[發明專利]一種基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法

在審

• 申請號: 201310291690.6
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN103405229A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 李凌;譚波;趙乾靜
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于神經信息技術領域，涉及一種誘發腦電提取方法，尤其涉及一種基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法。

背景技術

自發腦電是利用精密電子設備在頭皮位置無創傷地記錄下來的大腦細胞群的白發性生物電活動；相對的，給予人們一定數量的重復刺激(視覺，聽覺，體感等)則會產生誘發腦電，該信號被認為是研究人腦高級功能的新窗口。

然而測量誘發腦電時獲得的測量信號是自發腦電和誘發腦電的混合信號，由于誘發腦電信號微弱，淹沒在自發腦電中，傳統提取誘發腦電的方法是疊加技術，采用的假設模型是線性模型：“測量數據＝誘發腦電+自發腦電”，對于不同類型的刺激疊加次數從100～2000次不等。一方面，多次的重復刺激對于臨床病人而言耗時長，可行性降低；另一方面，將誘發腦電從自發腦電中提取出來的前提是假設兩者是相互獨立的或自發腦電與實驗刺激事件是相互獨立的，且自發腦電是隨機的可通過多次疊加而減弱或消除。

大量研究表明自發與誘發腦電之間并不是簡單的統計獨立的關系，疊加得到的信號并不能真實反映中樞神經系統在感受外界或內在刺激過程中產生的生物電活動。針對上述問題，不同研究者提出了各種模型和技術方法試圖客觀的、單次的提取誘發腦電，近年廣泛使用的技術方法有維納濾波、自適應濾波、小波、神經網絡，獨立成分分析方法等。但由于方法適用的局限性，現在還沒有一種公認的單次提取方法得到廣泛應用，并且每種誘發腦電各有各的特點，所以在實際應用中，要根據信號特點即先驗知識來設計使用方法，如何獲取先驗知識又成了另一個問題，這也是發展這類方法所面臨的困難之所在。因此得到廣大研究者認同的提取方法還是傳統的疊加平均法。

發明內容

為了克服現有技術中的缺陷，解決上述技術問題，提高微弱信號提取的效率和精度，降低重復刺激的數量，使得其能廣泛應用于臨床，提出一種基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法。本方法客觀地研究腦的高級功能，摒除疊加技術帶來的問題，將直接對刺激-反應信號進行動態分析，我們認為有用信號都被包含在測量信號中，因此對多次重復測量信號的每個時刻采取靴帶抽樣多次，進而利用正態擬合方法獲得該樣本的統計特性，利用該統計特性進行誘發腦電的提取。本發明提供一種四驅無鎖防滑差速器，對四輪行車模型的深入分析，實現了更加實時的防滑效果，全機械實現高效的負載均衡，結構簡單，體積縮小。

其技術方案如下：

一種基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法，包括以下步驟：

A.進行約20次重復刺激實驗，采用腦電測量設備記錄實驗的多道測量信號，獲得一個三維信號導聯數*時間樣本點*刺激重復次數，以重復刺激出現時刻為零點對齊該數據，對該數據進行包括平均參考，帶通濾波和基線校準的預處理；

B.以重復刺激出現時刻為零點，提出該時刻對應的一道電極測量的數據點，對其進行多次靴帶抽樣，進行有放回的抽樣，獲得多個靴帶抽樣的樣本，對每個樣本求平均后獲得一個平均樣本；

C.利用正態曲線擬合方法擬合靴帶抽樣后平均樣本的統計特性，計算出該樣本的均值和方差，利用該統計特征值代替該道電極零時刻的誘發腦電值；

D.重復上述B和C步驟，依次獲得每個潛伏期時刻的統計特性，根據統計均值獲得一道電極的誘發腦電；

E.重復上述B，C，D步驟，依次獲得每道電極每個時刻的誘發腦電提取值，最后獲得一個誘發腦電矩陣數據導聯數*時間樣本點。

本發明的有益效果：

利用本發明提出的基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法可以有效地去除自發腦電，同時只需要少數幾次重復實驗就可以提取出高質量的誘發腦電。該方法通過小樣本數據進行靴帶抽樣，利用統計方法獲得上千個隨機過程的樣本，這樣可以減少實驗次數，縮短實驗時間和成本。該方法利用正態擬合模型擬合獲得的多個樣本，以更好地獲知隨機過程的統計特性，進一步提高了誘發腦電提取的效率和魯棒性。

附圖說明

圖1是本發明的主流程圖；

圖2是本發明對一道真實誘發腦電提取效果圖；

圖3是本發明對真實誘發腦電提取全腦效果圖；

圖4是本發明對不同重復次數誘發腦電提取的全腦效果圖，其中圖4a為5次，圖4b為10次，圖4c為15次，圖4d為20次。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明的技術方案作進一步詳細地說明。

如圖1所示，一種基于靴帶抽樣的誘發腦電提取方法，包括以下步驟：