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《广西师范大学》 2008年
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脑电信号的特征分析与研究

周建芳  
【摘要】: 脑电信号包含了大量生理与病理信息,通过对脑电信号的处理,不仅可以为医生提供临床诊断的依据,还可以为某些脑疾病提供有效的辅助治疗手段。国内外对于脑电信号进行特性分析和特征提取的研究已经取得了重大的进展和成果。本文是在广泛研读国内外有关脑电研究现状和分析方法的相关资料基础上,采用样本熵、双谱、1.5维谱等现代信号处理方法来研究脑电信号中蕴藏的丰富信息,以期为临床脑电信号的诊断提供一定的理论参考。本文的主要内容可概括如下: (1)综述了脑电研究的发展、脑电信号的采集、分类等基础知识以及概述了一些脑电信号的现代分析方法,诸如时频分析法、高阶谱分析法、非线性分析法以及人工神经网络分析法,特别介绍了小波分析、双谱分析、复杂度分析及神经网络分析在脑电信号处理中的应用。 (2)针对近似熵算法存在的不足,采用近似熵的改进算法—样本熵,利用样本熵对临床已确诊的癫痫病例与正常人的脑电数据进行分析处理。仿真结果表明:癫痫患者发作期的样本熵值总体上低于正常人,并且癫痫患者在发作期间的脑电样本熵值较发作前有明显降低,发作后又回到发作前的水平,这一变化特点与临床诊断的病症特点是基本一致的,这表明样本熵有望为癫痫病的临床诊断提供一种新的参考。 (3)通过计算不同状态下16导脑电时间序列的峰度和斜度,研究了不同状态下各导脑电信号的非线性和非高斯性。采用双谱估计的直接方法对三种不同状态下的脑电信号进行分析,研究结果发现这三种状态下的脑电信号双谱结构存在较大差异,验证了双谱是脑电信号非线性分析的有效手段,能有效的提取蕴涵在脑电信号中的丰富高阶信息,有助于脑电自动识别的实现,为临床脑电研究提供更多有益的辅助诊断信息。 (4)针对传统的双谱方法的缺点,本文采用了一种新的二次相位耦合的分析方法—1.5维谱来分析脑电信号,并通过仿真验证了算法的可行性。研究结果表明:1.5维谱分析方法能抑制附加在信号中的高斯噪声,从而更易提取出有用的非高斯信号,同时该方法有效地揭示了脑电信号内部的二次相位耦合现象,极大地减少了计算量和降低了方法的复杂程度,可以有效地提取常规谱分析方法所无法获得的有用信息。
【学位授予单位】:广西师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:R318.04

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 许人杰;信号二次相位耦合识别在机车故障诊断中的应用研究[D];北京交通大学;2012年
2 樊迎迎;基于HHT算法的EEG信号分析与研究[D];哈尔滨理工大学;2012年
3 白璐;严重意识障碍患者对声刺激的EEG响应及其在有效性评估中的应用[D];杭州电子科技大学;2013年
4 霍丽艳;高阶统计特性在动态系统非线性特征识别中的应用研究[D];华北电力大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈力,吴祈耀;双谱分析在脑电信号处理中的应用[J];北京理工大学学报;1992年03期
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 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
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9 陈静,刘晓林,于山;睡眠剥夺与睡眠诱发试验脑电图分析[J];蚌埠医学院学报;2002年06期
10 谢永乐;李西峰;;模拟集成电路参数型故障定位方法[J];半导体学报;2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 章大勇;吴文启;吴美平;;低成本MEMS-IMU/GPS组合导航的自适应滤波器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 彭志红;罗君平;;改进独立分量分析在脑电信号伪迹消除中的应用研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 郭小荟;马小平;;基于EMD近似熵特征提取和支持向量机的故障诊断方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 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
5 陈丽;吴仁彪;卢丹;;一种加权的直接解算GPS定位算法[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
6 徐礼胜;王颖;汪跃;梁继红;姜瑶;王冠雄;柳家进;赵越;;远程听诊咨询系统的设计与实现[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
7 曾朝阳;贾鑫;张晓永;;线性调频连续波激光雷达测量方法研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
8 陈晓清;马君国;赵宏钟;付强;;基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 汤辰;毕传兴;徐亮;;球阵列在近场声源识别中的应用[A];现代振动与噪声技术(第九卷)[C];2011年
