收藏本站
《郑州大学》 2018年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于脑电信号睡眠特征提取与分期方法的研究

刘雪峰  
【摘要】:随着现代生活节奏的逐步加快,人们的生活压力不断加大,由睡眠问题引起的疾病越来越多,所以基于交叉学科的睡眠医学研究,得到了医学机构以及高校的广泛关注。目前,在睡眠临床研究中,主要依靠专家亲临现场分析,由于客观原因及人工主观性误判等,导致睡眠分期的准确较低。近年来,医学专家和学者致力于依据信号处理理论和模式识别算法实现睡眠脑电信号(EEG)的自动分期研究,但国外进展较好,国内相对滞后,利用睡眠EEG评估睡眠质量的准确性需待进一步提高。论文首先分析了睡眠脑电信号的特点与分期标准,研究了基于脑电信号睡眠特征提取与分期方法,将MIT-BIH生理数据库Sleep-EDF中8例受试者睡眠EEG监测数据作为睡眠过程的分析对象,对脑电信号进行特征提取:利用小波变换算法提取节律波的能量特征;利用多尺度熵算法提取脑电信号不同尺度下的熵值特征;然后使用主成分分析方法(PCA)对节律波的能量和不同尺度熵值两种特征进行融合和降维,以简化分类器的模型结构和减少训练时间。睡眠特征分期过程采用分析睡眠期的模式识别方法,应用BP神经网络和SVM分类器建立睡眠特征的分期模型,并对Wake、SWS、LS、REM四个阶段脑电信号特征进行分类,验证自动睡眠分期系统的有效性。实验结果表明,本文提出的小波能量与多尺度熵值作为睡眠阶段的融合特征,能有效的反映睡眠期的时频和非线性特征;主成分分析法可以实现降低原始冗余特征的同时保留绝大多数EEG的睡眠特征;BP神经网络和SVM分类器作为睡眠阶段的分期模型,对EEG睡眠特征均表现出良好的识别分类效果。因此本文提出基于脑电信号睡眠特征提取与分期方法可以实现较高的准确率和稳定性,为睡眠医学研究提供一种新的探索。
【学位授予单位】:郑州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R740;TN911.7

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 高群霞;周静;吴效明;;基于脑电信号的自动睡眠分期研究进展[J];生物医学工程学杂志;2015年05期
2 谢宏;施小南;;基于离散小波变换的脑电信号睡眠分期研究[J];微型机与应用;2015年16期
3 李慧;叶大田;彭诚;;便携式睡眠脑电监测系统的研制[J];生物医学工程学杂志;2015年03期
4 王群;程佳;刘志文;;一种新的脑电信号睡眠分期方法[J];航天医学与医学工程;2015年01期
5 叶大田;李慧;彭诚;;振幅整合脑电图在正常睡眠脑电分期中的应用[J];清华大学学报(自然科学版);2014年08期
6 韩芳;;加强对睡眠呼吸障碍的诊疗促进我国睡眠医学的发展[J];世界睡眠医学杂志;2014年01期
7 周鹏;李向新;张翼;明东;董新明;薛然婷;王学民;;基于主成分分析和支持向量机的睡眠分期研究[J];生物医学工程学杂志;2013年06期
8 刘慧;谢洪波;和卫星;王志中;;基于模糊熵的脑电睡眠分期特征提取与分类[J];数据采集与处理;2010年04期
9 贺银方;;多导睡眠图监测技术的发展与临床应用[J];现代电生理学杂志;2009年04期
10 和卫星;陈晓平;邵珺婷;;基于样本熵的睡眠脑电分期[J];江苏大学学报(自然科学版);2009年05期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘志勇;基于单通道脑电信号的睡眠分期算法及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 邓伟;BP神经网络构建与优化的研究及其在医学统计中的应用[D];复旦大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 胡天宇;基于数据降维的机器学习分类应用研究[D];吉林大学;2017年
2 左超华;便携式单导脑电信号采集与处理研究[D];西南交通大学;2016年
3 唐其彪;基于脑电信号的自动睡眠分期研究[D];广东工业大学;2016年
4 顿士君;基于脑电多尺度非线性分析的睡眠分期研究[D];燕山大学;2016年
