[發(fā)明專利]一種基于雙通道相位同步特征融合的抑郁癥和雙相障礙腦網(wǎng)絡(luò)分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011633891.6
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號(hào): CN113017627B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 段立娟;劉紅麗;喬元華
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/16
• 分類號(hào): A61B5/16;A61B5/374;A61B5/372;A61B5/369
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.一種基于雙通道相位同步特征融合的抑郁癥和雙相障礙腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：采集實(shí)驗(yàn)組和正常對照組的靜息態(tài)頭皮EEG信號(hào)，共S個(gè)被試，每個(gè)被試共有m個(gè)電極信號(hào)被采集；

步驟二：對采集的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理操作，包括：電極定位、重參考、基線去除、下采樣、帶通濾波、ICA分解以及偽跡去除；對預(yù)處理之后的信號(hào)劃分為B個(gè)頻帶，并對每個(gè)頻帶的信號(hào)分成多個(gè)時(shí)間片段，第s個(gè)被試共有K_s個(gè)時(shí)間片段；

步驟三：計(jì)算每個(gè)被試、每個(gè)頻帶、相同時(shí)間片段之內(nèi)的，任意i、j兩通道電極信號(hào)之間的三個(gè)特征，即相位延遲指數(shù)，加權(quán)相位延遲指數(shù)，以及相位鎖值，其中，一個(gè)被試在第t個(gè)時(shí)間片段，i、j兩通道電極信號(hào)之間的相位延遲指數(shù)為PLI_tij、加權(quán)相位延遲指數(shù)為WPLI_tij以及相位鎖值為PLV_tij，t＝1、2、…、K_s；

每個(gè)被試的每個(gè)頻帶對應(yīng)K_s個(gè)相位延遲指數(shù)功能連接矩陣，K_s個(gè)加權(quán)相位延遲指數(shù)功能連接矩陣，以及K_s個(gè)相位鎖值功能連接矩陣；

其中，相位延遲指數(shù)功能連接矩陣

加權(quán)相位延遲指數(shù)功能連接矩陣

相位鎖值功能連接矩陣

分別對得到的三種功能連接矩陣R₁，R₂，R₃可視化；

步驟四：將三種功能連接矩陣R₁，R₂，R₃進(jìn)行融合，得到融合后特征PLV_PLI_WPLI＝{R₃,R₁,R₂}；

步驟五：將融合后特征形成的矩陣送入分類器，得到最終的分類結(jié)果，以進(jìn)行模型的驗(yàn)證。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙通道相位同步特征融合的抑郁癥和雙相障礙腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，其特征在于：步驟二所述的頻帶劃分具體分為δ(0.5-4Hz)、θ(4-8Hz)、α(8-13Hz)和β(14-30Hz)四個(gè)頻帶；所述的時(shí)間片段為2s。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙通道相位同步特征融合的抑郁癥和雙相障礙腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，其特征在于：步驟三所述的相位鎖值具體計(jì)算過程如下：

步驟一：選定一個(gè)被試的一個(gè)頻帶，首先使用希爾伯特變換將同一時(shí)間片段的、各個(gè)電極所采的EEG信號(hào)從時(shí)域x(t)變換到頻域

步驟二：提取同一時(shí)間片段的各個(gè)電極變換后的頻域得到的相位作為各個(gè)電極所采的EEG信號(hào)的瞬時(shí)相位；/

步驟三：通過步驟二得到的瞬時(shí)相位計(jì)算同一時(shí)間片段的兩兩電極之間瞬時(shí)相位差；

步驟四：利用步驟三得到瞬時(shí)相位差，計(jì)算同一時(shí)間片段的任意電極i、j所采EEG信號(hào)之間的相位鎖值PLV_ij。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙通道相位同步特征融合的抑郁癥和雙相障礙腦網(wǎng)絡(luò)分析方法，其特征在于：步驟三所述的相位延遲指數(shù)具體計(jì)算過程如下：

步驟一：選定一個(gè)被試的一個(gè)頻帶，首先使用希爾伯特變換將同一時(shí)間片段的、各個(gè)電極所采的EEG信號(hào)從時(shí)域x(t)變換到頻域

步驟二：提取同一時(shí)間片段的各個(gè)電極變換后的頻域得到的相位作為各個(gè)電極所采的EEG信號(hào)的瞬時(shí)相位；

步驟三：通過步驟二得到的瞬時(shí)相位計(jì)算同一時(shí)間片段的兩兩電極之間瞬時(shí)相位差；

步驟四：利用步驟三得到瞬時(shí)相位差，計(jì)算同一時(shí)間片段的任意電極i、j所采EEG信號(hào)之間的相位延遲指數(shù)PLI_ij。