la posture auprès de personnes atteintes d’une scoliose idiopathique

La scoliose idiopathique (SI) est une déformation tridimensionnelle (3D) de la colonne vertébrale et de la cage thoracique à potentiel évolutif pendant la croissance. Cette déformation 3D entraîne des asymétries de la posture. La correction de la posture est un des objectifs du traitement en physiothérapie chez les jeunes atteints d’une SI afin d’éviter la progression de la scoliose, de réduire les déformations morphologiques et leurs impacts sur la qualité de vie. Les outils cliniques actuels ne permettent pas de quantifier globalement les changements de la posture attribuables à la progression de la scoliose ou à l’efficacité des interventions thérapeutiques. L’objectif de cette thèse consiste donc au développement et à la validation d’un nouvel outil clinique permettant l’analyse quantitative de la posture auprès de personnes atteintes d’une SI. Ce projet vise plus spécifiquement à déterminer la fidélité et la validité des indices de posture (IP) de ce nouvel outil clinique et à vérifier leur capacité à détecter des changements entre les positions debout et assise. Suite à une recension de la littérature, 34 IP représentant l’alignement frontal et sagittal des différents segments corporels ont été sélectionnés. L’outil quantitatif clinique d’évaluation de la posture (outil 2D) construit dans ce projet consiste en un logiciel qui permet de calculer les différents IP (mesures angulaires et linéaires). L’interface graphique de cet outil est conviviale et permet de sélectionner interactivement des marqueurs sur les photographies digitales. Afin de vérifier la fidélité et la validité des IP de cet outil, la posture debout de 70 participants âgés entre 10 et 20 ans atteints d'une SI (angle de Cobb: 15º à 60º) a été évaluée à deux occasions par deux physiothérapeutes. Des marqueurs placés sur plusieurs repères anatomiques, ainsi que des points de référence anatomique (yeux, lobes des oreilles, etc.), ont permis de mesurer les IP 2D en utilisant des photographies. Ces mêmes marqueurs et points de référence ont également servi au calcul d’IP 3D obtenus par des reconstructions du tronc avec un système de topographie de surface. Les angles de Cobb frontaux et sagittaux et le déjettement C7-S1 ont été mesurés sur des radiographies. La théorie de la généralisabilité a été utilisée pour déterminer la fidélité et l’erreur standard de la mesure (ESM) des IP de l’outil 2D. Des coefficients de Pearson ont servi à déterminer la validité concomitante des IP du tronc de l’outil 2D avec les IP 3D et les mesures radiographiques correspondantes. Cinquante participants ont été également évalués en position assise « membres inférieurs allongés » pour l’étude comparative de la posture debout et assise. Des tests de t pour échantillons appariés ont été utilisés pour détecter les différences entre les positions debout et assise. Nos résultats indiquent un bon niveau de fidélité pour la majorité des IP de l’outil 2D. La corrélation entre les IP 2D et 3D est bonne pour les épaules, les omoplates, le déjettement C7-S1, les angles de taille, la scoliose thoracique et le bassin. Elle est faible à modérée pour la cyphose thoracique, la lordose lombaire et la scoliose thoraco-lombaire ou lombaire. La corrélation entre les IP 2D et les mesures radiographiques est bonne pour le déjettement C7-S1, la scoliose et la cyphose thoracique. L’outil est suffisamment discriminant pour détecter des différences entre la posture debout et assise pour dix des treize IP. Certaines recommandations spécifiques résultents de ce projet : la hauteur de la caméra devrait être ajustée en fonction de la taille des personnes; la formation des juges est importante pour maximiser la précision de la pose des marqueurs; et des marqueurs montés sur des tiges devraient faciliter l’évaluation des courbures vertébrales sagittales. En conclusion, l’outil développé dans le cadre de cette thèse possède de bonnes propriétés psychométriques et permet une évaluation globale de la posture. Cet outil devrait contribuer à l’amélioration de la pratique clinique en facilitant l’analyse de la posture debout et assise. Cet outil s’avère une alternative clinique pour suivre l’évolution de la scoliose thoracique et diminuer la fréquence des radiographies au cours du suivi de jeunes atteints d’une SI thoracique. Cet outil pourrait aussi être utile pour vérifier l’efficacité des interventions thérapeutiques sur la posture.

