[发明专利]基于脑电信号的阿尔兹海默症检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，特别是一种基于脑电信号的阿尔兹海默 症检测系统及检测方法。

背景技术

阿尔兹海默症，俗称老年痴呆症，是一种神经系统退行性疾病，也是最 常见的痴呆症。它主要影响65岁以上的老年人，预计在未来50年其患病率 会成倍增加。但是，现阶段没有治愈阿尔兹海默症的手段，大量的药物只能 够延缓该疾病的恶化。阿尔兹海默症疾病被划分为四个不同的阶段：第一阶 段是轻度认知障碍阶段，通常表现为记忆丧失，但不会显著地影响日常生活； 接着是轻度和中度阿尔兹海默症阶段；最后是重度阿尔兹海默症，患者的记 忆、感知、思维甚至基本的生理活动均严重受损。

阿尔兹海默症的医学诊断是非常困难的，并且阿尔兹海默症的表现通常 易被认为是自然衰老所致。医学的诊断通常是采用多种方法结合，如需要经 过心理学测试，血液测试，脊髓液测试，神经病学检测，成像技术等来进行 诊断。近年来，利用脑电信号来诊断阿尔兹海默症的研究引起了广泛的关注。 由于脑电采集设备经济、便携，且对人无创安全，脑电信号时间分辨率非常 高，因此脑电已经成为一种潜在的诊断阿尔兹海默症的手段。

目前，研究表明阿尔兹海默症的脑电信号与正常人相比主要有三方面的 异常：脑电信号的慢化，复杂度的降低以及脑电信号同步性的降低。其中， 利用同步性构建脑功能网络的检测方法有很多，各有利弊，但仍没有公认的 一种算法能够作为诊断阿尔兹海默症功能异常的最佳方法。相空间重构是很 成熟的研究混沌结构性的方法之一。复杂网络方法作为构建脑电功能网络的 方法被广泛研究。二者结合的相空间网络算法是一种基于相空间重构和聚类 系数序列相关系数来构建脑功能网络的方法，它能够将脑电信号时间序列的 大量非线性混沌信息提取出来应用于脑功能网络的构建中，亟待研发。

专利(申请号：201310137455.3)公开了一种使用预处理后的脑电信号 构建脑功能网络方法，计算导联间的皮尔逊相关系数构建脑功能网络，计算 脑功能网络的聚合系数、全局效率等属性作为中风康复程度指标。

专利(申请号：201410841025.4)公开了一种基于偏定向相干的疲劳脑 网络分析方法，通过对采集疲劳前后的脑电信号进行预处理，对各通道两两 之间计算偏定向相干分析值构建因效性网络；对脑网络参数进行分析,了解 疲劳的神经生理机制。

专利(申请号：201310026238.7)公开了一种通过小波重构和水平可视 图复杂网络转换和复杂网络分析脑电信号的方法，计算脑电信号构成的复杂 网络的平均路径长度和网络聚类系数,从而实现脑电信号及不同频带脑电信 号的混沌时间序列信号特性分析。

前两种方法均为基于导联间的线性同步构建脑功能网络，不能有效反映 脑电这种混沌信号的非线性特征。第三种方法虽然采用了复杂网络的方法提 取脑电非线性特征，但仅仅基于单导联特征，不能反映脑功能网络的异常。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明的目的是提供一种基于脑电信号的阿尔兹 海默症检测系统及检测方法，其关键技术是利用多导信号非线性的复杂网络 特征构建脑功能网络，以网络小世界度作为衡量阿尔兹海默症脑电特征对阿 尔兹海默症进行检测。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供基于脑电信号的阿兹海 默症检测系统，其中：该系统包括有相互连接的电极帽，UEA-FZ脑电放大 器装置，数据分析系统；所述电极帽包括有16导电极，多个导电极采集人 体头皮16导脑电信号，电极帽与UEA-FZ脑电放大器装置通过PCI并口相 连，导入采集信号到UEA-FZ脑电放大器装置；所述UEA-FZ脑电放大器装 置对16导脑电信号进行放大、记录，所记录的信号通过USB串口导入到数 据分析系统；所述数据分析系统包括有EEGLab模块，信号处理模块，检测 模块，三个模块相互连接实现对脑电信号异常的检测。

同时提供一种基于脑电信号的阿尔兹海默症检测系统的检测方法。