[发明专利]基于脑电α节律样本熵的脑卒中患者神经康复评定方法

摘要

一种基于脑电α节律样本熵的脑卒中患者神经康复评定方法：采集静息状态下的脑电信号；脑电信号数据预处理；提取脑电信号的α节律样本熵特征；建立脑电信号的α节律样本熵数据库；对脑卒中患者按照前面所述的过程提取脑电信号的α节律样本熵，将所得患者的脑电信号的α节律样本熵与所建立的数据库中相同康复时期的神经康复状况的平均水平相对照，判定脑卒中患者的神经系统恢复状况；评定完成后将所述脑卒中患者的脑电信号的α节律样本熵存入所建立的数据库。本发明采集卒中后患者EEG信号并对其α节律进行样本熵特征提取，通过此特征对卒中患者神经系统康复状况做出评定，为卒中康复干预治疗方案制定提供参考依据，有助于加速患者康复进程，提高其生存质量。

主权项

一种基于脑电α节律样本熵的脑卒中患者神经康复评定方法，其特征在于，包括如下步骤：1)采集静息状态下的脑电信号；2)脑电信号数据预处理，包括如下过程：(1)变参考电极，将参考电极Cz变为双耳A1、A2为参考电极；(2)进行0.6‑46Hz带通滤波，去除高频干扰成分；(3)使用独立成分分析方法去除眼电、心电干扰信号；(4)手动剔除剩余干扰成分，最终得到90s静息态脑电信号；(5)提取α节律脑电信号，将所得脑电信号进行8‑13Hz带通滤波，得到α节律脑电信号；3)提取脑电信号的α节律样本熵特征，包括如下过程：(1)选择H秒脑电信号进行脑电信号的α节律样本熵计算，H取5－10的整数，首先，将2－5分钟脑电信号长度依次分割为H秒长的数据段，对每一段数据计算脑电信号的α节律样本熵，最后取所有段数据的脑电信号的α节律样本熵平均值作为被采集者最终的脑电信号的α节律样本熵；(2)设定脑电信号的α节律样本熵的三个输入参数：嵌入维数m＝2，相似容限r＝0.2SD，其中SD为H秒脑电信号序列的标准差，数据长度N＝250×H；(3)设定H秒脑电信号时间序列为x(1)，x(2)，…x(N)，则脑电信号的α节律样本熵具体算法如下：按H秒脑电信号时间序列连续顺序组成一组m维矢量：X(i)={x(i)，x(i+1)，...，x(i+m‑1)，i=1，2，...，N‑m+1定义矢量X(i)和X(j)的距离d_X(i)，X(j)为两者对应元素差值中最大的一个，计算方式如下：d_X(i)，X(j)=max|x(i+k)‑x(j+k)|，k＝0，1，...m‑1    (1)对每一i值，统计d_X(i)，X(j)小于相似容限r的数目，计算所述d_X(i)，X(j)小于相似容限r的数目与距离总数之比，即：$B_i^m\left(r\right)=\{\mathrm{num}\left(d_{X\left(i\right),X\left(j\right)}\right)\<r\}/(N-m+1),j=\mathrm{1,2},...,N-m+1---\left(2\right)$$B^m\left(r\right)=(N-m+1)/{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^{N-m+1}{B}_i^m\left(r\right)---\left(3\right)$则脑电信号的α节律样本熵计算公式如式(4)所示：Sampen(m，r，N)=‑ln[B^m+1(r)/B^m)r)]    (4)；4)建立脑电信号的α节律样本熵数据库，收集不同被采集者的不同康复时期脑卒中患者脑电信号的α节律样本熵建立数据库，取不同被采集者同一康复时期的脑电信号的α节律样本熵的平均值作为本康复时期神经康复状况的平均水平；5)对脑卒中患者按照步骤1)～步骤3)的过程提取脑电信号的α节律样本熵，将所得患者的脑电信号的α节律样本熵与步骤4)所建立的数据库中相同康复时期的神经康复状况的平均水平相对照，判定脑卒中患者的神经系统恢复状况。6)评定完成后将所述脑卒中患者的脑电信号的α节律样本熵存入步骤4)所建立的数据库。