Contrôle de l'organisation moléculaire en 2D et 3D par l’utilisation de liaisons hydrogène, de coordination métallique et d'autres interactions

La stratégie de la tectonique moléculaire a montré durant ces dernières années son utilité dans la construction de nouveaux matériaux. Elle repose sur l’auto-assemblage spontané de molécule dite intelligente appelée tecton. Ces molécules possèdent l’habilité de se reconnaitre entre elles en utilisant diverses interactions intermoléculaires. L'assemblage résultant peut donner lieu à des matériaux moléculaires avec une organisation prévisible. Cette stratégie exige la création de nouveaux tectons, qui sont parfois difficiles à synthétiser et nécessitent dans la plupart des cas de nombreuses étapes de synthèse, ce qui empêche ou limite leur mise en application pratique. De plus, une fois formées, les liaisons unissant le corps central du tecton avec ces groupements de reconnaissance moléculaire ne peuvent plus être rompues, ce qui ne permet pas de remodeler le tecton par une procédure synthétique simple. Afin de contourner ces obstacles, nous proposons d’utiliser une stratégie hybride qui se sert de la coordination métallique pour construire le corps central du tecton, combinée avec l'utilisation des interactions plus faibles pour contrôler l'association. Nous appelons une telle entité métallotecton du fait de la présence du métal. Pour explorer cette stratégie, nous avons construit une série de ligands ditopiques comportant soit une pyridine, une bipyridine ou une phénantroline pour favoriser la coordination métallique, substitués avec des groupements diaminotriazinyles (DAT) pour permettre aux complexes de s'associer par la formation de ponts hydrogène. En plus de la possibilité de créer des métallotectons par coordination, ces ligands ditopiques ont un intérêt intrinsèque en chimie supramoléculaire en tant qu'entités pouvant s'associer en 3D et en 2D. En parallèle à notre étude de la chimie de coordination, nous avons ii examiné l'association des ligands, ainsi que celle des analogues, par la diffraction des rayons-X (XRD) et par la microscopie de balayage à effet tunnel (STM). L'adsorption de ces molécules sur la surface de graphite à l’interface liquide-solide donne lieu à la formation de différents réseaux 2D par un phénomène de nanopatterning. Pour comprendre les détails de l'adsorption moléculaire, nous avons systématiquement comparé l’organisation observée en 2D par STM avec celle favorisée dans les structures 3D déterminées par XRD. Nous avons également simulé l'adsorption par des calculs théoriques. Cette approche intégrée est indispensable pour bien caractériser l’organisation moléculaire en 2D et pour bien comprendre l'origine des préférences observées. Ces études des ligands eux-mêmes pourront donc servir de référence lorsque nous étudierons l'association des métallotectons dérivés des ligands par coordination. Notre travail a démontré que la stratégie combinant la chimie de coordination et la reconnaissance moléculaire est une méthode de construction rapide et efficace pour créer des réseaux supramoléculaires. Nous avons vérifié que la stratégie de la tectonique moléculaire est également efficace pour diriger l'organisation en 3D et en 2D, qui montre souvent une homologie importante. Nous avons trouvé que nos ligands hétérocycliques ont une aptitude inattendue à s’adsorber fortement sur la surface de graphite, créant ainsi des réseaux organisés à l'échelle du nanomètre. L’ensemble de ces résultats promet d’offrir des applications dans plusieurs domaines, dont la catalyse hétérogène et la nanotechnologie. Mots clés : tectonique moléculaire, interactions intermoléculaires, stratégie hybride, coordination métallique, diffraction des rayons-X, microscopie de balayage à effet tunnel, graphite, phénomène de nanopatterning, calculs théoriques, ponts hydrogène, chimie supramoléculaire, ligands hétérocycliques, groupements DAT, catalyse hétérogène, nanotechnologie.

