發(fā)布時(shí)間：2021-03-05 10:47

　　鎖相刺激技術(shù)在神經(jīng)機(jī)制研究及臨床治療中具有很好的應(yīng)用前景,但需解決腦電信號(hào)（EEG）和刺激信號(hào)之間相位鎖定的問題。由于EEG復(fù)雜的時(shí)變性,目前還缺乏用于實(shí)現(xiàn)與EEG鎖相的有效刺激算法。為此,提出基于變分模態(tài)分解（VMD）和自回歸（AR）預(yù)測(cè)的鎖相刺激方法。首先對(duì)采集的EEG進(jìn)行VMD處理,得到多個(gè)本征模態(tài)信號(hào);然后對(duì)每個(gè)本征模態(tài)信號(hào)采用AR模型進(jìn)行預(yù)測(cè),將所有模態(tài)對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)值疊加;最后依據(jù)疊加結(jié)果的頻率和相位特征,生成與EEG鎖相的刺激。分別對(duì)模擬EEG和20名受試者（年齡20～36歲,男性12名,女性8名）的睜、閉眼靜息態(tài)EEG進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明,VMD-AR方法能很好地克服EEG非平穩(wěn)性的影響而生成具有更高鎖相值（PLV）的刺激;預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)從0.01 s增大至0.4 s時(shí),睜眼EEG的PLV從0.99減小至0.39,閉眼EEG的PLV從0.99減小至0.65;建模時(shí)長(zhǎng)從0.25 s增大至2.5 s時(shí),睜眼EEG的PLV從0.64增大至0.83,閉眼EEG的PLV從0.53增大至0.65;在所有測(cè)試條件下,VMD-AR方法的鎖相性能均優(yōu)于AR和基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的AR方法EMD-AR。該... 

【文章來源】：儀器儀表學(xué)報(bào). 2020,41(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

EEG采集系統(tǒng)

對(duì)1名受試者3 s時(shí)長(zhǎng)的睜眼EEG進(jìn)行窄帶濾波后,剔除前0.2 s,余下2.8 s的數(shù)據(jù)。從2.8 s的數(shù)據(jù)中取前0.7 s用于AR建模(建模時(shí)長(zhǎng)為待處理數(shù)據(jù)長(zhǎng)度的1/4,以下計(jì)算相同)。預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為0.2 s。各部分的計(jì)算結(jié)果如圖2所示。為顯示清晰,僅展示1 s的結(jié)果。EEG 經(jīng)過EMD和VMD分解后得到多個(gè)本征模態(tài)分量,對(duì)多個(gè)模態(tài)分量進(jìn)行疊加就得到重構(gòu)信號(hào)。圖 2(a)所示為濾波EEG和由EMD、VMD得到的重構(gòu)EEG波形�？梢钥吹�,重構(gòu)EEG與濾波EEG基本吻合。說明兩種方法分解出的多模態(tài)分量均能很好地還原出原信號(hào),后續(xù)可以采用這兩種方法進(jìn)行EEG分解。

不同預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)下,AR、EMD-AR和VMD-AR的

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]變分模態(tài)分解和同步擠壓小波變換識(shí)別時(shí)變結(jié)構(gòu)瞬時(shí)頻率[J]. 劉景良,鄭錦仰,林友勤,邱仁輝,駱勇鵬.  振動(dòng)與沖擊. 2018(20)
[2]基于變分模態(tài)分解和FABP的短期電力負(fù)荷預(yù)測(cè)[J]. 張淑清,宿新爽,陳榮飛,劉婉,左一格,張赟.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2018(04)
[3]基于總體經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的多類特征的運(yùn)動(dòng)想象腦電識(shí)別方法研究[J]. 楊默涵,陳萬忠,李明陽.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]癲癇發(fā)作瞬態(tài)帶寬特征自適應(yīng)檢測(cè)方法[J]. 張鵬博,王雪,張蔚航,戴逸翔.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2016(06)
[5]一種閉環(huán)式神經(jīng)電刺激系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 封洲燕,陳丹,肖乾江.  儀器儀表學(xué)報(bào). 2012(02)



本文編號(hào)：3065073