[發(fā)明專利]一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910203614.2 | 申請日： | 2019-03-18 |
| 公開（公告）號： | CN109893125A | 公開（公告）日： | 2019-06-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張建海;劉予晞;張娜;孔萬增 | 申請（專利權(quán)）人： | 杭州電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | A61B5/0476 | 分類號： | A61B5/0476;A61B5/0478;A61B5/00 |
| 代理公司： | 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240 | 代理人： | 朱亞冠 |
| 地址： | 310018 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 腦區(qū) 腦昏迷 相位同步 信息交互 狀態(tài)識別 昏迷 預(yù)處理 采集腦電信號 信息交互關(guān)系 參考依據(jù) 腦電信號 神經(jīng)標(biāo)記 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn) 狀態(tài)判定 狀態(tài)診斷 魯棒性 腦區(qū)間 電極 頻段 對稱 醫(yī)生 | ||
1.一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法，其特征在于該方法包括以下步驟：
步驟1、腦電信號采集
采集患者前額六個電極(Fp1，F(xiàn)p2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)7和F8)的頭皮腦電信號，并且將A1和A2兩電極分別置于左右耳垂作為參考電極；
步驟2、腦電信號預(yù)處理
對步驟1所得的腦電信號進行預(yù)處理；
步驟3、信號段長選擇
根據(jù)公式(1)計算獲得delta(0.5-4Hz)，theta(4-8Hz)，alpha(8-13Hz)三個頻段的相應(yīng)信號段長；
L，C，S和F分別表示段長，周期數(shù)，采樣率和頻段；
步驟4、相位鎖定值計算；
根據(jù)步驟3計算出的不同頻段的段長，采用相位鎖定值(PLV)計算delta，theta及alpha三個頻段下每兩個通道之間的相位同步關(guān)系，具體是：
對連續(xù)時間通道x的信號x(t)，首先定義一個解析信號Zx(t)：
其中i為解析信號的虛部；
為x(t)的希爾伯特變換，具體見公式(3)：
其中P為柯西主值，t為時間變量，τ為時間窗口；
Ax(t)和Φx(t)分別為信號x(t)的瞬時振幅以及瞬時相位，具體見公式(4)-(5)：
同樣地，根據(jù)公式(2)、(5)分別計算獲得通道y的信號y(t)的解析信號Zy(t)和計算瞬時相位Φy(t)。；
具體的PLV計算公式如下：
PLV＝|＜exp(i{Φx(t)-Φy(t)})＞| 公式(6)
其中<.>表示時間上的均值，i同公式(2)的i；
步驟5、腦區(qū)內(nèi)/間相位同步指標(biāo)計算；
相位同步能夠反應(yīng)大腦不同區(qū)域間信息整合的相互關(guān)系，計算三類分腦區(qū)同步分析指標(biāo)：
I、跨腦區(qū)PS(Inter-hemispheric phase synchronization，IHPS)指數(shù)為左右半腦之間9個通道的PLV均值，反映了左右腦區(qū)之間的信息交互；
其中N表示跨腦區(qū)通道對的個數(shù)；
II、左半腦PS(Left hemispheric phase synchronization，LHPS)指數(shù)為左半腦3個電極(Fp1、F3、F7)構(gòu)成的3個通道之間的PLV均值，計算參考公式(7)，反映了左半腦內(nèi)部的消息交互機制；
III、右半腦PS(Right Hemispheric phase synchronization，RHPS)指數(shù)為右半腦3個電極(Fp2、F4、F8)構(gòu)成的3個通道之間的PLV均值，計算參考公式(7)，反映了右半腦內(nèi)部的信息交互機制；
步驟6、腦昏迷狀態(tài)識別；
在T時間內(nèi)，連續(xù)記錄delta，theta及alpha三個低頻段下IHPS，LHPS和RHPS指標(biāo)，其中T為人為設(shè)定時間；如果IHPS均大于LHPS和RHPS的現(xiàn)象，則表示患者處于深度昏迷狀態(tài)，應(yīng)繼續(xù)治療；否則表現(xiàn)為混亂狀態(tài)，則表示患者可能處于過度昏迷狀態(tài)，應(yīng)采取后續(xù)判定措施。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法，其特征在于步驟2預(yù)處理包括去除偽跡，基線校正，帶通濾波等。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法，其特征在于步驟5跨腦區(qū)PS的9個通道為Fp1-Fp2，F(xiàn)p1-F4，F(xiàn)p1-F8，F(xiàn)p2-F3，F(xiàn)p2-F7,F3-F4，F(xiàn)3-F8,F4-F7和F7-F8。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法，其特征在于步驟5左半腦PS的3個通道為Fp1-F3，F(xiàn)p1-F7和F3-F7。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于腦區(qū)信息交互的腦昏迷狀態(tài)識別方法，其特征在于步驟5右半腦PS的3個通道為Fp2-F4，F(xiàn)p2-F8和F4-F8。
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