A brain-computer interface for navigation in virtual reality

L'interface cerveau-ordinateur (ICO) décode les signaux électriques du cerveau requise par l’électroencéphalographie et transforme ces signaux en commande pour contrôler un appareil ou un logiciel. Un nombre limité de tâches mentales ont été détectés et classifier par différents groupes de recherche. D’autres types de contrôle, par exemple l’exécution d'un mouvement du pied, réel ou imaginaire, peut modifier les ondes cérébrales du cortex moteur. Nous avons utilisé un ICO pour déterminer si nous pouvions faire une classification entre la navigation de type marche avant et arrière, en temps réel et en temps différé, en utilisant différentes méthodes. Dix personnes en bonne santé ont participé à l’expérience sur les ICO dans un tunnel virtuel. L’expérience fut a était divisé en deux séances (48 min chaque). Chaque séance comprenait 320 essais. On a demandé au sujets d’imaginer un déplacement avant ou arrière dans le tunnel virtuel de façon aléatoire d’après une commande écrite sur l'écran. Les essais ont été menés avec feedback. Trois électrodes ont été montées sur le scalp, vis-à-vis du cortex moteur. Durant la 1re séance, la classification des deux taches (navigation avant et arrière) a été réalisée par les méthodes de puissance de bande, de représentation temporel-fréquence, des modèles autorégressifs et des rapports d’asymétrie du rythme β avec classificateurs d’analyse discriminante linéaire et SVM. Les seuils ont été calculés en temps différé pour former des signaux de contrôle qui ont été utilisés en temps réel durant la 2e séance afin d’initier, par les ondes cérébrales de l'utilisateur, le déplacement du tunnel virtuel dans le sens demandé. Après 96 min d'entrainement, la méthode « online biofeedback » de la puissance de bande a atteint une précision de classification moyenne de 76 %, et la classification en temps différé avec les rapports d’asymétrie et puissance de bande, a atteint une précision de classification d’environ 80 %.

Semiautomated 3D liver segmentation using computed tomography and magnetic resonance imaging

Le foie est un organe vital ayant une capacité de régénération exceptionnelle et un rôle crucial dans le fonctionnement de l’organisme. L’évaluation du volume du foie est un outil important pouvant être utilisé comme marqueur biologique de sévérité de maladies hépatiques. La volumétrie du foie est indiquée avant les hépatectomies majeures, l’embolisation de la veine porte et la transplantation. La méthode la plus répandue sur la base d'examens de tomodensitométrie (TDM) et d'imagerie par résonance magnétique (IRM) consiste à délimiter le contour du foie sur plusieurs coupes consécutives, un processus appelé la «segmentation». Nous présentons la conception et la stratégie de validation pour une méthode de segmentation semi-automatisée développée à notre institution. Notre méthode représente une approche basée sur un modèle utilisant l’interpolation variationnelle de forme ainsi que l’optimisation de maillages de Laplace. La méthode a été conçue afin d’être compatible avec la TDM ainsi que l' IRM. Nous avons évalué la répétabilité, la fiabilité ainsi que l’efficacité de notre méthode semi-automatisée de segmentation avec deux études transversales conçues rétrospectivement. Les résultats de nos études de validation suggèrent que la méthode de segmentation confère une fiabilité et répétabilité comparables à la segmentation manuelle. De plus, cette méthode diminue de façon significative le temps d’interaction, la rendant ainsi adaptée à la pratique clinique courante. D’autres études pourraient incorporer la volumétrie afin de déterminer des marqueurs biologiques de maladie hépatique basés sur le volume tels que la présence de stéatose, de fer, ou encore la mesure de fibrose par unité de volume.

A semi-automatic method for segmentation and 3D modeling of glioma tumors from brain MRI

This work presents an efficient method for volume rendering of glioma tumors from segmented 2D MRI Datasets with user interactive control, by replacing manual segmentation required in the state of art methods. The most common primary brain tumors are gliomas, evolving from the cerebral supportive cells. For clinical follow-up, the evaluation of the pre- operative tumor volume is essential. Tumor portions were automatically segmented from 2D MR images using morphological filtering techniques. These seg- mented tumor slices were propagated and modeled with the software package. The 3D modeled tumor consists of gray level values of the original image with exact tumor boundary. Axial slices of FLAIR and T2 weighted images were used for extracting tumors. Volumetric assessment of tumor volume with manual segmentation of its outlines is a time-consuming proc- ess and is prone to error. These defects are overcome in this method. Authors verified the performance of our method on several sets of MRI scans. The 3D modeling was also done using segmented 2D slices with the help of a medical software package called 3D DOCTOR for verification purposes. The results were validated with the ground truth models by the Radi- ologist.

