[发明专利]一种基于时域分析的自适应脑电波信号异常的检测方法

说明书

本发明公开了一种基于时域分析的自适应脑电波信号异常的检测方法，其方案为：采集待检测的脑电波信号，进行去噪滤波；按照时间长度分段；计算各段平均值和方差；选取灵敏度参数；计算各脑电波信号段加权平均值和加权方差；计算脑电信号自适应加权阈值；选取容忍时间；对超过阈值的脑电信号进行计数，计数值大于设定某值时实时报警；对报警次数进行计数，次数越多，该采集到的脑电信号处于异常情况概率越大。本发明具有安全、方便、廉价、无创的特点，而且还可以实时地、动态地观察被测对象大脑工作情况，为临床医学提供有效的辅助治疗。

技术领域

本发明涉及脑电波信号检测与识别技术领域，具体涉及一种基于时域分析的自适应脑电波信号异常的检测方法。

背景技术

大脑是人体感知处理外界环境信息的中枢，是人体所有动作、语言等机能的控制中心，其以全身的神经细胞为媒介向身体各部分发出指令，这些指令信息均通过脑电信号传递出来，且脑电信号会随着人们的思维活动或者外界刺激等呈现出某种相对应的、有规律的变化，即抽象的大脑活动所表达的人的意愿可通过实际的物理电信号表征出来。目前，关于脑电波信号的研究大多处于实验室阶段，其实际应用的领域较少，主要集中在医疗领域。在医疗领域，脑电波信号主要为思维正常而肢体障碍的患者提供对外交流和对外部设备的控制，如智能轮椅、虚拟打字和机器人操控等。

现有技术中，脑电波信号检测一般分为主观检测技术和客观检测技术。主观检测技术是指主治医师或脑科精神学家对采集到的脑电波信号进行长时间的观察，以此判定大脑是否正常。客观检测技术是指采用现有的时频域分析方法，对脑电波信号进行自动检测，给出具有一定可信度价值的结果。但目前为止，关于脑电波信号的研究主要集中在频域范围的研究中，而实际临床研究发现，当大脑处于异常工作状态时，其经过去噪滤波的脑电信号的幅值常常要高于正常的脑电信号，利用采集得到的脑电波信号，经过去噪滤波后，实时计算出加权阈值，便可以自适应脑电信号变化，进而对脑电波信号进行检测，根据超出阈值的多少，来判断大脑的工作情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于时域分析的自适应脑电波信号异常的检测方法，实现对脑电波信号异常的实时检测和实时显示，为临床医学提供辅助性治疗。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于时域分析的自适应脑电波信号异常的检测方法，通过采集被测对象的脑电信号，根据被测脑电信号的时域幅值特点进行脑电波信号的异常检测，由此来判定被测对象大脑的工作状态，其检测方法包括如下步骤：

步骤1.采集被检测对象的脑电波信号，选取长度为k的待分析脑电信号进行去噪滤波，然后将k长度的脑电信号以信号长度n为单位进行分段，其中，n＜k，且n、k属于正整数；

步骤2.计算分段后各个脑电波信号段的平均值m(k)和方差v(k)，所述平均值m(k)和方差v(k)利用如下公式计算：

其中，k表示所分析的脑电信号的长度，n表示信号长度单位，x_(i)表示脑电信号；

步骤3.选取灵敏度参数ζ，灵敏度参数ζ利用如下公式计算：

ζ＝σ*v(k)/m(k) (2)

其中，σ为调节参数，σ∈(0,1)；

步骤4.根据灵敏度参数ζ计算出各段脑电信号的加权平均值和加权方差所述加权平均值和加权方差利用如下公式计算：

步骤5.计算脑电信号自适应加权阈值T(k)，所述加权阈值T(k)利用如下公式计算：

其中，t_β表示概率为β的t分布的分位数；