[發明專利]基于腦電信號處理的癲癇發作預警設備

在審

• 申請號: 201811024774.2
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109106365A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 蔣佳琛;葛君;魏彥兆;郭玉柱;張思萱;康帥博;李澤鑫;楊心月
• 申請（專利權）人: 杭州航弈生物科技有限責任公司
• 主分類號: A61B5/0476
• 分類號: A61B5/0476
• 代理公司: 寧波高新區永創智誠專利代理事務所(普通合伙) 33264
• 代理人: 胡小永

本發明公開了一種基于腦電信號處理的癲癇發作預警設備，屬于數據處理技術領域，該設備包括：信號采集設備和上位機；所述信號采集設備獲取待檢測腦電信號；所述上位機從所述待檢測腦電信號中提取預設通道的通道信號，對所述通道信號按照預設時間窗進行劃分，獲得若干段通道信號；分別獲取各段通道信號的時域特征以及頻率特征，將各段通道信號的時域特征以及頻率特征按照空間位置進行組合，獲得特征向量；根據所述特征向量進行癲癇發作預警。本發明在進行癲癇發作預警時，綜合了信號時域、頻域兩個方面的特征，提高了預測結果準確度。

技術領域

本發明涉及數據處理技術領域，特別涉及一種基于腦電信號處理的癲癇發作預警設備。

背景技術

癲癇是由大腦神經元突發性異常放電引起的一種慢性功能障礙疾病，發作時會造成患者運動、意識、感覺和行為等方面的障礙，給病人帶來極大的痛苦。對于某些無法治愈的癲癇而言，癲癇發作預警技術可以在癲癇真正發作之前一段時間進行預警，以便提前采取必要的治療措施，降低對于患者的傷害。

目前癲癇預警的主要技術是對于腦電信號的分析與處理。癲癇發作前腦電信號會出現棘波、尖波、棘慢復合波、尖慢復合波等異常特征，提取并分類這些異常特征是癲癇預警的關鍵。作為一種隨機非平穩信號，腦電信號具有背景噪聲強，原始數據集巨大等特點，因此提取信號特征的較為困難，常見的處理方法有時域分析、快速傅里葉變換、小波變換、自回歸分析等。利用這些方法從原始數據中提取出特征向量，再通過選取合適的分類器及其參數，可以得到可觀的自動化檢測的準確率。

對于癲癇發作的預警，前人做了很多相關研究。中國專利公開號CN108320800A，提供了一種癲癇病發作檢測和發作前預測的腦電數據分析方法。它通過對于頭皮腦電圖(EEG)信號的處理得到時頻域特征，然后通過特征選擇算法對特征集進行篩選，得到的最優特征子集后再用支持向量機(Support Vector Machine，SVM)進行訓練分類，根據分類結果確定預測和檢測結果。

但由于癲癇發作期和發作前期的波形特征不同，用同樣的方法處理，檢測的準確度與預測的時間長度二者的矛盾無法調和。在這種情況下，該技術所關注的重點仍是癲癇發作的檢測，因而它限制了僅為5s左右較短的預測時間，得到了95％以上較高的檢測準確率。但就實際情況分析，5s左右的預警時間太短而不足以滿足需求，不夠醫生及時采取治療措施等。

發明內容

為解決上述的全部或部分的技術問題，本發明提供了一種基于腦電信號處理的癲癇發作預警設備，所述基于腦電信號處理的癲癇發作預警設備包括：信號采集設備和上位機；

所述信號采集設備，用于獲取用戶在當前時刻的當前腦電信號，獲取用戶在距離當前時刻預設時間長度內的歷史腦電信號，將所述當前腦電信號和歷史腦電信號作為待檢測腦電信號；

所述上位機，用于從所述待檢測腦電信號中提取預設通道的通道信號，對所述通道信號按照預設時間窗進行劃分，獲得若干段通道信號；

所述上位機，還用于分別獲取各段通道信號的時域特征以及頻率特征，將各段通道信號的時域特征以及頻率特征按照空間位置進行組合，獲得特征向量；

所述上位機，還用于根據所述特征向量進行癲癇發作預警。

優選地，所述上位機，還用于分別獲取各段通道信號的均值、方差、偏度和峰度，并將各段通道信號的均值、方差、偏度和峰度作為各段通道信號的時域特征。

優選地，所述上位機，還用于分別對各段通道信號進行小波變換，獲得各段通道信號在不同頻率組分的分解系數；

所述上位機，還用于根據所述各段通道信號在不同頻率組分的分解系數計算各段通道信號的小波能量，將各段通道信號的小波能量作為各段通道信號的頻率特征。