Diseño de una interface entre un programa de cálculo simbólico y un programa CAD : aplicación al caso de modelado geométrico y modelado de caras.

El objetivo de este trabajo es el diseño de una interface entre un programa de cálculo simbólico y uno de CAD y su aplicación al caso de modelado geométrico y modelado de caras. El libro, se divide en tres capítulos: curvas en 2D, curvas en 3D y superficies. Dado que existen programas de cálculo simbólico que representan sus curvas, resultará favorable captar el fichero de puntos producido por dicho programa y, con los tratamientos convenientes, transformarlo en una lista susceptible de ser leída desde un programa CAD, los puntos trasvasados serán los vértices de una polilínea que posteriormente adaptada representará la curva en cuestión. Y, siguiendo un proceso análogo, también será posible obtener el fichero de puntos de una superficie. Para desarrollar esta aplicación, se ha elegido como programa de cálculo simbólico Maple V2, y como programa CAD, AUTOCAD V12.

Integració 3D de detectors de píxels híbrids

La miniaturització de la industria microelectrònica és un fet del tot inqüestionables i la tecnologia CMOS no n'és una excepció. En conseqüència la comunitat científica s'ha plantejat dos grans reptes: En primer lloc portar la tecnologia CMOS el més lluny possible ('Beyond CMOS') tot desenvolupant sistemes d'altes prestacions com microprocessadors, micro - nanosistemes o bé sistemes de píxels. I en segon lloc encetar una nova generació electrònica basada en tecnologies totalment diferents dins l'àmbit de les Nanotecnologies. Tots aquests avanços exigeixen una recerca i innovació constant en la resta d'àrees complementaries com són les d'encapsulat. L'encapsulat ha de satisfer bàsicament tres funcions: Interfície elèctrica del sistema amb l'exterior, Proporcionar un suport mecànic al sistema i Proporcionar un camí de dissipació de calor. Per tant, si tenim en compte que la majoria d'aquests dispositius d'altes prestacions demanden un alt nombre d'entrades i sortides, els mòduls multixip (MCMs) i la tecnologia flip chip es presenten com una solució molt interessant per aquests tipus de dispositiu. L'objectiu d'aquesta tesi és la de desenvolupar una tecnologia de mòduls multixip basada en interconnexions flip chip per a la integració de detectors de píxels híbrids, que inclou: 1) El desenvolupament d'una tecnologia de bumping basada en bumps de soldadura Sn/Ag eutèctics dipositats per electrodeposició amb un pitch de 50µm, i 2) El desenvolupament d'una tecnologia de vies d'or en silici que permet interconnectar i apilar xips verticalment (3D packaging) amb un pitch de 100µm. Finalment aquesta alta capacitat d'interconnexió dels encapsulats flip chip ha permès que sistemes de píxels tradicionalment monolítics puguin evolucionar cap a sistemes híbrids més compactes i complexes, i que en aquesta tesi s'ha vist reflectit transferint la tecnologia desenvolupada al camp de la física d'altes energies, en concret implantant el sistema de bump bonding d'un mamògraf digital. Addicionalment s'ha implantat també un dispositiu detector híbrid modular per a la reconstrucció d'imatges 3D en temps real, que ha donat lloc a una patent.

Quantitative comparison between the use of 3D vs 2D visualization tools to present building design proposals to non-spatial skilled end users

Information technology in construction (ITC) has been gaining wide acceptance and is being implemented in the construction research domains as a tool to assist decision makers. Most of the research into visualization technologies (VT) has been on the wide range of 3D and simulation applications suitable for construction processes. Despite its development with interoperability and standardization of products, VT usage has remained very low when it comes to communicating and addressing the needs of building end-users (BEU). This paper argues that building end users are a source of experience and expertise that can be brought into the briefing stage for the evaluation of design proposals. It also suggests that the end user is a source of new ideas promoting innovation. In this research a positivistic methodology that includes the comparison of 3D models and the traditional 2D methods is proposed. It will help to identify "how much", if anything, a non-spatial specialist can gain in terms Of "understanding" of a particular design proposal presented, using both methods.

