[發明專利]一種基于腦電的專注狀態等級評定方法和系統

有效

• 申請號: 202110281743.0
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113080998B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 李解放;徐建軍
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: A61B5/369
• 分類號: A61B5/369;A61B5/374
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 劉源

1.一種基于腦電的專注狀態等級評定方法，其特征在于，包括：

獲取處于專注狀態時的左、右腦電信號；

對該左、右腦電信號進行處理，獲得多個情感信息頻段，對該情感信息頻段進行特征提取，獲得多個相對應的節律特征；具體包括：

對所述左、右腦電信號進行預處理，獲得所述左、右腦電信號數據矩陣；該預處理包括低頻基線去除、去除偽跡、降噪和帶通濾波；

對所述左、右腦電信號數據矩陣進行取平均值和濾波處理，獲得5個所述情感信息頻段，分別為δ情感信息頻段、θ情感信息頻段、α情感信息頻段、β情感信息頻段和γ情感信息頻段；

對該5個情感信息頻段進行特征提取，獲得5個所述相對應的節律特征，分別為E_δ節律特征、E_θ節律特征、E_α節律特征、E_β節律特征和E_γ節律特征；

基于所述節律特征計算專注度，基于處理后的所述左、右腦電信號計算左、右腦電信號的相干性；具體包括：

基于所述E_δ節律特征、E_θ節律特征、E_α節律特征、E_β節律特征和E_γ節律特征，通過公式計算所述專注度；

基于所述左、右腦電信號數據矩陣，通過皮爾遜系數公式計算所述左、右腦電信號的相干性；式中，X為預處理之后的左腦電信號數據，Y為預處理之后的右腦電信號數據，N為采樣數據個數；所述相干性用于表現不同腦區腦信號同步耦合 特征，同步耦合特征作為專注等級劃分的依據；

基于該專注度和左、右腦電信號的相干性，對專注狀態進行等級劃分，在達到專注狀態時，審視根據相干性劃分的專注狀態等級刻畫專注程度，獲得專注等級評價指標。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的對所述左、右腦電信號進行預處理，獲得所述左、右腦電信號數據矩陣包括：

通過高通濾波器對所述左、右腦電信號進行低頻極限去除處理；

通過獨立成分分析方法去除所述左、右腦電信號中的偽跡信號；

通過陷波濾波器去除所述左、右腦電信號中的工頻信號，通過低通濾波器去除所述左、右腦電信號中的高頻噪聲信號；

通過帶通濾波器對所述左、右腦電信號進行帶通濾波處理。

3.一種基于腦電的專注狀態等級評定系統，其特征在于，執行如權利要求1或2所述的方法，包括：

腦電采集模塊，用于獲取處于專注狀態時的左、右腦電信號；

微控芯片處理單元，用于：

對所述腦電采集模塊獲取的處于專注狀態時的左、右腦電信號進行處理，獲得多個情感信息頻段，對該情感信息頻段進行特征提取，獲得多個相對應的節律特征；

基于所述節律特征計算專注度，基于處理后的所述左、右腦電信號計算左、右腦電信號的相干性；

基于該專注度和左、右腦電信號的相干性，獲得專注等級評價指標；

存儲器，用于存儲所述腦電采集模塊獲取的處于專注狀態時的左、右腦電信號，存儲所述微控芯片處理單元獲得的專注度、左、右腦電信號的相干性和專注等級評價指標；

顯示模塊，對所述專注等級評價指標進行可視化輸出；

供電模塊，用于向所述腦電采集模塊、微控芯片處理單元、存儲器和顯示模塊供電。