專利名稱：一種腦電漲落信號(hào)分析方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及診斷用醫(yī)療技術(shù)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)腦電漲落信號(hào)進(jìn)行分析的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
理論上說(shuō)，人和動(dòng)物腦的生理和病理狀態(tài)、腦的功能活動(dòng)是可以如同心電圖那樣通過(guò)對(duì)腦電信號(hào)的檢測(cè)獲知的。目前醫(yī)療上在用的腦電圖儀有模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)兩種。然而由于腦電信號(hào)非常微弱而復(fù)雜，即便是抗干擾性較強(qiáng)的數(shù)字化腦電圖儀也遠(yuǎn)不能滿足臨床醫(yī)療的需要，致使腦電圖的診斷意義較之心電圖落后很多。
對(duì)腦電漲落信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)分析以判斷腦功能狀況和所患疾病，是中國(guó)航天醫(yī)學(xué)的研究成果，其臨床意義遠(yuǎn)高于普通腦電圖。因此，能夠?qū)δX電漲落信號(hào)進(jìn)行全面、深入、準(zhǔn)確分析的方法和相應(yīng)的儀器設(shè)備便成為醫(yī)學(xué)界的需要。中國(guó)專利ZL96244175.9“腦電超慢漲落分析儀”的功能是對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行采集、放大、定時(shí)采樣、數(shù)模轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)預(yù)處理，將處理過(guò)的信號(hào)傳輸給個(gè)人計(jì)算機(jī)。該專利技術(shù)將腦電信號(hào)的采集技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，但是該設(shè)備并沒(méi)有將所采集的腦電信號(hào)進(jìn)行分析的功能，所能呈現(xiàn)給醫(yī)生的還只是腦電的波型即腦電圖。至于醫(yī)生能從腦電圖中獲取多少對(duì)診斷有用的信息，就憑醫(yī)生個(gè)人對(duì)腦電波型的辨識(shí)能力，依然沒(méi)有滿足為臨床醫(yī)療提供依據(jù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種應(yīng)用當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析的方法和相關(guān)設(shè)備，用以獲得一系列數(shù)據(jù)參數(shù)，并以多種方式顯示，為腦功能檢測(cè)和疾病診斷提供依據(jù)。
以下先對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案所涉及、使用的若干技術(shù)名詞、術(shù)語(yǔ)，參考梅磊著《ET-腦功能研究新技術(shù)》(國(guó)防工業(yè)出版社，1994)作如下定義和解釋。
S譜本發(fā)明所檢測(cè)腦電的頻率范圍在以mHz計(jì)的超慢波范圍內(nèi)。這個(gè)譜系被稱為超慢譜(Supra-slow pedigree)，簡(jiǎn)稱S譜。組成S譜的譜線按其頻率高低，分別稱為S1、S2、S3......。如1mHz頻率對(duì)應(yīng)的譜線為S1，2mHz頻率對(duì)應(yīng)的譜線為S2，以此類推。
基頻比較常用的，與腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)關(guān)系比較密切的幾個(gè)腦電頻率，如1、2、3、4、5、6、7、11、13mHz等頻率稱為基頻。
基本譜系基頻所對(duì)應(yīng)的譜系稱為基本譜系。
優(yōu)勢(shì)頻率、優(yōu)勢(shì)譜線、最優(yōu)值將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下各個(gè)頻率的功率值從大到小排序，前n個(gè)數(shù)值的頻率即D1-Dn稱優(yōu)勢(shì)頻率；優(yōu)勢(shì)頻率對(duì)應(yīng)的譜線為優(yōu)勢(shì)譜線；優(yōu)勢(shì)頻率的功率值為最優(yōu)值。
最優(yōu)頻、最優(yōu)譜線每導(dǎo)聯(lián)優(yōu)勢(shì)頻率中的最大值D1稱為最優(yōu)頻，最優(yōu)頻所對(duì)應(yīng)的譜線稱為最優(yōu)譜線。
連頻進(jìn)入優(yōu)勢(shì)頻率區(qū)的譜線有時(shí)出現(xiàn)其數(shù)值相連續(xù)現(xiàn)象，如2、3、4...mHz，稱之為連續(xù)頻率，即連頻。
異頻S譜中非諧振頻率(頻率值為大于13的質(zhì)數(shù))及其倍頻所形成的譜線稱為異頻。
特頻S譜中頻率為23mHz、27mHz、28mHz、29mHz及其諧頻(如46mHz、54mHz、...)的一系列特征頻率稱為特頻。
特征譜線連頻、異頻、特頻、最優(yōu)頻所對(duì)應(yīng)的譜線統(tǒng)稱為特征譜線。
A/P、L/R按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置，計(jì)算每一頻率前后兩個(gè)導(dǎo)聯(lián)功率值比值(如F3導(dǎo)聯(lián)/C3導(dǎo)聯(lián))，稱為前后比值，寫作A/P。將左右腦相同位置的導(dǎo)聯(lián)的功率值進(jìn)行比較，計(jì)算其比值(如F3導(dǎo)聯(lián)/F4導(dǎo)聯(lián))，稱為左右比值，寫作L/R。
漲落數(shù)值泛指S譜系分析中獲得的各個(gè)譜系的數(shù)值。
本發(fā)明的目的是按以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)先對(duì)腦電信號(hào)數(shù)據(jù)按一定時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行分段，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，選擇出0.5-50Hz范圍內(nèi)的最大功率幅值，進(jìn)行多次功率譜分析及頻譜分析，獲得超慢波范圍內(nèi)的功率譜漲落圖，再對(duì)漲落圖進(jìn)行一系列分析，獲得一系列數(shù)據(jù)參數(shù).并以數(shù)值、圖形和曲線的方式顯示出來(lái)。
本發(fā)明腦電漲落信號(hào)分析方法最少包括常規(guī)功率譜分析。其次還可以包括依次進(jìn)行的腦電功率漲落信號(hào)分析、腦電漲落圖分析和S譜系分析。還可增加設(shè)置誤差處理運(yùn)算，用于修正發(fā)生誤差的譜線。