The adsorbed conformation of globular proteins at the air/water interface

External reflection FTIR spectroscopy and surface pressure measurements were used to compare conformational changes in the adsorbed structures of three globular proteins at the air/water interface. Of the three proteins studied, lysozyme, bovine serum albumin and P-lactoglobulin, lysozyme was unique in its behaviour. Lysozyme adsorption was slow, taking approximately 2.5 h to reach a surface pressure plateau (from a 0.07 mM solution), and led to significant structural change. The FTIR spectra revealed that lysozyme formed a highly networked adsorbed layer of unfolded protein with high antiparallel beta-sheet content and that these changes occurred rapidly (within 10 min). This non-native secondary structure is analogous to that of a 3D heat-set protein gel, suggesting that the adsorbed protein formed a highly networked interfacial layer. Albumin and P-lactoglobulin adsorbed rapidly (reaching a plateau within 10 min) and with little chance to their native secondary structure.

User's manual

'Typeform dialogues', as originally planned for publication, was an interactive CD-based screen interface presenting a comparative survey of typeform history and description. The CD was to be held inside a printed book that included two essays and a User’s Manual. Although 'Typeform dialogues' (CD+book) was not completed as planned, a PDF file was published containing the User’s Manual, together with background information about the interface and the project it was part of. The User's Manual presents all interface sections and features (using screen grabs) and explains their editorial rationale, design, and function.

An optimized ERP brain–computer interface based on facial expression changes

Objective. Interferences from spatially adjacent non-target stimuli are known to evoke event-related potentials (ERPs) during non-target flashes and, therefore, lead to false positives. This phenomenon was commonly seen in visual attention-based brain–computer interfaces (BCIs) using conspicuous stimuli and is known to adversely affect the performance of BCI systems. Although users try to focus on the target stimulus, they cannot help but be affected by conspicuous changes of the stimuli (such as flashes or presenting images) which were adjacent to the target stimulus. Furthermore, subjects have reported that conspicuous stimuli made them tired and annoyed. In view of this, the aim of this study was to reduce adjacent interference, annoyance and fatigue using a new stimulus presentation pattern based upon facial expression changes. Our goal was not to design a new pattern which could evoke larger ERPs than the face pattern, but to design a new pattern which could reduce adjacent interference, annoyance and fatigue, and evoke ERPs as good as those observed during the face pattern. Approach. Positive facial expressions could be changed to negative facial expressions by minor changes to the original facial image. Although the changes are minor, the contrast is big enough to evoke strong ERPs. In this paper, a facial expression change pattern between positive and negative facial expressions was used to attempt to minimize interference effects. This was compared against two different conditions, a shuffled pattern containing the same shapes and colours as the facial expression change pattern, but without the semantic content associated with a change in expression, and a face versus no face pattern. Comparisons were made in terms of classification accuracy and information transfer rate as well as user supplied subjective measures. Main results. The results showed that interferences from adjacent stimuli, annoyance and the fatigue experienced by the subjects could be reduced significantly (p < 0.05) by using the facial expression change patterns in comparison with the face pattern. The offline results show that the classification accuracy of the facial expression change pattern was significantly better than that of the shuffled pattern (p < 0.05) and the face pattern (p < 0.05). Significance. The facial expression change pattern presented in this paper reduced interference from adjacent stimuli and decreased the fatigue and annoyance experienced by BCI users significantly (p < 0.05) compared to the face pattern.

Motor imagery-induced EEG patterns in individuals with spinal cord injury and their impact on brain–computer interface accuracy

Objective. Assimilating the diagnosis complete spinal cord injury (SCI) takes time and is not easy, as patients know that there is no ‘cure’ at the present time. Brain–computer interfaces (BCIs) can facilitate daily living. However, inter-subject variability demands measurements with potential user groups and an understanding of how they differ to healthy users BCIs are more commonly tested with. Thus, a three-class motor imagery (MI) screening (left hand, right hand, feet) was performed with a group of 10 able-bodied and 16 complete spinal-cord-injured people (paraplegics, tetraplegics) with the objective of determining what differences were present between the user groups and how they would impact upon the ability of these user groups to interact with a BCI. Approach. Electrophysiological differences between patient groups and healthy users are measured in terms of sensorimotor rhythm deflections from baseline during MI, electroencephalogram microstate scalp maps and strengths of inter-channel phase synchronization. Additionally, using a common spatial pattern algorithm and a linear discriminant analysis classifier, the classification accuracy was calculated and compared between groups. Main results. It is seen that both patient groups (tetraplegic and paraplegic) have some significant differences in event-related desynchronization strengths, exhibit significant increases in synchronization and reach significantly lower accuracies (mean (M) = 66.1%) than the group of healthy subjects (M = 85.1%). Significance. The results demonstrate significant differences in electrophysiological correlates of motor control between healthy individuals and those individuals who stand to benefit most from BCI technology (individuals with SCI). They highlight the difficulty in directly translating results from healthy subjects to participants with SCI and the challenges that, therefore, arise in providing BCIs to such individuals