5 庄晓滨;基于小波变换的睡眠脑电分析[D];华南理工大学;2016年
6 王琼颖;脑电信号的非线性动力学分析及其在睡眠分期中的应用[D];哈尔滨工业大学;2015年
7 程佳;基于脑电信号的睡眠分期研究[D];北京理工大学;2015年
8 周晖;基于EEG的光诱发睡眠响应特性的研究[D];南京航空航天大学;2015年
9 封常生;小波分析在信号处理中的应用[D];上海交通大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 徐龙顺;赵春临;赵敏;;基于支持向量机的驾驶精神疲劳分级[J];武警工程大学学报;2016年06期
2 刘军;邹倩;柯大观;周雅琪;谢斐;;基于脑电格子复杂性分析的麻醉深度监测研究[J];传感技术学报;2015年12期
3 虎伟娟;李天宇;张佐;李佳琦;;成人睡眠呼吸障碍研究进展[J];世界睡眠医学杂志;2015年05期
4 李天宇;虎伟娟;张佐;代雯;;多导睡眠仪的临床应用现况[J];世界睡眠医学杂志;2015年05期
5 唐其彪;郑日荣;阮经文;;基于脑电节律模糊熵的睡眠分期[J];工业控制计算机;2015年09期
6 金梅;李盼;张立国;金菊;张淑清;;基于EEMD模糊熵和GK聚类的信号特征提取方法及应用[J];计量学报;2015年05期
7 谢宏;施小南;;基于离散小波变换的脑电信号睡眠分期研究[J];微型机与应用;2015年16期
8 王蓓;张俊民;张涛;王行愚;;基于条件概率的短时睡眠状态实时估计[J];北京生物医学工程;2015年04期
9 张舒铠;刘鑫屏;张锐锋;;基于样本熵的AGC指令复杂性分析[J];电力科学与工程;2015年06期
10 李慧;叶大田;彭诚;;便携式睡眠脑电监测系统的研制[J];生物医学工程学杂志;2015年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 吕军城;山东省农村居民自杀未遂预警BP神经网络及指标体系构建[D];山东大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 梁四幺;南京市逐日空气污染指数的分析与预测[D];安徽理工大学;2018年
2 陈红梅;头穴结合背俞穴针刺治疗心脾两虚型失眠的临床观察[D];黑龙江中医药大学;2018年
3 乔昕;基于Spark的可扩展的数字信号处理算法库的设计与实现[D];中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所);2018年
4 陈萌;睡眠脑电分析与自动分期方法的研究[D];广东工业大学;2018年
5 李岩松;基于数据融合的瓦斯危险程度预测研究[D];西安科技大学;2018年
6 朱彬;基于心率变异性的睡眠分期研究[D];杭州电子科技大学;2018年
7 樊彦丽;基于多特征的SVM高分辨率遥感影像分类研究[D];中国地质大学(北京);2018年
8 陈帅旗;音频信号情感识别及受众脑电信号的关联分析[D];东北电力大学;2018年
9 甘奕;闭环式睡眠监测及助眠服务系统的设计与实现[D];安徽大学;2018年
10 贾卉雯;基于视频监控图像的火焰监测系统设计与实现[D];西南交通大学;2018年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周鹏;李向新;张翼;明东;董新明;薛然婷;王学民;;基于主成分分析和支持向量机的睡眠分期研究[J];生物医学工程学杂志;2013年06期
2 董霄松;李玉茜;李静;安海燕;刘亚男;张晓喆;安培;闫涵;赵龙;李清华;杨拔贤;高占成;韩芳;;脑脊液下丘脑分泌素水平测定对中国发作性睡病患者的诊断价值[J];中华医学杂志;2013年26期
3 Michael V.Vitiello;许力月;韩芳;;应重视对老年睡眠障碍的认识[J];中华医学杂志;2013年06期
4 徐靖;袁红;伍颖欣;肖思畅;张含嘉;罗远明;;慢性阻塞性肺疾病患者夜间低通气与呼吸中枢驱动的关系[J];中华医学杂志;2013年06期
5 许朝霞;王忆勤;颜建军;郭睿;刘国萍;燕海霞;李福凤;徐琎;郝一鸣;钱鹏;;基于支持向量机和人工神经网络的心血管疾病中医证候分类识别研究[J];北京中医药大学学报;2011年08期
