[發明專利]一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 202211276703.8
• 申請日: 2022-10-19
• 公開（公告）號: CN115357126B
• 公開（公告）日: 2023-01-24
• 發明（設計）人: 魏依娜;羅曼麗;馮琳清;唐弢;張一鳴;蔡正廳;劉金標;王麗婕;麥遜
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01;G06F18/15;G06F18/213;G06F18/24;A61B5/374;A61B5/00
• 代理公司: 北京志霖恒遠知識產權代理有限公司 11435
• 代理人: 戴莉

1.一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：讀取睡眠顱內腦電信號，對所述腦電信號進行預處理，得到預處理腦電信號；

步驟S2：對所述預處理腦電信號計算各通道的功率譜密度，獲取功率譜密度圖，當所述功率譜密度圖在慢波頻段和紡錘波頻段存在波峰，則存在慢波及紡錘波，進入步驟S3；反之，則不存在慢波及紡錘波，進入步驟S1；

步驟S3：選取預設頻段的預處理腦電信號，確定預處理腦電信號的零交叉點并標記，根據零交叉點標記的持續時間確定潛在慢波信號，利用所述潛在慢波信號的慢波幅度閾值確定慢波信號；

步驟S4：選取預設頻段的預處理腦電信號，并確定預處理腦電信號的瞬時幅值，采用滑窗平滑瞬時幅值，根據所述瞬時幅值確定潛在紡錘波信號，利用所述潛在紡錘波信號的起止點的持續時間確定紡錘波信號；

步驟S5：遍歷步驟S3和步驟S4，獲取時間點重合且滿足紡錘波信號最大振幅在慢波信號時間點中的慢波信號與紡錘波信號，以慢波信號和紡錘波信號起始時間點中的最小值和終止時間點中的最大值，分別作為慢波-紡錘波耦合的起始時間點和終止時間點，最終得到慢波-紡錘波耦合信號。

2.如權利要求1所述的一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，所述步驟S1中所述預處理的過程為：對所述腦電信號降采樣到500Hz頻段，并進行重參考，獲取初處理腦電信號；使用零相移濾波器對所述初處理腦電信號進行0.2-30Hz頻段的帶通濾波，刪除偽影，得到預處理腦電信號。

3.如權利要求1所述的一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，所述步驟S2中所述慢波頻段為0.5-1.25Hz，所述紡錘波頻段為9-16Hz。

4.如權利要求1所述的一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，所述步驟S2中對所述預處理腦電信號計算各通道的功率譜密度采用的方法為welch法。

5.如權利要求1所述的一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下子步驟：

步驟S31：選取0.5-1.25Hz頻段的預處理腦電信號，確定零交叉點并標記，將零交叉點從正值到負值的標記為N，零交叉點從負值到正值的標記為P；

步驟S32：將零交叉點標記為P點到下一個零交叉點標記為P點之間的持續時間在0.8-2s內確定為潛在慢波信號；

步驟S33：將每個所述潛在慢波信號的波峰幅值與波谷幅值的差值作為每個所述潛在慢波信號的峰峰值；

步驟S34：將所有所述潛在慢波信號的峰峰值的第75百分位點作為所述潛在慢波信號的峰峰值閾值，所有所述潛在慢波信號的波峰幅值的第75百分位點作為所述潛在慢波信號的波峰幅值閾值；

步驟S35：當所述潛在慢波信號的峰峰值大于等于所述峰峰值閾值、波峰幅值大于等于所述波峰幅值閾值，則所述潛在慢波信號確定為慢波信號；反之，則不是。

6.如權利要求1所述的一種睡眠慢波-紡錘波耦合信號的提取方法，其特征在于，所述步驟S4具體包括以下子步驟：

步驟S41：選取9-16Hz頻段的預處理腦電信號，利用希爾伯特變換方法計算所述預處理腦電信號的瞬時幅值，采用滑窗來平滑瞬時幅值；

步驟S42：將所有平滑后的瞬時幅值的第90百分位點作為上限閾值，將所有平滑后的瞬時幅值的第70百分點位作為下限閾值，將平滑后的瞬時幅值在所述上限閾值以上的所有所述預處理腦電信號確定為潛在紡錘波信號；

步驟S43：將上限閾值對應點中第n個時間點和第n+1個時間點為起止時間點作為潛在紡錘波信號的核心時間起止點，其中，n從1開始，以潛在紡錘波信號核心時間起止點的持續時間0.25s以上確定為潛在紡錘波信號；

步驟S44：將下限閾值對應點中第n個時間點和第n+1個時間點為起止時間點作為潛在紡錘波信號的時間起止點，其中，n從1開始，以潛在紡錘波信號時間起止點的持續時間在0.5-2s內確定為紡錘波信號；

步驟S45：當相鄰所述紡錘波信號之間時間間隔小于100ms，則將相鄰所述紡錘波信號融合為一個紡錘波信號；反之，則不進行融合。