一种基于脑电信号的中风康复程度指标计算方法

摘要

本发明涉及一种基于脑电信号的中风康复程度指标计算方法。本发明首选被试根据提示执行左/右手运动想象任务，使用多通道脑电信号采集设备采集被试执行运动想象任务时的脑电信号。然后使用去公共平均参考方法降低公共噪声的水平，使用独立成分分析方法消除眼电伪迹，提高脑电信号的信噪比，使用巴特沃斯滤波器提取与运动想象任务密切相关的频段的数据用于以后的分析。最后计算脑功能网络的聚合系数、全局效率属性；计算运动想象任务执行的正确率；使用脑功能网络属性和运动想象任务正确率作为康复程度指标，把计算结果保存到专用数据库。本发明具有不受意志干扰，客观性强的优点。通过该方法可以获得一个客观的评估依据。

主权项

1. 一种基于脑电信号的中风康复程度指标计算方法，其特征在于：该方法的具体计算步骤如下：步骤1.采集多通道脑电信号被试根据提示执行左/右手运动想象任务，使用多通道脑电信号采集设备采集被试执行运动想象任务时的脑电信号；步骤2.脑电信号预处理首先所有通道使用去公共平均参考方法降低公共噪声的水平，然后使用独立成分分析方法消除眼电伪迹，提高脑电信号的信噪比，最后使用巴特沃斯滤波器提取与运动想象任务密切相关的频段的数据用于以后的分析；步骤3.计算康复程度指标使用预处理后的脑电信号构建脑功能网络，计算脑功能网络的聚合系数、全局效率属性；计算运动想象任务执行的正确率；使用脑功能网络属性和运动想象任务正确率作为康复程度指标，把计算结果保存到专用数据库；在本步骤中，构建脑功能网络，计算脑功能网络属性的详细步骤如下：计算相关系数矩阵多个脑电通道两两组合，使用皮尔逊相关系数计算公式逐对计算它们之间的相关系数，得到相关系数矩阵； 计算邻接矩阵，构建脑功能网络以相关系数矩阵为基础，根据先验知识选取适当阈值，把相关系数矩阵转化为脑功能网络的邻接矩阵；计算脑功能网络属性参数使用脑功能网络的以下属性：节点和网络的聚合系数、节点局部效率、网络全局效率和小世界属性强度；节点i的聚合系数计算公式其中表示节点i的邻居节点之间存在的边数；表示节点i的度；网络的聚合系数即对所有节点的聚合系数求均值；节点i的局部效率计算公式，其中表示节点i的子图的节点数目；表示节点i，j间的最短距离长度；G表示网络；表示网络G的节点i在G中的子图；网络G的全局效率计算公式其中N表示网络G的节点个数；表示节点i，j间的最短距离长度；小世界属性强度计算公式其中表示真实网络的聚合系数；表示同等规模随机网络的聚合系数；表示真实网络的平均最短距离长度；表示同等规模随机网络的平均最短距离长度；在本步骤中，计算运动想象任务执行正确率的详细步骤如下：计算关键通道的能量谱根据先验知识，选择C3、C4通道，使用快速傅里叶变换计算这两个通道的能量谱；根据判决策略判断通过能量比较法判断当前执行的哪类运动想象任务，具体规则如下：当C3通道平均能量高于C4通道平均能量时，判决在执行左手运动想象任务；反之，判决为在执行右手运动想象任务；其中表示C3通道的平均能量，表示C4通道的平均能量；计算运动想象任务的执行正确率通过比较计算的结果序列和实际任务提示序列，计算任务执行的正确率。