Motor imagery induced EEG patterns in spinal cord injury patients and their impact on Brain-Computer Interface accuracy

OBJECTIVE: Assimilating the diagnosis complete spinal cord injury (SCI) takes time and is not easy, as patients know that there is no 'cure' at the present time. Brain-computer interfaces (BCIs) can facilitate daily living. However, inter-subject variability demands measurements with potential user groups and an understanding of how they differ to healthy users BCIs are more commonly tested with. Thus, a three-class motor imagery (MI) screening (left hand, right hand, feet) was performed with a group of 10 able-bodied and 16 complete spinal-cord-injured people (paraplegics, tetraplegics) with the objective of determining what differences were present between the user groups and how they would impact upon the ability of these user groups to interact with a BCI. APPROACH: Electrophysiological differences between patient groups and healthy users are measured in terms of sensorimotor rhythm deflections from baseline during MI, electroencephalogram microstate scalp maps and strengths of inter-channel phase synchronization. Additionally, using a common spatial pattern algorithm and a linear discriminant analysis classifier, the classification accuracy was calculated and compared between groups. MAIN RESULTS: It is seen that both patient groups (tetraplegic and paraplegic) have some significant differences in event-related desynchronization strengths, exhibit significant increases in synchronization and reach significantly lower accuracies (mean (M) = 66.1%) than the group of healthy subjects (M = 85.1%). SIGNIFICANCE: The results demonstrate significant differences in electrophysiological correlates of motor control between healthy individuals and those individuals who stand to benefit most from BCI technology (individuals with SCI). They highlight the difficulty in directly translating results from healthy subjects to participants with SCI and the challenges that, therefore, arise in providing BCIs to such individuals.

An optimized ERP Brain-computer interface based on facial expression changes

OBJECTIVE: Interferences from spatially adjacent non-target stimuli are known to evoke event-related potentials (ERPs) during non-target flashes and, therefore, lead to false positives. This phenomenon was commonly seen in visual attention-based brain-computer interfaces (BCIs) using conspicuous stimuli and is known to adversely affect the performance of BCI systems. Although users try to focus on the target stimulus, they cannot help but be affected by conspicuous changes of the stimuli (such as flashes or presenting images) which were adjacent to the target stimulus. Furthermore, subjects have reported that conspicuous stimuli made them tired and annoyed. In view of this, the aim of this study was to reduce adjacent interference, annoyance and fatigue using a new stimulus presentation pattern based upon facial expression changes. Our goal was not to design a new pattern which could evoke larger ERPs than the face pattern, but to design a new pattern which could reduce adjacent interference, annoyance and fatigue, and evoke ERPs as good as those observed during the face pattern. APPROACH: Positive facial expressions could be changed to negative facial expressions by minor changes to the original facial image. Although the changes are minor, the contrast is big enough to evoke strong ERPs. In this paper, a facial expression change pattern between positive and negative facial expressions was used to attempt to minimize interference effects. This was compared against two different conditions, a shuffled pattern containing the same shapes and colours as the facial expression change pattern, but without the semantic content associated with a change in expression, and a face versus no face pattern. Comparisons were made in terms of classification accuracy and information transfer rate as well as user supplied subjective measures. MAIN RESULTS: The results showed that interferences from adjacent stimuli, annoyance and the fatigue experienced by the subjects could be reduced significantly (p < 0.05) by using the facial expression change patterns in comparison with the face pattern. The offline results show that the classification accuracy of the facial expression change pattern was significantly better than that of the shuffled pattern (p < 0.05) and the face pattern (p < 0.05). SIGNIFICANCE: The facial expression change pattern presented in this paper reduced interference from adjacent stimuli and decreased the fatigue and annoyance experienced by BCI users significantly (p < 0.05) compared to the face pattern.