收藏本站
《华东理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

癫痫脑电信号特征提取与自动检测方法研究

汪春梅  
【摘要】:脑电信号含有丰富的大脑活动信息,对这些信号的判读在临床医学和脑认知科学研究应用方面有着重要作用。癫痫在临床上常表现为突然、短暂的运动、感觉、意识、行为、自主神经或精神症状等异常。癫痫的危害性表现在其发作时对患者带来的痛苦和身心伤害,严重时甚至危及生命,患者若为儿童还将影响到身体和智力发育。诊断癫痫疑似患者最有效的方法是脑电图检查,脑电信号的主要分析是对大脑异常活动的检测,这些工作目前都是由医疗工作者根据经验和通过对患者的脑电图进行视觉检测完成的。这项工作不仅非常耗时,而且,由于分析的主观性,不同的专家对同一记录的判断结果也不同。因此,采用自动检测、识别技术对癫痫脑电信号进行及时、准确的诊断和癫痫灶的定位,就显得十分的必要。 本论文是针对癫痫脑电信号的特征提取和自动检测进行了全面、系统的研究,内容包括脑电信号的采集、伪差去除,癫痫脑电信号的多分辨分析和非线性动力学特征检测方法,在此基础上提出了基于小波分析及近似熵的癫痫脑电特征提取、分类检测和数值分析方法,得出了分类检测的方法具有更高检测率的结论;之后利用支持向量机线性分类器和非线性分类器对各种类型癫痫脑电信号进行分类比较,并得出了非线性分类器具有更高识别效果的结论;最后针对多通道脑电信号的降维压缩、实时处理和特征提取进行研究和探索,并通过实际测试证明了所提出方法的有效性。研究为癫痫脑电信号的特征提取与自动检测提供了坚实的理论基础,为研制自动化、便携式癫痫脑电信号自动检测、识别系统做出了有益的探索。 具体研究内容包括以下几个方面: 脑电伪差的去除方法:在自动检测环境下,为了实时排除干扰,为进一步的分析和处理提供高质量的脑电信号,采用了基于Extended Infomax ICA的脑电中眼动伪差的消除方法,通过时域、脑电地形图的分布以及独立分量的功率谱进行分析,实验结果证明了该方法的有效性。 癫痫脑电活动的多分辨分析检测方法:利用多分辨小波变换和子空间能量的自适应阈值特征提取方法,可以选择性地分析脑电信号在时域、频域和空间的分布,实验研究中通过对临床癫痫信号和含有眼动干扰脑电信号进行分析比较,能够直观、简单地检测出尖波、棘慢波活动,从而检验了方法的有效性。 癫痫脑电非线性动力学特征分类检测方法:本文在分析现有特征提取方法及存在问题的基础上,针对脑电信号的非平稳特性进行了非线性动力学特征提取处理,提出了基于小波分析及近似熵的癫痫脑电特征提取、分类检测和数值分析方法,采用临床脑电数据验证了方法的有效性和实用性,并对已有的研究方法进行了完善和补充。 癫痫脑电信号分类方法:在癫痫脑电信号特征提取的基础上,利用SVM线性分类器和非线性分类器对各种类型癫痫信号进行分类比较,线性分类的结果与Neyman-Pearson分类的结果一致,而非线性分类取得了更高的识别效果。实验研究结果证明特征提取表现出较高的模式可分性。 癫痫脑电多道处理方法:数据压缩(降维)在癫痫脑电自动检测、实时处理、特征提取等方面起着重要作用。将主成分分析方法应用于多道脑电信号分析,提出了基于PCA和小波与近似熵结合的癫痫脑电信号检测方法,而且通过因子负荷量的分析,可以快速确定癫痫活动的电极定位。为实现便携式、性价比高的癫痫脑电信号检测设备提供理论基础。 本论文的工作对于推进特征提取和自动检测的方法研究,促进其在脑电信号分析中的应用将起积极作用,部分研究成果可推广到其他类型信号的分析和处理中。由于实验数据的局限性,所进行研究方法的自适应性和鲁棒性有待进一步验证和提高,论文最后对所做的工作和研究成果进行了总结,并提出了下一步研究的方向。
【学位授予单位】:华东理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN911.7

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘长生;唐艳;汤井田;;基于独立分量分析的脑电中眼电伪迹消除[J];计算机工程与应用;2007年17期
2 汪春梅;邹俊忠;张见;张志锁;;基于多分辨分析的脑电癫痫波自动检测[J];计算机应用研究;2009年08期
3 汪春梅;邹俊忠;张见;张志锁;;基于多分辨分析和近似熵的脑电癫痫波自动检测[J];计算机应用与软件;2009年12期
4 许建华,张学工,李衍达;支持向量机的新发展[J];控制与决策;2004年05期
5 张学工;关于统计学习理论与支持向量机[J];自动化学报;2000年01期
6 江朝晖,冯焕清,刘大路,王涛;睡眠脑电的关联维数和近似熵分析[J];生物医学工程学杂志;2005年04期
7 赵南;刘小峰;王素品;万明习;刘菲;;基于Tsallis熵和近似熵的认知事件相关电位动态复杂度分析[J];西安交通大学学报;2007年02期