本發(fā)明腦電漲落信號(hào)分析方法還包括對(duì)腦電信號(hào)的采集。采集方法及電極置放可應(yīng)用任意導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)或任意導(dǎo)聯(lián)的組合，優(yōu)選國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的12導(dǎo)聯(lián)，電極置放優(yōu)選位置為F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6。
以下對(duì)每一分析方法的具體步驟和算法分別敘述。
所述常規(guī)功率譜分析包括如下步驟(1)對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)域腦電信號(hào)做功率譜分析，即對(duì)腦電信號(hào)x(n)的N點(diǎn)觀察數(shù)據(jù)xN(n)直接做傅里葉變換，得到XN(ejω)；(2)取其幅值的平方，并除以N，作為對(duì)x(n)的真實(shí)的功率譜P(ejω)的估計(jì)，用周期圖法估計(jì)出的功率譜可以表示為，P(ejω)=1N|XN(ω)|2;]]>(3)XN(ω)的計(jì)算由快速傅里葉變換計(jì)算得到XN(k)=Σn=0N-1x(n)WNnk,k=0,1,...,N-1,WN=e-t2πN,]]>功率譜可表示為，P(k)=1N|XN(k)|2.]]>所述腦電功率漲落信號(hào)分析包括如下步驟(1)選擇邊瓣幅值小且衰減快的窗函數(shù)，它表示為，ω(n)=0.5-0.5cos(2πnN),n=0,1,...N-1.,]]>對(duì)腦電信號(hào)x(n)數(shù)據(jù)進(jìn)行截短，得到xN(n)＝x(n)ω(n)；(2)對(duì)上述信號(hào)xN(n)＝x(n)ω(n)做功率譜分析，采樣時(shí)間為T秒，計(jì)算FFT得到頻譜的頻域分辨率為1/T，選擇出能量最大的功率幅值p及相應(yīng)的頻率f；(3)按時(shí)間順序?qū)倳r(shí)間長(zhǎng)度為N秒的時(shí)域腦電信號(hào)按T秒進(jìn)行分段，依次對(duì)N/T段數(shù)據(jù)進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析和腦電功率漲落信號(hào)分析，得到最大功率幅值的漲落信號(hào)p(n)和相應(yīng)頻率漲落信號(hào)f(n)，n＝1......n，n＝N/T。它表示了總時(shí)間內(nèi)功率及相應(yīng)最大幅值的漲落過(guò)程。
所述腦電漲落圖分析包括如下步驟(1)對(duì)長(zhǎng)度為n點(diǎn)的最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)進(jìn)行分析；(2)乘上長(zhǎng)度為n的Hanning窗，再做功率譜分析，數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度單位為N秒，因而頻域分辨率為1/N Hz，取功率譜分析結(jié)果中一定頻率范圍的譜線組成腦漲落圖；(3)當(dāng)總采樣時(shí)間大于N秒時(shí)，以N秒為單位進(jìn)行段落劃分，對(duì)每一段分別進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析、腦電功率漲落信號(hào)分析和腦電漲落圖分析。
所述S譜系分析包括如下步驟(1)從每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)腦電漲落圖中找出幅值最大的幾條優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn，按幅值從大到小排序，得到單一導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)的S譜，共n個(gè)數(shù)值；
(2)綜合所有N導(dǎo)聯(lián)共得到N*n條優(yōu)勢(shì)譜線，把頻率相同的優(yōu)勢(shì)譜線的數(shù)目累加，得到S譜總譜。
以上分析方法稱為本發(fā)明腦電漲落信號(hào)分析系列方法中第一層次的分析方法。在第一層次分析方法所得結(jié)果(數(shù)據(jù))的基礎(chǔ)上還可以做多項(xiàng)進(jìn)一步分析，稱為第二層次分析方法，包括以下24個(gè)項(xiàng)目。為敘述方便，給第二層次分析方法的每個(gè)項(xiàng)目分別冠以序號(hào)在腦電功率漲落信號(hào)分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的，(1)熵值運(yùn)算和(2)單頻競(jìng)爭(zhēng)分析；在S譜系分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的，(3)S譜總譜分析；(4)基本譜系分析；(5)最優(yōu)值分析；(6)A/P逆轉(zhuǎn)；L/R失衡情況分析；(7)特頻分析；(8)異頻分析；(9)連頻分析；(10)最優(yōu)頻分析；(11)S譜系功率空間分布分析；(12)單頻功率及相對(duì)值(L/R)分布分析；(13)平均功率分布分析；(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析；(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析；(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析；(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析；(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析；(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析；(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析；(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析；(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析；(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別。
上述(7)特頻分析、(8)異頻分析、(9)連頻分析、(10)最優(yōu)頻分析四項(xiàng)目可集稱為特征譜線分析。
上述(12)單頻功率分布分析、(13)平均功率分布分析、(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析三項(xiàng)目可集稱為功率分布分析。