6 刘慧;谢洪波;和卫星;王志中;;基于模糊熵的脑电睡眠分期特征提取与分类[J];数据采集与处理;2010年04期
7 郑常宝;段晓波;李晓明;;用Matlab小波包求功率频带分解规律[J];电测与仪表;2010年06期
8 王海涛;郑慧君;曹征涛;杨军;俞梦孙;;考虑个体特征的非脑电睡眠分期[J];中国生物医学工程学报;2010年02期
9 王菡侨;;有关美国睡眠医学学会睡眠分期的最新判读标准指南解析[J];诊断学理论与实践;2009年06期
10 贺银方;;多导睡眠图监测技术的发展与临床应用[J];现代电生理学杂志;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 马震;基于神经元群模型的癫痫分析与控制[D];山东大学;2016年
2 葛素楠;脑电信号眼电伪迹去除的高阶统计张量欠定盲分离方法研究[D];大连理工大学;2016年
3 王卫红;OSAHS对认知功能的影响及相关机理研究[D];中南大学;2012年
4 杨劲秋;智能优化算法评价模型研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李哲;基于稀疏表示和LS-SVM的心电信号分类[D];河北大学;2015年
2 高群霞;基于EEG的睡眠分期与睡眠评估方法研究[D];华南理工大学;2015年
3 程佳;基于脑电信号的睡眠分期研究[D];北京理工大学;2015年
4 高琦;便携式睡眠监护系统的研究[D];燕山大学;2013年
5 王东洋;基于运动想象的脑电信号识别算法的研究[D];华东理工大学;2013年
6 井晓茹;基于符号转移熵和平均能量耗散的睡眠分期分析[D];南京邮电大学;2012年
7 江丽仪;睡眠过程心率变异性分析及睡眠呼吸暂停综合征的判别研究[D];华南理工大学;2011年
8 杨阳;广义S变换时频分析的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 戴冷湜;脑电信号的特征提取与分析方法研究[D];浙江大学;2011年
10 李玲;睡眠脑电的分析处理和睡眠分期研究[D];北京交通大学;2010年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王薇蓉;张雪英;孙颖;畅江;;关于脑电信号的情感优化识别仿真[J];计算机仿真;2018年06期
2 郭婷仪;李素芳;钟桂仙;曾佳璇;周酥;;基于脑电信号的耳鸣识别算法研究[J];科技传播;2018年13期
3 左晶;万小勤;罗杨;郑斌;陈斌林;任祥花;;癫痫脑电信号的相关性分析[J];电子世界;2017年05期
4 张娜;唐贤伦;刘庆;;基于半监督学习的脑电信号特征提取及识别[J];工程科学与技术;2017年S2期
5 石乔莉;王延辉;李信政;;基于脑电信号的驾驶疲劳的研究[J];世界最新医学信息文摘;2017年55期
6 王恒;李念强;齐鹏冲;;运动想象脑电信号特征的提取与分类[J];工业控制计算机;2015年02期
7 李亚杰;宋明星;张玉栋;;脑电信号采集系统的设计[J];河北建筑工程学院学报;2014年01期
8 蔡超峰;张勇;郭舒婷;姜利英;;思维脑电信号的关联维数分析[J];河南科技大学学报(自然科学版);2012年01期
9 鲁强;刘玉军;徐建兰;张进禄;;一种适用于清醒动物脑电信号采集的固定装置[J];首都医科大学学报;2011年06期
10 肖丹;胡剑锋;;运动想象脑电信号识别研究[J];计算机工程与应用;2010年33期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 薛蕴全;王秋英;王宏;;脑电信号的动态时空响应拓扑图[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
2 王裕清;粱平;郭付清;张登攀;;脑电信号诊断专家系统的研究[A];中国生理学会第21届全国代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2002年
3 李凌;曾庆宁;尧德中;;利用两级抗交叉串扰自适应滤波器提取诱发脑电信号[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
