癲癇腦電信號(hào)自動(dòng)檢測的研究.pdf

1、A t h e s i ss u b m i t t e dt oZ h e n g z h o u U n i v e r s i t yf o r t h e d e g r e eo f M a s t e rR e s e a r c h o n A u t o m a t i c D e t e c t i o n o f E p i l e p t i cE E GB y M u x i a o L iS u p e r v

2、 i s o r ：P r o f ．J i eW a n gC o n t r o lT h e o r y a n dC o n t r o l E n g i n e e r i n gI n s t i t u t e o f E l e c t r i c a lE n g i n e e r i n gM a y , 2 0 1 4摘要摘要癲癇是困擾人類健康的常見疾病之一，是一種患病率較高的腦部疾病。從電生理學(xué)的角度來看，其

3、發(fā)病是由大腦內(nèi)的神經(jīng)元沿著神經(jīng)回路產(chǎn)生高頻率的異常放電所導(dǎo)致的。這些高頻放電可誘發(fā)大腦皮質(zhì)各區(qū)的強(qiáng)直發(fā)作，同時(shí)會(huì)伴隨著意識(shí)消失等癥狀。腦電圖( E E G ) 是癲癇疾病診斷過程中非常重要的一個(gè)手段，癲癇發(fā)作時(shí)產(chǎn)生的特殊波形如棘波、尖波等都可以通過腦電圖體現(xiàn)出來。通常情況下，需要較完整的發(fā)作期及發(fā)作間期的腦電圖資料來對(duì)此疾病做出評(píng)估判斷，以便確定患者的癲癇疾病屬于何種類型、需要如何進(jìn)行藥物治療或手術(shù)治療，這就需要對(duì)癲癇病人進(jìn)行長程的腦電

4、檢測。此過程產(chǎn)生的E E G 數(shù)據(jù)的量非常大，單靠人工診斷十分耗時(shí)。且在醫(yī)學(xué)專家的肉眼判斷過程中，會(huì)因主觀因素或判斷標(biāo)準(zhǔn)的不同而產(chǎn)生診斷結(jié)果的偏差。所以，探索一種能夠自動(dòng)檢測癲癇腦電信號(hào)的方法具有很重要的意義。本文在總結(jié)了國內(nèi)外現(xiàn)有的癲癇腦電自動(dòng)檢測方法的基礎(chǔ)上，提出了兩種基于非線性特征提取的自動(dòng)檢測方法，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的有效性。首先，本文介紹了一些腦電信號(hào)特征提取中較為有效的時(shí)頻分析方法及非線性分析方法。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)癲癇腦電

5、自動(dòng)檢測提出了如下方法：1 ．基于樣本熵與極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法，2 ．基于消除趨勢波動(dòng)分析與極限學(xué)習(xí)機(jī)的方法。在第一種方法中，首先采用時(shí)頻分析中的多分辨率分析方法，對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行多層小波分解，提取有用頻帶的E E G ，再對(duì)所提取頻帶的E E G 信號(hào)求其樣本熵。最后采用性能優(yōu)良的極限學(xué)習(xí)機(jī)進(jìn)行分類識(shí)別。在第二種方法中，采用消除趨勢波動(dòng)分析的方法，對(duì)E E G 求取標(biāo)度指數(shù)：再對(duì)小波分解后保留下的頻帶中的E E G 信號(hào)求其波動(dòng)指數(shù)，將兩類