[發明專利]基于IAB在線調控睜、閉眼狀態的靜息腦電采集方法

有效

• 申請號: 201811190400.8
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109589112B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 劉爽;劉瀟雅;明東;郭冬月;何雨晨;郝鑫宇;翟思宇;宋西姊
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

本發明公開了一種基于IAB在線調控睜、閉眼狀態的靜息腦電采集方法，所述方法包括：在線實時反饋和在線標定兩部分；所述在線實時反饋為：基于個體alpha頻段設定門限閾值，根據平均alpha指數所屬的門限閾值范圍實時在線語音來提示受試者調整當前的睜、閉眼狀態；所述在線標定為：根據平均alpha指數所屬的門限閾值范圍，對睜、閉眼狀態進行標簽標定，以實現實時在線噪聲規避，進而提高靜息腦電信號質量的新范式。本發明運用個體alpha頻段來規避個體差異性，通過實時在線反饋提示來提醒受試者調整當前狀態，降低眼電等噪聲的引入。本發明提出的范式可在實驗數據采集過程中提高信號質量，降低了數據處理的時間復雜度，具有可行性和有效性。

技術領域

本發明涉及腦電采集領域，尤其涉及一種基于IAB在線調控睜、閉眼狀態的靜息腦電采集方法。

背景技術

腦電信號(Electroencephalography，EEG)作為非侵入式探測大腦皮層神經元集群自發性、節律性電生理活動手段，在腦功能狀態評估方面有著顯著的作用，含有豐富的生理和病理變化信息，故深受研究者們青睞。根據腦電頻率腦電信號多被分為：delta波、theta波、alpha波和beta波。其中，alpha波作為成年人靜息狀態下的主要腦電波形，在頭皮的任何部位均可檢測到。人在安靜及閉眼靜息時alpha節律最為明顯，睜眼時alpha節律消失。多項研究表明alpha節律在睜、閉眼狀態下的差異顯著，且alpha節律與人的情緒狀態相關聯^[1,2]，故在分析腦功能狀態以及情緒變化時，研究者們多選用alpha作為電生理特征指標，并取得一定的進展。

IAB(Individual alpha band)又稱為個體alpha頻段，是確定個體alpha波頻率范圍的較為簡單的分析方法。由于alpha波在安靜、身心輕松及閉眼靜息時十分明顯，而在睜眼時alpha波會消失，故在睜、閉眼靜息狀態測得的alpha波功率譜密度會存在顯著區別。IAB分析方法也是基于此特征。

腦電信號作為一種產生機理相當復雜的生物電信號，具有隨機、信噪比低、信號微弱等特點，故在測量過程中容易被各種偽跡噪聲所干擾，較常見的有：眼電、50/60工頻干擾、肌電、心電、電極松動、出汗、呼吸以及脈搏造成的干擾等。噪聲在腦電中的混雜會對數據分析與處理造成嚴重的干擾，從而導致分析結果出現偏差。

其中，噪聲檢測可以有效降低在噪聲去除過程中對有用信號的誤操作，也可以避免對于沒有噪聲污染的腦電信號的處理，由此有效的精練了噪聲去除的過程，通過簡單有效的預判，有效的降低了噪聲去除的時間消耗，這在很多實時性要求較高的應用中都是有非常重大的意義的。傳統的實驗控制減少干擾的常見方法是實驗過程控制技術，該技術在實驗設計的時候需確定實驗的具體方式，例如，在睜眼的實驗中，需在屏幕上顯示一個或多個標識，并要求受試者必須注視此標識，從而達到限制眼動的目的。同時，受試者需盡量減少眨眼的頻率，包括閉眼時的眼動等。但是這種方式并不能解決眨眼帶來的噪聲，反而由于標識的出現給受試者帶來新的任務，在某種程度上改變了實驗中受試者的計劃任務，所以這種方法在現在看來是非常有爭議的。

發明內容

本發明提供了一種基于IAB在線調控睜、閉眼狀態的靜息腦電采集方法，本發明基于個體alpha頻段設置門限閾值，通過閾值標定和調控受試者睜、閉眼狀態，從而記錄到高信噪比、高可信度的靜息腦電數據，以達到排除個體差異、減少噪聲干擾、降低后續處理數據時間復雜度的目的，助力于基于靜息腦電數據的腦功能研究分析、控制系統的普適性拓展開發以及臨床情緒判定等，為電生理科學的進一步研究及臨床診斷的個性化發展提供技術支撐，能獲得可觀的經濟效益和社會效益，詳見下文描述：

一種基于IAB在線調控睜、閉眼狀態的靜息腦電采集方法，所述方法包括：在線實時反饋和在線標定兩部分；

所述在線實時反饋為：基于個體alpha頻段設定門限閾值，根據平均alpha指數所屬的門限閾值范圍實時在線語音來提示受試者調整當前的睜、閉眼狀態；