脑电信号的现代分析方法

脑电图（EEG）是脑神经细胞电生理活动在大脑皮层或头皮表面的总体反映。临床实践表明，脑电信号中包含了大量生理与疾病信息，通过对脑电信号的处理，不仅可以为医生提供临床诊断依据，而且可以为某结脑疾病提供有效的治疗手段。作者从脑电信号的分析出发，论述了频域分析、时域分析等脑电图分析中常用的信号分析方法和特点，特别介绍了Wigner分布、小波变换和匹配跟踪等时频分析方法、人工神经网络和非线性动力学方法在脑电信号分析和处理中的应用情况。     

独立分量分析及其在ERP提取中的应用

利用ICA可将混合在观测信号中的相互独立的源信号分离出来的特性,针对脑电信号及其事件相关电位(ERP)的特点,提出一种基于ICA的ERP快速提取算法,并应用于仿真数据分离和实际脑电信号ERP提取.实验结果表明,该算法具有较强的稳健性和实用性.     

脑-机接口技术综述

脑-机接口(brain computer interface,BCI)是在人脑与计算机或其它电子设备之间建立的直接的交流和控制通道,通过这种通道,人就可以直接通过脑来表达想法或操纵设备,而不需要语言或动作.脑-机接口是一种全新的通讯和控制技术.对脑-机接口技术的发展、研究现状、工作原理以及涉及的关键技术进行了较为详细地综述.     

相同发育年龄的足月儿与早产儿睡眠脑电图特征对比分析

研究了振幅整合脑电图(aEEG)和样本熵评价新生儿脑发育成熟度是否受到胎龄的影响,计算了210例足月儿和122例早产儿在活动睡眠和安静睡眠(QS)阶段的aEEG和样本熵。结果表明:对于相同受孕后年龄(PMA)的足月儿和早产儿,其振幅整合脑电图的上、下边缘幅度值没有统计学差异;PMA在37~42周的QS阶段,足月儿的脑电样本熵明显高于早产儿(p0.01),其他PMA阶段样本熵在足月儿与早产儿间无统计学差异。aEEG脑发育特征随PMA改变;样本熵特征则受到胎龄影响。     

柔性衬底MEMS技术制备脑电图干电极阵列研究

设计了一种新型的脑电图干电极,主要用于采集脑电信号以进行基于脑电图的警觉度分析,替代传统的湿电极.采用柔性衬底微电子机械系统(MEMS)加工技术,在柔性衬底上制备出具有化学稳定性与生物相容性的微针状干电极阵列.通过铜牺牲层实现干电极微针的悬臂梁结构,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)剥离层实现器件从玻璃基底的完全释放,并经平面电极的多层组装实现了立体电极阵列.实验中干电极以聚酰亚胺作为柔性衬底,其针端及导线部分材料为镍,针端部分表面镀金.采用Neuroscan的脑电信号采集放大器对干电极性能进行了测试,测得阻抗约为10 kΩ,其时域和频域信号与传统湿电极基本一致.所制备的干电极成品率高、尺寸小、屏蔽佳、装配简单、可靠性好、机械强度大,符合快速、无痛的脑电信号采集要求.     

光照对昼夜节律与警觉度的影响

近年研究发现,光照可以显著影响人类健康.光敏感视网膜神经节细胞的发现将研究者的关注点从传统的视觉信息传导通路转移至非自觉视觉信息传导通路——即将光照信息传递到非形觉相关的大脑功能区,如下丘脑视交叉上核,进而调解昼夜节律、神经内分泌等生理功能.这条通路生理功能的发挥与光照强度、性质、时间等有着密切联系.年龄相关性因素对实际入眼光照产生各方面的影响.随着不断深入研究光照对下丘脑视交叉上核昼夜节律调节作用,学者开始关注光照对警觉度的影响.我们根据国内外最新研究进展及课题组的研究成果:(1)对比了传统的自觉视觉信息传导通路与非自觉视觉信息传导通路,总结了下丘脑视交叉上核在哺乳类动物生理及行为节律调控中的重要作用;(2)汇总了光照强度、作用时间、波段等因素对非自觉视觉信息传导通路功能的影响——调解昼夜节律、认知功能、警觉度;(3)分析了老龄化群体入眼光照减少的原因、产生的后果、以及白内障摘除手术的益处;(4)总结了脑电图技术作为一种评价警觉度的指标如何客观地反映光照对非自觉视觉信息传导通路的调解作用.     

基于脑电图的新型情绪识别特征提取方法

基于脑电图(EEG)信号对情感识别计算进行研究.针对脑电图的特征提取难和模型计算难的问题, 提出了一种从EEG信号中获得可靠区别特征的创新方法.该方法将微分熵与线性判别分析(LDA)相结合,可被应用于情绪EEG信号的特征提取.采用3类情绪EEG数据集进行实验,结果表明该方法能够有效提高EEG分类的性能:与原始数据集的结果相比,平均准确度提高了68%,比单独使用微分熵进行特征提取时的准确度高7%.总执行时间结果证明提出的方法具有较低的时间复杂度.研究结果在3类情感脑电图识别领域具有重要的实用价值,可被应用于实际的工程领域.     

语言认知EEG非线性时间序列分析

利用非线性时间序列分析方法,以汉语语言认知为例,探讨语言认知系统的动力学特性.通过计算F3,F4,P3,P4,Fz,Cz,Oz这些电极记录的脑电图(EEG)时间序列的关联维和Lyapunov指数,表明大脑语言认知系统属于高维的混沌动力学系统,只需有限的几个变量就可描述和表征这种整体的、宏观的特性.     

基于扩展Informax算法的脑电信号伪差分离研究

提出了一种基于扩展Informax算法的脑电伪差检测和分离方法，首先应用扩展Informax算法将脑电信号分解为相互独立的分量，并计算其解混矩阵和混合矩阵，通过分析分解结果发现；脑电信号中的伪差成分总是作为一到两个独立分量被分解出来，并且这些分量的空间分布与特定伪差类型相对应，因此，根据混合矩阵提取独立分量的空间分布特征，即可检测出伪差成分，进而重构出无伪差的脑电信号，分离眨眼伪差的实验结果也充分证明了这一方法的有效性。     

56例小儿急性病毒性脑炎脑脊液、脑电图与CT结果分析

通过对56例小儿急性病毒性脑炎患者的脑脊液、脑电图及CT检查结果分析，观察其对病毒性脑炎的诊断价值．结果脑电图及CT检查可为小儿病毒性脑炎的诊断与鉴别诊断提供重要依据．因此认为在临床上对高度疑诊病毒性脑炎者应同时进行脑脊液、脑电图及头颅CT检查，有助于早期诊断．