[发明专利]一种脑电超慢波检测分析方法及其数据处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及诊断用医疗技术设备领域，特别涉及对超慢频率电波进行检测分析的设备；本发明还涉及应用该设备对脑电进行检测分析的方法。

背景技术

在当代医疗技术领域，心电图、脑电图、肌电图等采集分析人体生理和病理电信号的仪器设备被普遍应用，成为诊断的重要手段。目前的电子诊断器具对电波的采集分析局限于快波频段，即频率在Hz以上到兆Hz级别的电波，而对频率在0.3Hz以下的慢波特别是对频率在mHz级别的超慢波无以采集和分析。

在脑电技术领域，现有的脑电分析设备检测频率在0.5-50Hz范围的脑电波。然而，有动物实验表明，在mHz级别的超慢波范围内，某特定频率的脑电波变化反映脑内某种神经递质的变化，成一一对应关系。目前已确认六种递质所对应的超慢波频率，它们是，1mHz→伽马氨基丁酸；2mHz→谷氨酸；4mHz→5-羟色氨；5mHz→乙酰胆碱；7mHz→去甲肾上腺素；11mHz→多巴胺。因此，通过对脑电信号中的超慢波分析来检测脑内神经递质的水平是一种很有前途的无创伤检测方法。在其准确性达到足够高的程度时，将可取代现有的生物化学检验方法。

本发明人的在先专利申请CN1632816A“一种脑电涨落信号分析方法及其设备”，在上述研究成果基础上，提出了一种无创伤的脑内神经递质检测技术。通过依次进行的脑电功率涨落信号分析、脑电涨落图分析和S谱系分析对脑电信号进行分析，筛选脑电中超慢波，按其功率进行排序，并对脑内神经递质所对应的超慢波基频及其谱系进入前八位的次数进行统计，以统计数据来反映该神经递质的功能状况。

但该专利申请的技术在应用中发现若干不足之处：①它在进行优势脑波的提取时，只将功率值最大的频率提取出来，其它的频率被忽略，导致有效信息丢失；②它所分析的超慢波限定在1-255mHz的范围内，而在255mHz之外还有大量的有价值的超慢波信息被遗弃；③它以统计各神经递质所对应的特定频率超慢谱系进入各频率排序前八位的次数作指标，所反映的是多种神经递质功能大小的排序情况，而非各个神经递质实际存在的水平，与临床需要尚有距离。而且，该方法忽略了排序第九位以后的信息，使检测结果包含的信息不全面，影响结果的准确性；④它没有对超慢谱系之间的相互关系进行深入分析的模块，不能检测超慢谱系之间相互作用的深层次的信息。

临床实践和动物实验表明，该专利申请技术的准确率只有50％左右，限制了它的临床使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高灵敏度和高准确性的脑电超慢波检测方法，同时提供应用该方法对脑电超慢波进行检测分析的设备。

本发明一种脑电超慢波分析方法，包括脑电功率涨落信号分析和相继进行的脑电涨落图分析、单频竞争分析、熵值分析。

脑电功率涨落信号分析的步骤为，对脑电信号数据按设定的时间长度进行分段，对每段数据进行功率谱分析，得最大功率幅值或总功率幅值。最大功率幅值为每个时间段中0.5-50Hz频率范围内的最大功率幅值；总功率幅值为每个时间段中0.5-50Hz频率范围内任一频段的功率；将最大功率幅值或总功率幅值作为这一段数据相应的涨落信号采样点，将所有涨落信号采样点按原来的时间顺序排列，从而得到最大功率幅值涨落信号和相应频率涨落信号，或总功率幅值涨落信号，将最大功率幅值涨落信号和总功率幅值涨落信号作为重组的脑电涨落信号。

本发明脑电超慢波分析方法，包括在脑电功率涨落信号分析基础上进行熵值分析，步骤为，根据H=-Σk=813pklg2pk]]>来计算熵，p_k为脑电波中各个频率占优的概率。

本发明脑电超慢波分析方法，包括在脑电功率涨落信号分析的基础上进行单频竞争分析，步骤为，将脑电功率涨落信号分析取得的频率涨落信号中相同的最优频率数目随时间变化过程进行累加，得到最优频的概率曲线。