[發明專利]一種誘發電位信號的快速提取方法

在審

• 申請號: 201810309412.1
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108309292A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 胡勇;崔紅巖;謝小波;徐圣普;高松坤;李佳寧
• 申請（專利權）人: 中國醫學科學院生物醫學工程研究所
• 主分類號: A61B5/0484
• 分類號: A61B5/0484;G06K9/62
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發明涉及一種誘發電位信號的快速提取方法，其主要技術特點是：將信號采集模塊的測量電極安放在被試頭皮上；測量電極通過多通道放大器同步獲取多通道誘發電位信號并輸入到信號提取模塊，同時參考信號輸入到信號提取模塊；信號提取模塊對多通道誘發電位信號進行單次提取并去除無用信號并輸出單次提取信號到信號濾波模塊；信號濾波模塊對信號提取模塊輸出的單次提取信號進行濾波，輸出最優單次提取信號。本發明可實時地采集反映大腦反應的腦電信號，并通過實時的分析提取出與外界刺激和大腦反應有關的誘發電位成分，解決了信號實時檢測這一動態隨機問題，提高了信號提取速度與精度，且具有較好的魯棒性。

技術領域

本發明屬于生物醫學信號處理技術領域，尤其是一種誘發電位信號的快速提取方法。

背景技術

在生物醫學信號采集處理過程中，目前普遍采用平均疊加技術來拾取誘發電位，然而這種信號處理方法得到的信號波形是在一段時間內的多次響應信號的平均，有時提取一個有效的體感誘發電位波形需要幾分鐘，甚至十幾分鐘。事實上，由于神經對刺激的自適應和疲勞性，每次誘發電位的幅度和潛伏期等參數不完全相同，所以多次平均得到的誘發電位很難反映單次誘發電位的潛伏期和幅度等動態信息。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出一種提取速度快、精度高、魯棒性好且適用范圍廣泛的誘發電位信號的快速提取方法。

本發明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種誘發電位信號的快速提取方法，包括以下步驟：

步驟1、將信號采集模塊、參考信號輸入模塊連接到信號提取模塊上，將信號提取模塊與信號濾波模塊相連接，將信號采集模塊的測量電極安放在被試頭皮上；

步驟2、被試頭皮受到信號采集模塊的刺激后，測量電極通過多通道放大器同步獲取多通道誘發電位信號并輸入到信號提取模塊，同時參考信號輸入到信號提取模塊；

步驟3、信號提取模塊對多通道誘發電位信號進行單次提取并去除無用信號；

步驟4、信號提取模塊將已過去最近一次提取的單次信號與參考信號進行對比，如果對比結果不滿足當前約束誤差，則對分離矩陣進行修正調整，直至滿足誤差要求并輸出單次提取信號到信號濾波模塊；

步驟5、信號濾波模塊對信號提取模塊輸出的單次提取信號進行濾波，輸出最優單次提取信號。

進一步，所述測量電極是根據電極位置國際腦電圖10-20系統標準進行安放，選擇F3、F4、Fz、Cz四個記錄點采集記錄信號；參考電極安放在Fpz位置處，電極阻抗低于10KΩ。

進一步，所述多通道放大器的數據采樣率為50kHz，帶通濾波為20-2000Hz，并進行在線50Hz陷波。

進一步，所述步驟3的具體實現方法包括以下步驟：

步驟3.1、對采集到的誘發電位信號進行降采樣處理；

步驟3.2、將采集的多通道誘發電位信號x_i(t)，i＝1,2,...,N進行合并，其形式如下：

步驟3.3、根據參考信號r(t)反饋，采取二階統計量的方法優化分離矩陣A，通過已優化的分離矩陣，從多通道信號中放棄與參考信號無關的成分，提取參考信號成分相關成分；

步驟3.4、估計輸出信號y(t)與相應的參考信號r(t)之間的差值由ε(y,r)來表示，ε(y,r)的最小值表明y(t)的最優輸出y^*(t)。

進一步，所述步驟3.1降采樣使用的采樣頻率10kHz。