[發(fā)明專利]一種基于腦電信號的特征提取與分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010142682.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111281382B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐瑋;張梅梅;郝敬賓;楊雅涵;劉送永;姜雨辰;束云瀟;王帥
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州市健康研究院有限公司;中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/378
• 分類號: A61B5/378;A61B5/00;A61B5/372
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種基于腦電信號的特征提取與分類方法，通過EEG腦電采集系統(tǒng)獲取刺激圖片所誘發(fā)的腦電信號，運用主成分分析法對腦電信號進行去噪預(yù)處理，對預(yù)處理的EEG腦電信號進行特征提取，通過對排序遞歸圖進行排序遞歸分析，得到腦電信號的非線性特征參數(shù)遞歸率、確定性數(shù)值，按照特征值范圍建立數(shù)據(jù)庫。本發(fā)明以一種全新的角度提取并分析腦電特征，并結(jié)合靈敏度、準確率，可以用于諸如不同生理狀態(tài)下或者不同癡呆程度的EEG腦電分析。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腦電信號提取技術(shù)，具體涉及一種基于腦電信號的特征提取與分類方法。

背景技術(shù)

腦電信號是億萬個神經(jīng)元活動在大腦皮層的綜合反映，能夠更客觀地反映人的生理狀態(tài)，腦電信號是一種非平穩(wěn)并且產(chǎn)生機理非常復(fù)雜的隨機信號，如何更有效地提取腦電信號中有用信息并進行分類，對于腦電信號的識別研究非常的重要。腦電信號的處理和分析一直是個世界難題，不但在于其信號的非平穩(wěn)性，還在于其信號波形的多樣性。對于一些腦部疾病，至今還沒有一種或者一系列的檢查或者化驗方法進行診斷，目前主要以醫(yī)生的問診為主。問診用于診斷功能性精神疾病時確有一定的信度和效度，但因其有一定的間接性、相對性和滯后性，無法作為早期診斷或風險預(yù)警手段，因而影響了對病情的全面、準確掌握和及時干預(yù)治療。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種腦電信號特征提取與分類方法，通過該方法提取腦電波特征值進行分析判斷，形成數(shù)據(jù)庫，用于異常腦電信號的判斷與處理。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法通過對腦電信號采集、信號預(yù)處理、提取特征值、分析判斷準確率和靈敏度，形成標準檢測數(shù)據(jù)庫，用于異常腦電信號的判斷與處理，其具體步驟如下：

(1)腦電信號采集

腦電信號采集時，獲取刺激源所誘發(fā)的腦電信號，并選取一個目標靶刺激，其余刺激為非靶刺激。

(2)腦電信號預(yù)處理

對采集到的腦電信號使用主成分分析方法進行去噪處理，將分布在各導(dǎo)聯(lián)的信號分解為相互獨立的成分，去掉偽跡成分并將剩余部分重構(gòu)，最終達到去噪目的。

(3)腦電信號提取

將排序遞歸分析和ERP成分分析方法相結(jié)合，對受試者的腦電信號進行特征提取，其中，排序遞歸圖的遞歸定量分析特征為遞歸率(RR)、確定性(DET)數(shù)值，ERP成分的特征值為P300成分的潛伏期和峰值。

(4)分析統(tǒng)計腦電信號采集過程中的受試者的反應(yīng)靈敏度、準確率。

(5)建立數(shù)據(jù)庫

對排序遞歸圖進行排序遞歸分析得到腦電信號的非線性特征參數(shù)RR、DET數(shù)值，并對EEG數(shù)據(jù)疊加獲取的ERP曲線提取P300成分的峰值和潛伏期，按照特征值范圍建立數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫作為標準一；分析統(tǒng)計腦電信號采集過程中的受試者的反應(yīng)靈敏度、準確率，按照特征值范圍建立數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫作為標準二。

本發(fā)明的有益效果是：應(yīng)用排序遞歸圖的排序遞歸分析方法及ERP成分分析方法，對受試者腦電信號進行分析，可以用于判斷腦電信號特征中是否有具有癡呆病人腦電信號的特征及其所處的程度，從而盡早的預(yù)防和治療，屬于一種有效、無創(chuàng)、低成本的物理檢查方法。

附圖說明

圖1為基于腦電信號的特征提取與分類方法框架圖

圖2為ERP曲線P300成分的峰值和潛伏期獲取過程

圖3為排序遞歸分析方法提取腦電信號RR、DET特征參數(shù)過程圖

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。