[發明專利]腦卒中后抑郁癥PSD患者腦電特征提取方法

無效

• 申請號: 201210245452.7
• 申請日: 2012-07-16
• 公開（公告）號: CN102824171A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 王春方;張力新;孫長城;明東;綦宏志;萬柏坤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明涉及醫療康復器械，尤其涉及醫療康復器械中采用的腦卒中后抑郁癥PSD患者腦電特征提取方法。

背景技術

腦卒中又稱腦中風，是全球范圍內僅次于冠心病和癌癥的第三位死亡原因，占所有死亡原因的12%。在我國，中風是目前致殘率第一、致死率第二的疾病。隨著腦卒中發病率的明顯上升，由此產生的精神問題也日益增多。腦卒中后抑郁英文簡稱PSD，PSD作為腦卒中的并發癥之一,嚴重威脅著人們的身心健康，給社會和家庭帶來極大的經濟負擔和精神負擔，也因此受到了越來越多研究學者的關注。對PSD的診斷目前尚無統一標準，國內外學者基本采用了功能性抑郁癥的各種診斷標準、量表。診斷標準有國外的DSM(Diagnostic?and?Statistical?Manual?of?Mental?Disorders)III—R、DSM?IV及國內普遍采用的CCMD-3(中國精神疾病診斷標準)。應用比較普遍的診斷量表有Hamilton抑郁癥量表、老年抑郁癥量表等。但由于腦卒中后患者存在認知障礙，意識障礙，語言障礙及其他方面的原因，一些患者無法準確描述自己各種情緒的改變，甚至需要陪侍代訴，從而影響了醫生對病情的全面、準確掌握和治療，這使得PSD存在較高的誤診漏診率。因此找到一種客觀的評價PSD的方法是非常必要的。

EEG信號是通過頭皮電極記錄下來的腦細胞群自發性、節律性電活動。大腦功能狀態的腦電圖學具有安全、方便、廉價、無創的特點，有良好的時間分辨率，可實時地、動態地觀察腦功能變化情況，目前很多EEG的特點已經得到臨床診斷醫生的認可。PSD患者EEG信號在節律、波形幅度和功率譜等參數中存在著不同于健康人的特征，因此我們有必要對其進行分析與處理，以利于我們對PSD的研究和臨床診斷。研究表明，抑郁癥患者EEG信號α頻帶存在左右半球間的功率譜不對稱性，且抑郁癥患者EEG信號頻譜不對稱性（高頻段和低頻段）與抑郁的嚴重程度相關。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，客觀檢測腦卒中后患者有無抑郁癥狀并對抑郁嚴重程度進行分級，為達到上述目的，本發明采取的技術方案是，腦卒中后抑郁癥PSD患者腦電特征提取方法，包括如下步驟：腦電信號的采集、數據預處理、功率譜不對稱性參數提取、分類識別；其中功率譜不對稱性參數提取包括α頻段半球間不對稱性參數IHAI和高低頻段頻譜不對稱性參數SASI提取過程。

腦電信號采集具體步驟為：

腦電信號的采集設備使用NicoletOne?32通道數字視頻腦電圖儀，電極的位置按照國際標準導聯10-20電極系統安放，記錄16導頭皮腦電信號，Fp1、Fp2、F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T3、T4、T5、T6為16導電極，電極Cz作為參考電極，前額作為參考地，采樣率為250Hz，濾波通帶為0.5Hz~70Hz，電極阻抗小于10KΩ；采集靜息狀態下的腦電信號，采集環境要求遠離強大的靜電場和電磁場，采集室暗光，并保持采集環境的安靜；采集過程中要求被采集者安靜閉目，心情放松，記錄5min腦電數據。

數據預處理具體步驟為：

首先對信號進行0.5Hz~48Hz帶通濾波，其次用主成分分析PCA的方法去除眼電和肌電干擾。

功率譜不對稱性參數提取具體步驟為：

α頻段半球間不對稱性參數IHAI提?。?/p>

α頻段半球間不對稱性參數計算在左右半球對應的腦區間進行，16導聯EEG信號可得到8個對應的IHAI值Fp1-Fp2、F3-F4、C3-C4、P3-P4、O1-O2、F7-F8、T3-T4、T5-T6，計算步驟如下：

（1）用平均周期圖法計算預處理后EEG信號每一導聯的功率譜密度S_m,即m導聯的功率譜密度。

（2）計算左右半球α頻段的相對功率值

左半球α頻段相對功率值(S_Lm為左半球導聯的功率譜密度)

右半球α頻段相對功率值(S_Rm為右半球導聯的功率譜密度)

（3）計算α頻段左右半球間不對稱性參數IHAI值：

高低頻段頻譜不對稱性參數SASI的提?。?/p>

低頻段選取4Hz，高頻段選取24Hz，具體計算步驟如下：

（1）用平均周期圖法計算預處理后EEG信號每一導聯的功率譜密度S_m，即m導聯的功率譜密度。

（2）計算高低頻段的邊緣頻率