上述(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析、(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別十個(gè)項(xiàng)目可集稱為長(zhǎng)時(shí)程動(dòng)態(tài)曲線分析。
以下對(duì)第二層次各分析方法作敘述。
所述(1)熵值運(yùn)算是在腦電功率漲落信號(hào)分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其方法為，(1)根據(jù)H=-Σk=813pklg2pk]]>計(jì)算熵，pk為腦電波中各個(gè)頻率占優(yōu)的概率；(2)綜合所有N個(gè)導(dǎo)聯(lián)總概率分布進(jìn)行熵值計(jì)算得到總熵(總數(shù)為n*N)。
所述(2)單頻競(jìng)爭(zhēng)分析也是在腦電功率漲落信號(hào)分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的，其方法為，把腦電漲落信號(hào)中的頻率漲落圖f(n)中相同的最優(yōu)頻率數(shù)目隨時(shí)間變化過(guò)程累加，得到最優(yōu)頻的概率曲線。
以下所述序號(hào)為(3)～(24)第二層次分析方法都是在S譜系分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的。
所述(3)S譜總譜分析方法為，將S譜系分析中得到的S譜總譜數(shù)據(jù)用圖形表示出來(lái)。
所述(4)基本譜系分析方法為，對(duì)S譜中基頻對(duì)應(yīng)的S譜系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從頻率大于3mHz開(kāi)始累加其倍周期頻率的數(shù)值(如統(tǒng)計(jì)3mHz時(shí)還應(yīng)累加6mHz、9mHz，......的數(shù)值)；同時(shí)把所有導(dǎo)聯(lián)按照在頭部的放置位置分成分成前后、左右若干部分分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
所述(5)最優(yōu)值分析方法為，將優(yōu)勢(shì)頻率的功率數(shù)值和相應(yīng)頻率按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示。
所述(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析方法為，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算每一頻率功率值的前后比值A(chǔ)/P，并將A/P值大于一定限值的頻率顯示出來(lái)；同時(shí)計(jì)算左右比值L/R，將L/R值大于一定限值的頻率顯示出來(lái)。
所述(7)特頻分析、(8)異頻分析、(9)連頻分析、(10)最優(yōu)頻分析四個(gè)項(xiàng)目，其方法為，分別將每導(dǎo)聯(lián)的特頻、異頻、連頻、最優(yōu)頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示。
所述(11)S譜系功率空間分布分析方法為，將腦電漲落圖中的每條譜線的功率值按空間導(dǎo)聯(lián)位置分布排列，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇，將被選定的譜線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示其在每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率數(shù)值。
所述(12)單頻功率及相對(duì)值(L/R)分布分析方法為，將每導(dǎo)聯(lián)優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn相應(yīng)的功率值相加，得到每導(dǎo)聯(lián)的總功率值；將基頻的功率及左右比值(L/R)中大于限定值或小于1/限定值的數(shù)值按導(dǎo)聯(lián)的空間分布顯示出來(lái)。
所述(13)平均功率分布分析方法為，將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均功率按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)。
所述(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析方法為，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算功率值的前后比值和左右比值。
所述(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析方法為，分別以每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下或全部導(dǎo)聯(lián)的每一個(gè)譜系或每一條譜線的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線或譜系選擇。
所述(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析方法為，以進(jìn)入優(yōu)勢(shì)譜線區(qū)的譜線的頻率為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)譜線排名序次(D1-Dn)選擇。
所述(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的基本譜系各個(gè)時(shí)間段的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出基本譜系曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系選擇。
所述(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析方法為，每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下，每一條譜線，以其功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線選擇。
所述(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析方法為，以全部導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線，反映熵值隨時(shí)間的變化。
所述(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，用于觀察特頻隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的情況。
