[发明专利]一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法

摘要

本发明公开了一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法，所述方法包括：通过神经信号采集装置获得需要计算的N个通道的神经信号数据，并进行预处理操作；计算所述神经信号中两个通道X和Y之间的动态相位关系模式Mt，量化其相位关系；计算所述通道X和Y之间的相位模式复杂度Ω；构建所述多通道神经信号的相位模式复杂度矩阵；其中Ω的值越大，代表所述神经信号之间的相位模式越丰富，该方法从相位关系的动态时间模式的角度出发，解决了现有技术容易丢失神经信号之间的相位关系信息，而且会忽略其相位关系的时间动力学变化的缺点。 1

主权项

1.一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S1，通过神经信号采集装置获得需要计算的N个通道的神经信号数据，并进行预处理操作；

步骤S2，计算所述神经信号中两个通道X和Y之间的动态相位关系模式M_t，量化其相位关系；

步骤S3，计算所述通道X和Y之间的相位模式复杂度Ω；

步骤S4，对所述N个神经通道之间的两两通道分别求相位模式复杂度Ω，得到大小为N*N的多通道相位模式复杂度矩阵。

2.根据权利要求1所述的一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法，其特征在于：步骤S1中，利用神经信号采集手段获取多通道神经信号数据，并对神经信号中的工频噪声、基线漂移、头动噪声和生理噪声进行去噪处理。

3.根据权利要求1所述的一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法，其特征在于，步骤S2的具体步骤如下：

步骤2‑1，对上一步预处理后的N个通道的神经信号进行归一化处理；

步骤2‑2，对所述N个通道的神经信号数据分别进行Hilbert变换或小波变换，以提取每个通道的瞬时相位其中n＝1,...N；

步骤2‑3，计算其中两个通道X和Y之间的相位差其中t为时间点；

步骤2‑4，获得神经信号X和Y之间的动态相位关系模式，计算公式为：

M_t＝{m_t,m_t+1,m_t+2,...,m_t+l‑1}

其中，l表示所述神经信号的模式长度参数；m_t表示神经信号X和Y之间相位关系的符号化结果；如果X和Y之间的相位差满足则m_t＝1；如果则m_t＝0.5；否则，m_t＝0。

4.根据权利要求1所述的一种基于相位模式复杂度的多通道神经信号分析方法，其特征在于，步骤S3中，所述计算通道X和Y之间的相位模式复杂度Ω具体如下：

其中，p_i在[0,1]之间，表示第i种动态相位关系模式出现的概率；如果一些动态相位关系模式占主导，PLE→0，如果所有动态相位关系模式等概率出现，PLE→1；PLE的值越大，代表所述神经信号X和Y之间相位关系模式越丰富。