一種基于腦電相位同步的疲勞檢測方法
【專利摘要】本發明涉及一種基于腦電相位同步的疲勞檢測方法。本發明首先從Neuroscan64導系統采集的數據中選取58通道腦電數據用于相位同步分析。其次將步驟1采集到的腦電數據通過CAR濾波器，通過計算所記錄的N個電極的信號平均值來重新評定每個時刻每個電極的電位。再次對步驟2中得到的腦電數據根據腦區內和腦區間進行平均相位相干性計算。最后選定特定頻段的腦區內的相位同步腦區間的相位同步值來判斷是否出現疲勞狀態。本發明運用特定頻段的腦區計算腦區間和腦區內的相位同步值，計算相位同步值的顯著性大小區分清醒和疲勞狀態，有助于提高疲勞檢測的準確性。
【專利說明】-種基于腦電相位同步的疲勞檢測方法

【技術領域】
[0001] 本發明屬于腦電變化分析【技術領域】中腦電疲勞檢測研究領域，具體涉及一種基于 腦電相位同步通過計算腦電的平均相位相干性從而得到區分清醒和疲勞狀態的方法。

【背景技術】
[0002] 疲勞狀態在腦電信號上的體現表現在腦電信號會隨著人體的精神負荷的變化而 變化。快波在大腦興奮時出現，慢波是在大腦抑制或深度疲勞時表現出來。
[0003] 目前疲勞的檢測方法研究仍處于探索階段，比較好的方法是通過生物信號的檢 測。研究表明腦電的某些頻譜指標能夠表明疲勞狀態。五種類型的熵，包括香農熵被作為 檢測疲勞的一個指標。
[0004] 人們發現大腦信息整合和處理的主要潛在機制是由各神經網絡的同步性振蕩引 起的。神經電信號同步在大范圍神經整合中起著重要的作用，近年來已經引起了越來越多 的關注。腦電同步被認為是腦功能區域整合的表現。多種技術已被應用于尋找不同腦單元 之間的同步，如相關性，相位同步，似然同步。在這些方法中，相位同步能夠檢測出信號間的 弱相互作用，僅僅考慮瞬間相位的關系而忽略 /[目號的振幅關系。


【發明內容】

[0005] 本發明針對現有技術的不足，提出了一種基于腦電相位同步通過計算腦電的平均 相位相干性從而得到區分清醒和疲勞狀態的方法。
[0006] 本發明所采用的技術方案是：
[0007] 步驟1、從Neuroscan 64導系統采集的數據中選取58通道腦電數據用于相位同步 分析。
[0008] 步驟2、將步驟1采集到的腦電數據通過CAR濾波器，通過計算所記錄的N個電極 的信號平均值來重新評定每個時刻每個電極的電位。
[0009] 步驟3、對步驟2中得到的腦電數據根據腦區內和腦區間進行平均相位相干性計 算，具體是：
[0010] 平均相位相干性λ (X，y)定義如下：
[0011]

【權利要求】
1. 一種基于腦電相位同步的疲勞檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟： 步驟1、從Neuroscan 64導系統采集的數據中選取58通道腦電數據用于相位同步分 析； 步驟2、將步驟1采集到的腦電數據通過CAR濾波器，通過計算所記錄的N個電極的信 號平均值來重新評定每個時刻每個電極的電位； 步驟3、對步驟2中得到的腦電數據根據腦區內和腦區間進行平均相位相干性計算，具 體是： 平均相位相干性λ (X，y)定義如下：
其中為Λ t采樣周期，N為樣本點數，X、y分別表示兩個信號通道，表示X通道 k Λ t的瞬間相位，<_>表示y通道k Λ t的瞬間相位； 計算腦區內的相位同步：
其中也，eh」e札，| & |是腦區札內電極的數量； 計算腦間內的相位同步：
其中chi e札，chk e r2, I r2 I是腦區r2內電極的數量； 步驟4、計算delta頻段的后腦腦區內的相位同步和前腦-后腦腦區間的相位同步、 alpha頻段的腦區內的相位同步和前腦-后腦腦區間的相位同步，得到四個相位同步值；當 四個相位同步值中的至少一個值T檢驗顯著性相對于清醒時T檢驗顯著性增大，則認為出 現疲勞狀態。
【文檔編號】A61B5/16GK104095630SQ201410367212
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月29日 優先權日:2014年7月29日
【發明者】孔萬增, 徐思佳, 沈偉強, 周凌霄, 徐飛鵬, 周展鵬 申請人:杭州電子科技大學