基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究

发布时间：2017-05-18 11:12

  本文关键词：基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：脑电信号振荡同步是大脑不同区域间进行信息传送、处理以及功能整合的一个重要特征。对大脑不同区域脑电信号进行多通道同步分析,探索大脑各功能区域间相互协作的机制,深入理解大脑絮乱导致疾病的机理,对脑部神经疾病诊断、预防和治疗具有重要意义。本论文研究了多通道脑电信号同步算法,提出归一化加权排序互信息全局同步指数,并将该方法用于分析实际糖尿病患者轻度认知障碍的脑电信号。首先,对S估计器、同步索引、全局同步索引这三种多通道同步分析算法在时间窗宽度、信噪比和耦合系数方面进行模型仿真分析后,又对实际糖尿病脑电源信号的同步性进行研究,糖尿病遗忘型轻度认知障碍组和对照组的同步值统计分析结果表明,两组在额区和颞区的delta和beta2频段,以及枕区的theta和beta2频段出现显著性差异。其次,基于加权排序熵和互信息,提出归一化加权排序互信息方法。应用双变量耦合模型对该方法在耦合系数、数据长度、延迟时间、嵌入维数和噪声方面与归一化排序互信息方法进行仿真分析对比,结果表明该方法性能明显优于归一化排序互信息。将该方法与S估计器方法相整合,提出归一化加权排序互信息全局同步指数,非常适合用于多通道的脑电信号同步分析,且具有良好的可靠性和鲁棒性。最后,应用归一化排序互信息全局同步指数和归一化加权排序互信息全局同步指数对实际糖尿病患者分区后的脑电信号进行同步分析,统计分析发现两组在后额区、中央区和枕区的归一化加权排序互信息全局同步指数值存在显著性差异。对同步与认知功能的皮尔森线性相关分析发现认知功能与脑电信号同步间存在一定的关联。
【关键词】：糖尿病 脑电信号 多通道同步分析 互信息 加权排序熵
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R741;TN911.7
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景及意义12
• 1.2 脑电信号的介绍12-14
• 1.2.1 脑电信号产生机理12-13
• 1.2.2 脑电信号的特点13-14
• 1.2.3 脑电信号的分类14
• 1.3 脑电信号同步分析研究现状14-17
• 1.3.1 双通道脑电信号同步分析方法14-15
• 1.3.2 多通道脑电信号同步分析方法15-17
• 1.4 论文的主要研究内容17-18
• 第2章 脑电信号同步分析算法18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 双通道同步分析算法18-21
• 2.2.1 互相关函数18-19
• 2.2.2 相位同步法19
• 2.2.3 一致性19
• 2.2.4 双通道香农熵19-21
• 2.3 多通道同步分析算法21-23
• 2.3.1 同步似然21-22
• 2.3.2 Omega复杂度22-23
• 2.3.3 全区段同步化估计23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 神经量表筛查与脑电信号采集24-30
• 3.1 引言24-25
• 3.2 认知障碍量表评估25-27
• 3.3 纳入和排除标准27-28
• 3.4 脑电信号的采集28-29
• 3.5 本章小结29-30
• 第4章 多通道同步算法的研究30-40
• 4.1 引言30
• 4.2 多通道同步分析方法30-32
• 4.2.1 S估计器30-31
• 4.2.2 基于相关矩阵的多通道同步方法31-32
• 4.3 模型仿真分析32-35
• 4.3.1 时间窗宽度对S估计器、SI和GSI的影响33-34
• 4.3.2 信噪比对S估计器、SI和GSI的影响34
• 4.3.3 耦合系数对S估计器、SI和GSI的影响34-35
• 4.4 糖尿病患者a MCI脑电源信号同步分析35-39
• 4.4.1 大脑皮层源信号35-36
• 4.4.2 皮层源信号同步分析36
• 4.4.3 同步及统计分析结果36-39
• 4.5 本章小结39-40
• 第5章 基于加权排序熵的多通道同步分析40-60
• 5.1 引言40
• 5.2 方法40-47
• 5.2.1 互信息40-42
• 5.2.2 排序熵42-43
• 5.2.3 加权排序熵43-45
• 5.2.4 加权排序互信息45-47
• 5.3 模型仿真分析47-51
• 5.3.1 耦合系数对算法的影响47-48
• 5.3.2 噪声对算法的影响48-49
• 5.3.3 数据长度对算法的影响49-50
• 5.3.4 延迟时间和嵌入维数对算法的影响50-51
• 5.4 基于加权排序熵的全局同步指数51-52
• 5.5 糖尿病a MCI脑电信号的分析52-58
• 5.5.1 脑电信号同步分析53-54
• 5.5.2 同步值统计分析54-55
• 5.5.3 认知量表的统计分析55-56
• 5.5.4 同步与认知功能障碍的相关性56-58
• 5.6 本章小结58-60
• 结论60-62
• 参考文献62-68
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果68-69
• 致谢69-70
• 作者简介70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 边志杰;路承彪;罗建平;崔冬;李小俚;;糖尿病诱发的认知功能损害研究[J];生物医学工程学杂志;2013年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 崔冬;多通道脑电信号建模及同步分析[D];燕山大学;2011年

  本文关键词：基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375906