8 ;Prediction and analysis of chaotic time series on the basis of support vector[J];Journal of Systems Engineering and Electronics;2008年04期
9 吴敏;韦志辉;汤黎明;孙玉宝;刘铁兵;;一种基于小波变换的脑电信号癫痫特征波的识别算法[J];中国医疗设备;2008年04期
10 唐艳;汤井田;;基于独立分量分析的脑电中眼电伪迹消除[J];中国医学物理学杂志;2006年05期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张旭秀;盲源分离及其在脑电信号处理中应用的研究[D];大连理工大学;2006年
2 刘永宏;癫痫发作期及发作间期同步EEG-fMRI的研究[D];四川大学;2007年
3 吴婷;自发脑电脑机接口模式识别关键技术与实验研究[D];上海交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 陈颖萍;基于小波和独立分量分析的脑电信号预处理研究[D];华中科技大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王东霞;张楠;路晓丽;;基于育种算法的SVM参数优化[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年04期
2 陶秀凤,唐诗忠,周鸣争;基于支持向量机的软测量模型及应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年02期
3 张纪全,刘桂芹,胡延霞,李伟,朱树干;自制脑伤合剂治疗外伤性痴呆临床观察[J];中医药临床杂志;2005年04期
4 程伟;张燕平;赵姝;;支持向量机在粮食产量预测中的应用[J];安徽农业科学;2009年08期
5 武素华;;基于最小二乘支持向量机的土壤含水量检测的研究与分析[J];安徽农业科学;2009年09期
6 陈念;沈佐民;;基于化学成分检测和SVM分类的茶叶品质鉴定[J];安徽农业科学;2010年15期
7 黄远顺;;矫直机的自动故障预报技术[J];安徽冶金;2012年01期
8 岑伟;EEG与急性中枢神经系统感染性疾病神经体征之间的关系[J];安徽医学;2003年05期
9 高智中;武洁;;一类改进的Sprott-F系统的混沌及其控制[J];安徽科技学院学报;2010年02期
10 高智中;;二维离散超混沌系统的分析与控制[J];安徽科技学院学报;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 宋海鹰;桂卫华;阳春华;;基于核偏最小二乘的简约最小二乘支持向量机及其应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 顾小军;杨世锡;钱苏翔;;基于支持向量机的旋转机械多类故障识别研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 韩露;余正涛;邓锦辉;章程;毛存礼;郭剑毅;;领域知识关系对领域文本分类的影响[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
6 吴静珠;刘翠玲;孙晓容;;支持向量机在近红外光谱检测技术中的应用研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 尹钟;张建华;;基于支持向量机方法的过程操作员功能状态分类[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
8 杨坤;纪志成;;基于峰值识别的改进SVM用电需求预测[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 袁从贵;张新政;陈旭;;基于偏互信息与定尺度最小二乘支持向量机的咸潮预测模型[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 耿丽清;赵丽;元鹏贤;李宏伟;;基于双层稳态视觉诱发电位的脑机接口技术研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 母丽华;煤矿安全预警系统的方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 朱广平;混响干扰中的信号检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 郑大腾;柔性坐标测量机空间误差模型及最佳测量区研究[D];合肥工业大学;2010年
5 王栋;随机与混沌神经放电节律的时间序列分析[D];陕西师范大学;2010年
6 陈海卫;波轮式全自动洗衣机脱水振动与抑制机理的研究[D];江南大学;2010年
