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专利号: 2021100423951
申请人: 燕山大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于多通道神经信号分析的信号间耦合强度判断方法,其特征在于:其包括以下步骤:

步骤S1:在脑电数据库中采集多通道脑电信号;

步骤S2:对采集的脑电信号进行预处理,预处理包括去除大振幅噪声、剔除50Hz工频信号和快速独立成分分析去除生理噪声成分;

选取两个通道预处理后的时间序列xt和yt,进行m维相空间重构,将重构的时间序列按递增顺序排列;

步骤S2中去除采集信号的大幅度噪声,并利用陷波滤波器去除50Hz的工频信号,对信号进行降采样,利用快速独立成分分析方法去除生理噪声;

选取预处理后脑电信号的两个时间序列,选取嵌入维数m滞后τ,进行m维相空间重构,将重构后的时间序列按照递增的顺序来排列;

选取两个时间序列xt和yt,t=1,2,...n,采用相空间重构方法构造具有嵌入维数m和滞后τ的向量Xt[xt,xt+τ,...,xt+mτ]和Yt[yt,yt+τ,...,yt+mτ];其中,τ是一个特定的样本点,将时间序列按递增顺序排列,并用Xt和Yt分别作为排序后时间序列和 的表示符号;

步骤S3:分别计算xt和yt边缘概率分布函数,并计算这两个时间序列的熵值,基于联合概率函数计算这两个时间序列的联合熵;

步骤S3中分别计算两个时间序列的边缘概率分布函数,根据分布函数计算两个时间序列的熵值,并基于联合概率函数计算两个时间序列的联合熵,具体为计算xt和yt边缘概率分布函数,分别表示为p(x)和p(y),xt和yt的熵被定义为:基于联合概率函数计算联合熵H(X,Y)步骤S4:计算两个时间序列的原始PCMI;

步骤S5:选取两个时间序列中的一个用来生成替代时间序列,采用幅值不变相位随机的变换方法生成20组替代数据,计算基于替代样本的替代PCMI;

步骤S6:验证原始的PCMI是否为纯正PCMI,采用替代样本集来验证原始PCMI的离群特性,得到纯正PCMI的值。

2.根据权利要求1所述的基于多通道神经信号分析的信号间耦合强度判断方法,其特征在于:

步骤S4中根据两个时间序列的熵值以及联合熵计算原始的PCMI,时间序列xt和yt的原始PCMI描述为:

PCMI(X;Y)=H(X)+H(Y)‑H(X,Y)。

3.根据权利要求1所述的基于多通道神经信号分析的信号间耦合强度判断方法,其特征在于:

步骤S5中选取两个时间序列中的一个来生成替代时间序列,采用幅值不变相位随机的方法生成的替代数据,替代次数选择为20次。

4.根据权利要求1所述的基于多通道神经信号分析的信号间耦合强度判断方法,其特征在于:

步骤S6中验证原始的PCMI是否为纯正PCMI,并与替代PCMI比较是否存在离群分布,如果为离群分布,则原始PCMI为纯正PCMI,否则为伪PCMI;假设H0=1并且概率p<0.05,则GPCMI=PCMIo,即原始的PCMI;否则GPCMI=0,或被命名为PCMIsp,即伪PCMI,GPCMI的计算描述如下: