基于諧波小波變換的腦電信號(hào)分析與特征提取研究.pdf

1、腦電信號(hào)蘊(yùn)含著豐富的大腦活動(dòng)信息，通過對(duì)腦電信號(hào)的有效分析和處理，可以從中提取出可靠的特征參量來反映不同的腦功能狀態(tài)。腦電圖檢查具有安全無痛、經(jīng)濟(jì)方便等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于神經(jīng)生理科學(xué)研究和臨床診斷中。例如，在評(píng)估人體的精神狀態(tài)、腦和神經(jīng)疾病的診斷與治療、麻醉深度的監(jiān)護(hù)、睡眠過程和質(zhì)量的分析等方面，腦電圖都扮演著重要角色。 本文應(yīng)用最新發(fā)展起來的現(xiàn)代信號(hào)處理方法，以諧波小波為分析工具，主要研究了腦電信號(hào)的時(shí)頻分布、基本節(jié)律變化等

2、特征信息的提取，以期為臨床腦電信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別與診斷提供新的輔助信息，為最終研制出高性能的腦電診斷和監(jiān)護(hù)儀器提供有價(jià)值的理論參考。本文具體完成了以下三個(gè)方面的工作： (一)綜述了腦電信號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)，主要包括它的產(chǎn)生機(jī)理、數(shù)據(jù)采集、頻帶成分、研究的歷史階段，歸納了研究腦電的意義，評(píng)述了目前國內(nèi)外腦電信號(hào)的研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)。 (二)由于腦電是典型的非平穩(wěn)時(shí)變信號(hào)，不同時(shí)刻的腦電信號(hào)或頻譜特性直接反映大腦的不同功能狀態(tài)，傳統(tǒng)的

3、傅立葉變換無法表征腦電信號(hào)的時(shí)頻局域性質(zhì)，時(shí)頻聯(lián)合分析才是描述其特征的有效工具。而諧波小波具有理想濾波特性和對(duì)頻帶的精確定位的優(yōu)良性能，是一種很好的時(shí)頻分析工具，特別適合分析和刻畫腦電信號(hào)的特征。本文將臨床上不同確診病例的腦電數(shù)據(jù)，通過離散諧波小波變換得到了相應(yīng)的三維時(shí)頻圖和時(shí)頻等高線圖，對(duì)仿真結(jié)果的分析表明：時(shí)頻分析結(jié)果克服了以往譜分析的局限性，能夠幫助醫(yī)生更加全面客觀地分析腦電信號(hào)，減小診斷結(jié)果對(duì)主觀標(biāo)準(zhǔn)的依賴性，具有較好的臨床應(yīng)用

4、價(jià)值。 (三)腦電中包含四種基本節(jié)律：δ、θ、α、β節(jié)律，不同類型的基本節(jié)律在不同生理?xiàng)l件下表現(xiàn)的特征不同，有效提取這些特征對(duì)于實(shí)現(xiàn)腦電定量分析具有重要作用。本文研究了基于離散諧波小波包方法精確提取腦電基本節(jié)律的問題，得到了兩種反映節(jié)律特征的量化參數(shù)：即單個(gè)導(dǎo)聯(lián)上各節(jié)律在某時(shí)刻的頻帶能量比例（FBER-S）和某一導(dǎo)聯(lián)腦電信號(hào)在某一頻段內(nèi)的能量占所有導(dǎo)聯(lián)在該頻段內(nèi)能量的百分比（FBER-A）。對(duì)臨床病例數(shù)據(jù)分析表明，這兩種特征參數(shù)