時頻分析及其在腦電信號分析中應(yīng)用的研究.pdf

1、癲癇是大腦神經(jīng)元異常放電而引起的大腦功能障礙的表現(xiàn).癲癇樣放電的波形主要有以下幾種:棘波、尖波、棘慢復(fù)合波、尖慢復(fù)合波等.在臨床EEG檢查中,最重要的是識別EEG中是否出現(xiàn)棘波.人工觀察和檢測EEG是一項復(fù)雜而又耗時的工作,而且要使用額外的經(jīng)驗判據(jù),這就需要高級訓(xùn)練的專業(yè)人員,而這又正是目前普遍缺乏的.因此,腦電圖的自動檢測與分類就越發(fā)顯得迫切與重要.腦電癲癇棘波自動提取對于患者的診斷,以及減輕醫(yī)生的繁重勞動力都具有重要意義.由于腦電信

2、號的非平穩(wěn)性及強背景噪聲,因此對它的分析與處理一直是極其困難的但又非常吸引人的研究課題.隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是近年來在非平穩(wěn)信號分析理論上的一系列重大進(jìn)展為我們提供了腦電信號處理的新手段,時頻分析理論則是這一系列重大進(jìn)展中的一個.因此,本文的主要的研究目標(biāo)是尋找合適的時頻分析方法解決腦電癲癇棘波自動提取問題.本文在以下幾個方面完成了有特色的研究工作:首先,概述了時頻分析方法的基本理論、歷史和現(xiàn)狀,并介紹了已有的時頻分析方法在腦電

3、信號分析處理中的應(yīng)用;其次,研究了小波變換的基礎(chǔ)理論,尤其對B樣條小波能夠進(jìn)行信號突變點精確檢測的優(yōu)良特性進(jìn)行了詳細(xì)分析.腦電信號棘波對應(yīng)信號的突變點,其存在處的一階導(dǎo)數(shù)幅值最大,而二階導(dǎo)數(shù)為零.本文認(rèn)為B樣條小波在最大分解尺度為J=5時,對棘波的檢測效果最好;第三,減小交叉項分布(RID)是一種能夠有效抑制交叉項干擾的時頻分布方法,本文對設(shè)計出的棘波參考信號和EEG信號進(jìn)行RID時頻變換后求取相關(guān),根據(jù)相關(guān)程度的大小來進(jìn)行癲癇棘波提取

4、,最后對得到的相關(guān)系數(shù)再進(jìn)行加窗平滑改進(jìn),取得了較好的效果;最后,在遼寧省教育廳重大項目計劃和大連理工大學(xué)"生命+X"項目的支持下,作者所在的實驗室開展了新型視頻腦電圖儀及Holter的研究與開發(fā).本項目追求的根本目標(biāo)是依據(jù)數(shù)字信號處理技術(shù)的原理和最新進(jìn)展,擴展現(xiàn)有腦電圖儀器的功能并改善其性能,并把腦電Holter與視頻腦電有機結(jié)合,從而推出全新的、基于現(xiàn)代信號處理技術(shù)的新型腦電圖儀器.與本文相關(guān)的研發(fā)工作主要是有效的實現(xiàn)腦電特征信號波