7 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
8 李先锋;基于特征优化和多特征融合的杂草识别方法研究[D];江苏大学;2010年
9 刘卫红;垃圾邮件检测与过滤关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
10 张目;高技术企业信用风险影响因素及评价方法研究[D];电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 展慧;基于多源信息融合技术的板栗分级检测方法研究[D];华中农业大学;2010年
2 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
3 李金华;基于SVM的多类文本分类研究[D];山东科技大学;2010年
4 安文娟;Fisher和支持向量综合分类器[D];辽宁师范大学;2010年
5 姜成玉;基于支持向量机的时间序列预测[D];辽宁师范大学;2010年
6 董涛;生物基因调控系统和钙离子振荡体系的动力学行为研究[D];广西师范学院;2010年
7 姜念;区间自适应粒子群算法研究及其应用[D];郑州大学;2010年
8 钟丽辉;SD大鼠闪光视觉诱发电位的少次提取和神经元放电的初步研究[D];郑州大学;2010年
9 李朋勇;基于全矢高阶谱的故障诊断方法及其应用研究[D];郑州大学;2010年
10 辛保兵;既有预应力混凝土梁桥剩余承载力评估方法研究[D];郑州大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 董国亚,吴祈耀;应用近似熵对睡眠脑电进行分期的研究[J];北京生物医学工程;1999年04期
2 程明,高上凯,张琳;基于脑电信号的脑—计算机接口[J];北京生物医学工程;2000年02期
3 吴小培,冯焕清,周荷琴,王涛;独立分量分析及其在脑电信号预处理中的应用[J];北京生物医学工程;2001年01期
4 徐丁峰,程明,高小榕,高上凯;数字信号处理器在脑-机接口系统中的应用[J];北京生物医学工程;2002年04期
5 汤黎明,常本康,刘铁兵,吴敏;基于DDS技术的神经阈值刺激仪的研制[J];北京生物医学工程;2003年03期
6 周颖,王涛,冯焕清,江朝晖;运动想象脑电的ERD/ERS分析[J];北京生物医学工程;2004年04期
7 刘铁兵;汤黎明;吴敏;常本康;;基于CF接口技术的诱发电位测试系统的研究[J];北京生物医学工程;2006年05期
8 吴小培,叶中付,沈谦,张道信;在线Infomax算法及其在长记录脑电消噪中的应用[J];电路与系统学报;2005年05期
9 张洪渊,史习智;一种任意信号源盲分离的高效算法[J];电子学报;2001年10期
10 张贤达,保铮;盲信号分离[J];电子学报;2001年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李伟平;脑电信号自适应预处理方法的研究与应用[D];兰州理工大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡人君;李坤;吴小培;;基于脑电信号的思维任务分类[J];计算机技术与发展;2007年05期
2 王晶;胡剑锋;闫亮亮;;脑电信号单次提取研究进展[J];计算机与现代化;2009年01期
3 田絮资;高莉;黄力宇;;基于最大熵独立分量分析的诱发电位特征提取[J];西北大学学报(自然科学版);2009年06期
4 牛丽莎;贾晓东;沈西挺;;遗传算法和BP网络相结合的分类器在BCI中的应用[J];微计算机信息;2010年33期
5 谢松云;张坤;白树林;张海军;;脑电信号灰建模及特征提取新方法研究[J];计算机仿真;2006年12期
6 胡学友;胡云龙;;基于独立分量分析的形状识别[J];工程图学学报;2006年04期
7 李旻;吴炜;杨晓敏;周红;龙建忠;;基于独立分量分析的车牌字符识别[J];四川大学学报(自然科学版);2006年06期
8 张海军;穆志纯;张成阳;;基于ICA和BP神经网络的人耳图像识别[J];北京科技大学学报;2006年06期
9 刘国华;黄平捷;龚翔;顾江;周泽魁;;基于分形维和独立分量分析的声发射特征提取[J];华南理工大学学报(自然科学版);2008年01期
10 苏国东;黄小红;陈曾平;;基于独立分量分析的ISAR图像特征提取方法[J];火力与指挥控制;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何新;史迎春;周献中;;一种基于独立分量分析的音频分类方法[A];第一届建立和谐人机环境联合学术会议(HHME2005)论文集[C];2005年
2 叶柠;孙宇舸;王旭;;脑计算机接口中基于独立分量分析的脑电信号消噪[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
