[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于偏定向相干的疲勞腦網(wǎng)絡(luò)分析方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410841025.4
• 申請(qǐng)日: 2014-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104473636A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-04-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何峰;張春翠;明東;綦宏志;張力新
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/0476
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/0476
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專(zhuān)利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 溫國(guó)林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)分析領(lǐng)域，尤其涉及一種基于偏定向相干的疲勞腦網(wǎng)絡(luò)分析方法。

背景技術(shù)

疲勞是由長(zhǎng)時(shí)間的體力或腦力勞動(dòng)導(dǎo)致的作業(yè)績(jī)效下降，主觀上伴有倦怠感覺(jué)的一種狀態(tài)。腦疲勞又稱(chēng)為心理疲勞，是指一種缺乏動(dòng)機(jī)與警覺(jué)的主觀感覺(jué)，主要表現(xiàn)為頭腦昏沉，注意力不易集中，思考困難，健忘，欲望降低，工作績(jī)效下降且易出差錯(cuò)等。隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步，工作壓力的增大，腦疲勞人群越來(lái)越多，因此對(duì)腦疲勞的研究顯得尤為重要。在疲勞狀態(tài)下，大腦信息加工過(guò)程的異常可以表現(xiàn)在腦電信號(hào)中，并且信息流向可以用腦網(wǎng)絡(luò)圖來(lái)表示。

人腦是自然界中最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，在這個(gè)系統(tǒng)中，多個(gè)神經(jīng)元、神經(jīng)元集群或者多個(gè)腦區(qū)相互連接成復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)相互作用完成腦的各種功能。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一個(gè)成年人大腦中約有10¹¹個(gè)神經(jīng)元細(xì)胞，這些數(shù)量巨大的神經(jīng)元細(xì)胞通過(guò)大約10¹⁵個(gè)突觸相互連接，形成了一個(gè)高度復(fù)雜的腦結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。這個(gè)復(fù)雜而龐大的網(wǎng)絡(luò)是大腦進(jìn)行信息處理和認(rèn)知表達(dá)的生理基礎(chǔ)。在大腦的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，神經(jīng)元的自發(fā)活動(dòng)以及受外界刺激而產(chǎn)生的興奮過(guò)程和抑制過(guò)程通過(guò)突觸傳遞到其他相關(guān)的神經(jīng)元，使得各個(gè)神經(jīng)元之間、神經(jīng)系統(tǒng)各部分之間的神經(jīng)活動(dòng)能夠相互配合、相互協(xié)調(diào)的進(jìn)行。當(dāng)大腦處于不同的認(rèn)知狀態(tài)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)連接也不同，因此可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接來(lái)窺探大腦認(rèn)知狀態(tài)的變化。

大腦神經(jīng)連接網(wǎng)絡(luò)可分為結(jié)構(gòu)性腦網(wǎng)絡(luò)、功能性腦網(wǎng)絡(luò)和因效性腦網(wǎng)絡(luò)。因效性腦網(wǎng)絡(luò)描述節(jié)點(diǎn)之間的統(tǒng)計(jì)意義上的因果關(guān)系，反映腦網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)之間的相互影響或信息流向。目前，對(duì)于疲勞狀態(tài)的信息流向及疲勞的生理機(jī)制尚不明確，腦網(wǎng)絡(luò)信息流向圖的研究可以為疲勞監(jiān)測(cè)提供一種新的方法和手段。因效性腦網(wǎng)絡(luò)可以為分析疲勞狀態(tài)下大腦信息加工過(guò)程提供一種直觀的方法。目前腦疲勞的生理學(xué)機(jī)制尚不明確，腦網(wǎng)絡(luò)圖可以為腦疲勞的機(jī)制研究提供幫助，并有助于疲勞對(duì)抗方法的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于偏定向相干的疲勞腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，本發(fā)明建立疲勞前后的腦網(wǎng)絡(luò)圖，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行分析；通過(guò)疲勞前后網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變化，對(duì)疲勞狀態(tài)大腦信息流向進(jìn)行探索，從而有助于解釋疲勞的生理學(xué)機(jī)制，詳見(jiàn)下文描述：

一種基于偏定向相干的疲勞腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，所述疲勞腦網(wǎng)絡(luò)分析方法包括以下步驟：

利用字符2-back誘發(fā)疲勞效應(yīng)，通過(guò)腦電采集裝置采集疲勞前后的腦電信號(hào)，對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；

量化EEG信號(hào)各通道兩兩之間的關(guān)系，計(jì)算偏定向相干分析值PDC；

確定閾值并構(gòu)建因效性網(wǎng)絡(luò)；

對(duì)腦網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行分析。

所述計(jì)算偏定向相干分析值PDC具體為：

PDCxj→xk(f)=ak,j‾(f)Σi=1m|ai,j‾(f)|2]]>