10 蒋瑜;陈循;陶俊勇;;非高斯随机振动试验控制技术研究[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 邓志鑫;基于因子图消息传递算法的伪码快速捕获方法[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 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
6 刘文海;水下被动目标瞬态特征检测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
8 苏晓宏;海杂波的特性分析与目标检测处理[D];大连海事大学;2010年
9 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岑忠;体感诱发电位实验系统的设计、测量与分析[D];南京医科大学;2010年
2 李锦;基于声波的运动车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
3 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
4 张亮;基于小波变换与希尔伯特黄变换的心音信号分析[D];山东科技大学;2010年
5 丁雷;白鼠脑电信号远控采集处理系统的设计与研究[D];山东科技大学;2010年
6 陈磊;激光测风雷达回波信号处理技术的研究[D];长春理工大学;2010年
7 任泉;基于光纤传感的细纱小张力检测技术研究[D];浙江理工大学;2010年
8 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
9 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
10 李卫鹏;正交小波变换支持向量数据描述方法在故障诊断中的应用研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈力,吴祈耀;双谱分析在脑电信号处理中的应用[J];北京理工大学学报;1992年03期
2 李昌强,黄力宇,鞠烽炽,黄远桂,程敬之;癫痫脑电的双谱特性研究[J];北京生物医学工程;2004年01期
3 严荣国;颜国正;杨帮华;;基于1.5维谱的脑电非线性相位耦合分析[J];北京生物医学工程;2006年02期
4 谭旭平;刘建成;;脑电处理的Wigner分布交叉项的模糊滤波[J];北京生物医学工程;2008年05期
5 窦慧晶,王树勋,汪飞;二维三次非线性相位耦合的切片谱分析[J];吉林大学学报(信息科学版);2003年03期
6 张园;李力;邹隽;;基于双谱的滚动轴承非线性耦合特征提取与故障分类[J];轴承;2008年07期
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9 程乾生,李宏伟;调幅信号的参数循环累量估计[J];电子学报;1998年07期
10 盖强,张海勇,徐晓刚;Hilbert-Huang变换的自适应频率多分辨分析研究[J];电子学报;2005年03期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王志鹏;基于信息融合技术的故障诊断方法的研究及应用[D];大连理工大学;2001年
3 衡彤;小波分析及其应用研究[D];四川大学;2003年
4 聂春燕;混沌理论及基于特定混沌系统的微弱信号检测方法研究[D];吉林大学;2006年
5 胡爱军;Hilbert-Huang变换在旋转机械振动信号分析中的应用研究[D];华北电力大学(河北);2008年
6 谭洪舟;基于高阶统计理论的线性与非线性系统辨识的研究[D];华南理工大学;1998年
7 林立新;SS7E电力机车电气系统的故障诊断技术研究[D];中南大学;2008年
8 于江林;滚动轴承故障的非接触声学检测信号特性及重构技术研究[D];大庆石油学院;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李青松;基于定子电流分析的机车牵引电机轴承故障诊断[D];北京交通大学;2011年
2 刘冬;基于振动信号处理的旋转机械故障诊断[D];上海交通大学;2010年
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4 陈娟;Hilbert-Huang变换及其在信号处理中的应用[D];大连理工大学;2006年
5 金畅;蒙特卡洛方法中随机数发生器和随机抽样方法的研究[D];大连理工大学;2006年
6 冯坤;振动信号处理技术及其在机械故障诊断中的应用[D];北京化工大学;2006年
7 许艳;工程地震资料特征分析的高阶统计量方法研究[D];中国海洋大学;2007年
8 李群伟;电噪声分析的高阶统计量应用软件研究[D];西安电子科技大学;2008年
9 陈杰鸿;经验模态分解及瞬时频率滤波算法的研究与应用[D];电子科技大学;2008年
10 楼恩平;抑郁症脑电信号特征提取及分类研究[D];浙江师范大学;2009年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 周雁冰;基于高阶统计量的齿轮传动系统故障特征提取方法研究[D];华北电力大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈力,吴祈耀;双谱分析在脑电信号处理中的应用[J];北京理工大学学报;1992年03期