4 朱林剑;包海涛;孙守林;梁丰;;新型脑电信号采集方法与应用研究[A];大连理工大学生物医学工程学术论文集(第2卷)[C];2005年
5 张丹丹;丁海艳;侯新琳;叶大田;;新生猪缺氧缺血实验中脑电信号的伪差分析[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
6 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[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(下册)[C];2007年
7 胡楠;徐进;郑崇勋;;不同麻醉深度下脑电信号的复杂度研究[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(下册)[C];2007年
8 欧阳轶;郑崇勋;张崇;;基于脑电小波熵的生理性精神疲劳分析[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(下册)[C];2007年
9 许涛;朱林剑;包海涛;;基于思维脑电信号的假手的研究[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
10 童珊;黄华;陈槐卿;;混沌理论在脑电信号分析中的应用[A];中国生物医学工程学会第六次会员代表大会暨学术会议论文摘要汇编[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 科学作者 译者 猛玛;如何做到真正的因材施教[N];电脑报;2016年
2 本报记者 张晓鸣;用脑电波开车,这不是开玩笑[N];文汇报;2015年
3 本报特约撰稿人 陆志城;我思,故我动[N];医药经济报;2003年
4 本报记者 冯海波 通讯员 刘慧婵 祝和平;大学生创意闪耀的舞台[N];广东科技报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韩凌;脑电信号同步分析及癫痫发作预测方法研究[D];东北大学;2016年
2 赵丽;基于脑电信号的脑-机接口技术研究[D];天津大学;2004年
3 缪晓波;基于脑电信号的认知动力学系统研究——线性/非线性方法及动态时—频—空分析[D];重庆大学;2004年
4 徐鹏;信号的稀疏分解及其在脑电信号处理中的应用研究[D];电子科技大学;2006年
5 伍亚舟;基于想象左右手运动思维脑电BCI实验及识别分类研究[D];第三军医大学;2007年
6 唐艳;基于时间、频率和空间域的自发脑电信号提取[D];中南大学;2008年
7 陈东伟;非线性动力学、因果脑网络与聚类稳定性在脑电信号分析中的应用研究[D];太原理工大学;2015年
8 马小飞;认知任务下的脑电动力学分析[D];南京大学;2017年
9 张美云;阿尔茨海默病脑电信号多尺度时空定量特征研究[D];天津医科大学;2012年
10 周群;脑电信号同步:方法及应用研究[D];电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 佟歌;基于深度学习的运动想象脑电信号分类算法研究[D];哈尔滨工程大学;2018年
2 张付浩;基于脑电信号的癫痫疾病智能诊断与研究[D];哈尔滨理工大学;2018年
3 景永豪;EEG信号采集与无线传输系统[D];哈尔滨理工大学;2018年
4 金子敦;基于脑电信号的情绪特征提取与分类研究[D];哈尔滨理工大学;2018年
5 解腾;脑电控制的电动车系统设计[D];哈尔滨理工大学;2018年
6 刘晓菲;基于仿生神经系统的癫痫脑电识别研究[D];湖南师范大学;2018年
7 原博炜;BCI系统的脑电信号分析和类脑避障策略[D];东华大学;2018年
8 许丽;基于脑电的情绪识别研究[D];昆明理工大学;2018年
9 杨赞杰;基于度量学习的脑电信号情绪识别方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
10 李阳丹;基于生物电控制的人机交互技术研究[D];杭州电子科技大学;2018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