3 谢松云;张振中;张伟平;张坤;;ICA方法在脑电信号去噪中的应用研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
4 邓茜;王行愚;;自适应单次运动想像最优特征提取研究[A];2009年中国智能自动化会议论文集(第五分册)[东南大学学报(增刊)][C];2009年
5 周书仁;梁昔明;朱灿;;一种优化的ICA表情特征提取方法[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 周红标;;基于小波包变换和最小二乘支持向量机的癫痫脑电信号识别[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
7 朱红娟;苏立军;李芬华;陈丽;;基于小波包的超声图像特征提取[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
8 林土胜;赖声礼;;视网膜血管特征提取的拆支跟踪法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 钱小聪;郑宝玉;穆明鑫;;神经网络联机手写签名验证[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
10 张羽;汪源源;王威琪;余建国;林继耕;;狭窄血管多普勒信号特征提取的实验研究[A];21世纪医学工程学术研讨会论文摘要汇编[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 燕海霞;王忆勤;李福凤;脉象信号研究日渐深入[N];中国医药报;2005年
2 张文清 记者 王春;意念控制车速及左右转弯前行[N];科技日报;2008年
3 沈占锋;遥感影像信息提取与分析[N];计算机世界;2006年
4 王竣;深入开发CAD系统对疾病诊断有重要意义[N];中国医药报;2007年
5 本版编辑 李倢 李忠东 邓清波;给城市排行榜洒点冷水[N];中国经济导报;2006年
6 李红;芯片能给人第二次生命吗[N];科技日报;2004年
7 小峰;数字化技术:警察的好帮手[N];人民公安报;2010年
8 北京数码空间信息技术有限公司技术总监 刘斌;Web Mining:第二代网络信息处理技术[N];计算机世界;2000年
9 孙哲南 谭铁牛;生物识别的十大关键技术[N];计算机世界;2007年
10 中谷期货 杨静;期货公司客户信用风险评级体系研究[N];期货日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 汪春梅;癫痫脑电信号特征提取与自动检测方法研究[D];华东理工大学;2011年
2 吴婷;自发脑电脑机接口模式识别关键技术与实验研究[D];上海交通大学;2008年
3 叶柠;基于脑电信号的脑—机接口的关键技术与实验研究[D];东北大学;2010年
4 黄伟国;基于振动信号特征提取与表达的旋转机械状态监测与故障诊断研究[D];中国科学技术大学;2010年
5 陈建国;基于独立分量分析的机械故障特征提取及分类方法研究[D];大连理工大学;2011年
6 赵海滨;脑—机接口的特征提取和分类方法研究[D];东北大学;2009年
7 赵志宏;基于振动信号的机械故障特征提取与诊断研究[D];北京交通大学;2012年
8 张旗;基于属性的图像分类研究[D];大连海事大学;2005年
9 张立福;通用光谱模式分解算法及植被指数的建立[D];武汉大学;2005年
10 苏彩红;墙地砖质量自动检测技术的研究[D];华南理工大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐彬锋;基于事件相关电位的心理测试系统设计及算法研究[D];重庆大学;2008年
2 李坤;运动意识脑电分类及基于VC++的脑机接口实验系统[D];安徽大学;2007年
3 刘友友;基于多类运动感知脑电的异步脑—机接口的研究[D];山东大学;2010年
4 张振中;基于ICA方法的脑电信号消噪及特征提取的研究[D];西北工业大学;2007年
5 郭瑞勇;基于独立分量分析和支持向量机的纹理图像分类研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
6 吴响容;模式分类特征提取中的独立分量分析[D];广西师范大学;2005年
7 何付志;独立分量分析在脑电信号分析中的应用[D];山东大学;2005年
8 周旭欣;独立分量分析算法的计算机仿真及其在多导脑电信号处理中的应用[D];四川大学;2005年
9 张道信;基于小波和独立分量分析的脑电信号处理[D];安徽大学;2002年
10 张新;脑电信号分析在认知功能中的研究[D];重庆大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026