收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

癫痫脑电信号的非线性特征识别与分析

欧阳高翔  
【摘要】: 从20世纪80年代,随着非线性动力学理论的发展,非线性动力学被广泛地用于分析癫痫脑电信号。然而,由于基于混沌理论的非线性动力学分析方法需要假设脑电是低维混沌信号,对脑电信号的数据长度及平稳度要求较高,且对脑电信号中的噪声很敏感。为了克服传统非线性动力学方法的缺点,本文立足于癫痫脑电信号分析的要求,提出了新的方法用于刻画癫痫发作各阶段脑电信号的动力学特征变化。 首先,结合传统递归图和排序递归图提出了混杂递归图方法分析失神发作脑电信号。该方法的新颖性在于定义时间序列的递归状态时,不仅考虑局部相空间距离而且考虑局部排序模式分布结构。仿真分析表明,基于混杂递归图的对角线结构分布的确定性测度DET,能够刻画模型参数的变化,并且抗噪声干扰能力更强。该方法用于分析大鼠失神发作间隙期、发作前期和发作期脑电信号的确定性特征,发现发作前期脑电信号的DET均值显著地大于发作间隙期,但显著地小于发作期。结果表明大鼠失神性癫痫发作前期脑电的确定性特性程度比发作间隙期脑电更高,但是比发作期脑电更低。 其次,为了进一步调查失神性癫痫发作各阶段脑电信号隐藏的非线性动力学特征,基于脑电信号的排序模式分布特性,提出了一个新颖的相异性指数方法。该方法通过计算排序模式分布的距离来分析两段脑电信号的相异性。由神经元群模型模拟生成脑电信号,仿真分析相异性指数的性能。结合移动窗口技术,该方法用于分析110段大鼠失神发作脑电信号,其中58段失神发作脑电信号在其发作前相异性指数有显著地增加,能够成功地检测到发作前期状态,表明该方法可以用于检测失神发作脑电信号的动力学特征变化。 再次,针对脑电同步分析在癫痫发作研究中的重要意义,基于排序模式分析提出了一个新颖的互信息估计方法。该方法通过对时间序列排序模式进行分类,来实现复杂的概率分布估计,从而直接估计出时间序列的信息量。通过耦合Henon映射模型和耦合神经元群模型模拟生成耦合时间序列,仿真分析排序互信息方法的性能。相比于传统的直方图方法,基于排序模式的互信息估计方法能够更好地刻画模型耦合系数的变化,而且抗噪声干扰能力更强。该方法应用于分析癫痫发作脑电信号,发现脑电信号间的互信息随着癫痫发作的开始而逐渐增加,在完全发作时达到最大。 最后,提出了排序自互信息法用于刻画癫痫发作间隙期、发作前期和发作期脑电的动力学特征。仿真分析发现噪声和混沌序列的自互信息AMI(δ)值随着时滞偏移δ增大而衰减的速率不同,表明自互信息方法能够区别噪声和混沌序列。该方法用于分析癫痫发作各阶段脑电信号,发现发作间隙期、发作前期和发作期脑电的自互信息值分别在时滞偏移δ大约为5-6、7-8和9-10时达到稳定值。进一步结合线性判别分析,表明排序自互信息能够识别不同发作阶段的脑电信号。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 师黎;陈明静;;基于小波包分解和遗传神经网络的癫痫识别[J];计算机工程与应用;2010年12期
2 周建芳;罗晓曙;胡叶容;;基于切片谱的脑电特征分析[J];现代电子技术;2008年18期
3 袁野;李月;;正常和癫痫脑电信号之间非线性程度差异[J];吉林大学学报(工学版);2009年06期
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
11 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
12 张莉;何传红;何为;;脑-机接口的研究现状与挑战[J];现代科学仪器;2007年02期
13 肖丹;王平;;能量熵在运动想象脑电信号分类中的应用[J];江西蓝天学院学报;2008年03期
14 刘国松,周佳音;一种改进的电子计算机脑电频谱分析方法[J];基础医学与临床;1983年05期
15 梅村,何育芬;脑电信号的自适应分段和分类存档[J];北京邮电大学学报;1994年01期
16 孟欣,邹睿,邵颉,欧阳楷;简化EEG为符号序列及对其复杂度的研究[J];山东生物医学工程;1995年02期
17 王蔚,陈杰,张胜,宁新宝;16导脑电信号分形强度的左右分布[J];上海交通大学学报;2003年09期
18 陈香,杨基海,叶硃,何为,梁政,冯焕清;基于不同特征参数的脑电信号分类[J];北京生物医学工程;2004年04期
19 孙卫国,张庆平,卢广文;基于多变量相空间重构法的癫痫脑电研究[J];中国医学装备;2005年08期
20 张爽;周鹏;王明时;;脑—机接口的研究进展及展望[J];医疗卫生装备;2007年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔建国;王旭;;基于光纤隔离与通讯的生物电信号放大方法研究[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004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 赵丽;万柏坤;高扬;;基于脑电信号α波的电动小车控制系统研究[A];《制造业自动化与网络化制造》学术交流会论文集[C];2004年
4 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
5 王行愚;;基于脑电信号的人机融合控制[A];第二十三届中国控制会议论文集(上册)[C];2004年
6 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
7 欧阳高翔;崔素媛;李小俚;;基于脑电非线性动力学的癫痫发作分析[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
8 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
9 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
10 林相波;邱天爽;李小兵;王静;;基于小波变换的癫痫发作前脑电特征分析[A];第十一届全国信号处理学术年会(CCSP-2003)论文集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 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
3 赵岩斌;脑电数据的函数分析方法[D];东北师范大学;2011年
4 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
5 崔冬;多通道脑电信号建模及同步分析[D];燕山大学;2011年
6 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
7 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
8 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
9 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
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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 卫生部中日友好医院神经内科 任连坤;癫痫发作紧急处理有方法[N];保健时报;2007年
2 湖南省第二人民医院 李振光;根治“猪婆疯”不是梦[N];大众卫生报;2006年
3 霍滨;张大妈“癫痫”发作的背后[N];大众卫生报;2005年
4 本报记者 王丹;揭开大脑内“点燃”之谜[N];健康报;2009年
5 张忠霞 张小军;诺华:召回危险儿童止咳贴片[N];新华每日电讯;2006年
6 黎小溪;癫痫发作导致绝经期提前[N];医药经济报;2004年
7 郝玲;孩子惊厥就是癫痫吗[N];家庭医生报;2007年
8 韩小梅;药物治疗癫痫患儿会不会变傻[N];家庭医生报;2007年
9 本报记者 李颖 通讯员 郑杨;应积极有效地控制青少年癫痫[N];科技日报;2006年
10 副主任医师 魏开敏;控制癫痫发作避免损及智力[N];卫生与生活报;2006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
  • 010-62982499
  • 010-62783978