2 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
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6 张严,王树勋,李生红;二次相位耦合的1维谱分析[J];电子学报;1996年04期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何宏彬,吴祈耀;双谱在脑电图分析中的应用[J];医疗保健器具;1998年03期
2 彭松,马杰,杨翠微,方祖祥;多导联脑电遥测与远程监护系统的研制[J];生物医学工程学杂志;2001年02期
3 陈明彪;意念诊断治疗、意念促动、意念美容美身、复视明、复听仪构想[J];医疗卫生装备;2003年S2期
4 卞宁艳;曹洋;王斌;顾凡及;张立明;;基于二阶C_0复杂度的癫痫发作预测[J];生物物理学报;2007年01期
5 张海军;张文庆;;基于小波包技术的脑电特征波提取分析[J];机电工程技术;2008年07期
6 王建坤;李男男;孙瑶;耿卫东;;一种脑电信号模拟预处理电路的设计[J];南开大学学报(自然科学版);2010年02期
7 何为,陈香,杨基海;不同思维作业电信号的高准确度模式分类[J];上海生物医学工程;2004年04期
8 吴晓彬;郭影;邱天爽;鲍海平;;B样条小波在提取脑电癫痫棘波中的应用[J];生物医学工程学杂志;2006年05期
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5 葛家怡;周鹏;王明时;;睡眠脑电信号样本熵的研究[A];天津市生物医学工程学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
6 贾文艳;赵香花;高小榕;高上凯;杨福生;;2003年脑机接口数据竞赛论文之五——想像左右手运动的单次脑电信号分类[A];首届全国功能神经影像学和神经信息学研讨会论文汇编[C];2003年
7 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
8 张伟;田心;;癫痫脑电整体及小波分量的相位同步性[A];天津市生物医学工程学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
9 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
10 王娆芬;张建华;王行愚;;基于ICA和FCM算法的操作员脑电信号眼电伪迹自动去除研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 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
2 李红;芯片能给人第二次生命吗[N];科技日报;2004年
3 小峰;数字化技术:警察的好帮手[N];人民公安报;2010年
4 本报记者 孙刚;未来医疗:明天我们这样治病[N];解放日报;2010年
5 本报记者 赵建国;“意念”控制技术让人们心想事成[N];中国知识产权报;2008年
6 王坤;我国精神疾病治疗获突破[N];中国医药报;2001年
7 张献怀;“癫痫刀”投入临床[N];中国中医药报;2001年
8 本报特约撰稿人 陆志城;我思,故我动[N];医药经济报;2003年
9 刘成前;手术治疗精神病获突破[N];医药经济报;2002年
10 山西 张树弼;浅谈光电耦合器[N];电子报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 赵岩斌;脑电数据的函数分析方法[D];东北师范大学;2011年
3 石立臣;基于脑电信号的警觉度估计研究[D];上海交通大学;2012年
4 欧阳高翔;癫痫脑电信号的非线性特征识别与分析[D];燕山大学;2010年
5 王娆芬;过程控制操作员生理信号分析及功能状态建模[D];华东理工大学;2012年
6 梁静坤;基于想象驾驶行为的脑电信号分析与脑机接口研究[D];河北工业大学;2012年
7 季忠;脑电信号特征信息提取的时频分析方法及虚拟式脑电图仪的研制[D];重庆大学;2003年
8 朱晓军;HHT变换及其在脑电信号处理中的应用研究[D];太原理工大学;2012年
9 崔冬;多通道脑电信号建模及同步分析[D];燕山大学;2011年
10 施锦河;运动想象脑电信号处理与P300刺激范式研究[D];浙江大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张新;脑电信号分析在认知功能中的研究[D];重庆大学;2010年
2 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
3 赵建林;癫痫脑电信号识别算法及其应用[D];山东大学;2010年
4 王娟;慢性痛多通道脑电信号分析[D];燕山大学;2011年
5 李窦哲;脑—机接口系统中脑电信号采集与特征识别[D];山西大学;2010年
6 张倩华;脑电信号的非广度熵分析[D];汕头大学;2004年
7 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
8 勾慧兰;1/f波电刺激前后脑电功率谱和复杂度的分析研究[D];河北科技大学;2010年
9 李县辉;脑电信号的小波相关与互信息分析[D];汕头大学;2003年
10 姜波;多自由度智能假手控制系统的研究[D];大连理工大学;2005年
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