[發(fā)明專利]基于獨立成分分析的多通道誘發(fā)電位檢測方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811484564.1
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109512394B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設計）人: 王濤;譚小丹;林霖
• 申請（專利權）人: 深圳技術大學（籌）
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;A61B5/377;A61B5/372
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝;鄭澤萍

本發(fā)明公開了基于獨立成分分析的多通道誘發(fā)電位檢測方法及系統(tǒng)，該方法包括：采集被測試者在重復刺激作用下的多通道腦電信號并進行預處理；對預處理后的多通道腦電信號進行獨立成分分析，獲得多個獨立成分；以刺激單元的起始時刻為基準，獲得每個刺激單元的獨立成本樣本；對獨立成分樣本進行時域的疊加平均，獲得每個獨立成分的平均誘發(fā)電位；按照設定的準則對獨立成分樣本進行篩選剔除；選取檢測樣本，計算檢測樣本的總誘發(fā)能量增益和檢測樣本的平均樣本的總誘發(fā)能量增益，判斷選取的檢測樣本是否存在刺激單元所引發(fā)的誘發(fā)電位。本發(fā)明計算速度快、效率高，檢測靈敏度高，可廣泛應用于微弱誘發(fā)電位的檢測領域。

技術領域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學信息處理領域，特別是涉及基于獨立成分分析的多通道誘發(fā)電位檢測方法及系統(tǒng)。

背景技術

在生物醫(yī)學信號的采集處理過程中，相對于20～150μV的背景腦電信號和干擾信號來說，誘發(fā)電位信號非常微弱，主要在0.1～10μV范圍內。傳統(tǒng)方法一般采用疊加平均技術去除背景腦電信號和干擾信號，這種方式，需要根據(jù)記錄背景腦電信號的信噪比來決定疊加平均的次數(shù)，通常需要幾十次甚至上千次的平均次數(shù)才能判斷出待測信號中是否包含誘發(fā)電位，需要耗費較長時間，效率低下。

名詞解釋

ICA：全稱Independent Component Analysis，表示獨立成分分析，是近年來提出的非常有效的數(shù)據(jù)分析工具，它主要用來從混合數(shù)據(jù)中提取出原始的獨立信號。

單邊t-檢驗：統(tǒng)計學中的一種常用統(tǒng)計方法，也稱單總體t檢驗，用于檢驗一個樣本平均數(shù)與一個已知的總體平均數(shù)的差異是否顯著。

發(fā)明內容

為了解決上述的技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種快速、高效的基于獨立成分分析的多通道誘發(fā)電位檢測方法及系統(tǒng)。

一方面，本發(fā)明實施例提供了基于獨立成分分析的多通道誘發(fā)電位檢測方法，包括以下步驟：

采集被測試者在重復刺激作用下的多通道腦電信號；所述重復刺激由多個相同的瞬態(tài)刺激單元串行重復排列組成；

對采集的多通道腦電信號進行預處理；

對預處理后的多通道腦電信號進行獨立成分分析后，獲得多個獨立成分；

以刺激單元的起始時刻為基準，取基準前后各一段時間，構成信號分段的時間窗；將獨立成分分析后獲得的獨立成分按照時間窗進行分段，從而獲得每個刺激單元的獨立成分樣本；

對獨立成分樣本進行時域的疊加平均，獲得每個獨立成分的平均誘發(fā)電位；

計算每個獨立成分的平均誘發(fā)電位的誘發(fā)能量增益后，按照設定的準則對獨立成分樣本進行篩選剔除；

從獨立成分樣本中選取檢測樣本，計算檢測樣本的總誘發(fā)能量增益和檢測樣本的平均樣本的總誘發(fā)能量增益，判斷選取的檢測樣本是否存在刺激單元所引發(fā)的誘發(fā)電位。

進一步，所述從獨立成分樣本中選取檢測樣本，計算檢測樣本的總誘發(fā)能量增益和檢測樣本的平均樣本的總誘發(fā)能量增益，判斷選取的檢測樣本是否存在刺激單元所引發(fā)的誘發(fā)電位這一步驟，具體包括：

從獨立成分樣本中選取若干個作為檢測樣本，計算每個檢測樣本的總誘發(fā)能量增益；

對選取的檢測樣本進行疊加平均，再計算平均后的平均樣本的總誘發(fā)能量增益；

比較檢測樣本的總誘發(fā)能量增益與平均樣本的總誘發(fā)能量增益，判斷檢測樣本是否存在刺激單元所引發(fā)的誘發(fā)電位。

進一步，所述比較檢測樣本的總誘發(fā)能量增益與平均樣本的總誘發(fā)能量增益，判斷檢測樣本是否存在刺激單元所引發(fā)的誘發(fā)電位這一步驟中，采用修正的單邊t-檢驗方法進行檢驗判斷。