所述(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下連頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線，顯示連頻隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的情況。
所述(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析方法為，從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析中讀取基本譜系每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系選擇。
所述(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析方法為，從常規(guī)功率譜中找出幅值最大的n個(gè)頻率D1-Dn，按幅值從大到小排序，分別以這些頻率的功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，作出n條動(dòng)態(tài)曲線。
所述(24)事件標(biāo)記識(shí)別方法為，辨認(rèn)腦電記錄盒所記錄的事件標(biāo)記信號(hào)，將這些標(biāo)記信號(hào)在腦電信號(hào)回放及各種動(dòng)態(tài)曲線時(shí)間軸的相應(yīng)位置顯示標(biāo)記符號(hào)。
以上所述第二層次分析方法中，共列舉24種分析方法。各方法的選擇和組合應(yīng)用可有如下方案(1)所有方法同時(shí)應(yīng)用；(2)除“事件標(biāo)記識(shí)別”外，選擇任何一個(gè)項(xiàng)目單獨(dú)應(yīng)用；(3)除“事件標(biāo)記識(shí)別”外，其它項(xiàng)目作任意組合應(yīng)用；(4)事件標(biāo)記識(shí)別與長(zhǎng)時(shí)程動(dòng)態(tài)曲線分析的其它九個(gè)項(xiàng)目中的任何一個(gè)或幾個(gè)項(xiàng)目結(jié)合進(jìn)行。
以上所述分析方法可應(yīng)用于對(duì)任意一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合所采集的腦電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并且可以選擇將分析結(jié)果中一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合的運(yùn)算結(jié)果輸出到終端處理器進(jìn)行顯示、打印或存儲(chǔ)。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種對(duì)腦電漲落信號(hào)進(jìn)行分析的設(shè)備。它包括電極、數(shù)字化腦電信號(hào)放大器或腦電記錄盒、個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、終端處理器。它們依次連接。其中，電極采集腦電信號(hào)，信號(hào)傳送到數(shù)字化腦電信號(hào)放大器和/或腦電信號(hào)記錄盒，對(duì)信號(hào)接受、放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波或/和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，數(shù)字化腦電信號(hào)放大器和/或腦電信號(hào)記錄盒中的數(shù)據(jù)上傳至個(gè)人計(jì)算機(jī)，由與計(jì)算機(jī)相連的數(shù)據(jù)處理器完成數(shù)據(jù)處理和漲落分析，分析結(jié)果傳輸?shù)浇K端處理器進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或打印。
所述電極的放置方法可選取任意一種導(dǎo)聯(lián)連接方法中的一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)的組合。
所述數(shù)據(jù)處理器包括進(jìn)行第一層次分析的常規(guī)功率譜分析模塊、腦電功率漲落信號(hào)分析模塊、腦電漲落圖分析模塊和S譜系分析模塊。它們依次相連，上一模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送到下一模塊進(jìn)行運(yùn)算分析。數(shù)據(jù)處理器還可包括進(jìn)行第二層次分析的以下24個(gè)模塊中的任意個(gè)模塊。第二層次分析模塊接受第一層次分析模塊的分析結(jié)果(數(shù)據(jù))作進(jìn)一步分析。為敘述方便，給第二層次分析模塊分別冠以序號(hào)與腦電功率漲落信號(hào)分析模塊相連并接受其數(shù)據(jù)的(1)熵值運(yùn)算模塊和(2)單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊；與S譜系分析模塊相連并接受其數(shù)據(jù)的(3)S譜總譜分析模塊；(4)基本譜系分析模塊；(5)最優(yōu)值分析模塊；(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊；(7)特頻分析模塊；(8)異頻分析模塊；(9)連頻分析模塊；(10)最優(yōu)頻分析模塊；(11)S譜系功率空間分布分析模塊；(12)單頻功率分布分析模塊；(13)平均功率分布分析模塊；(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊；(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊；(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊；(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊；(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊；(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析模塊；(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊；(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊；(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊；(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊；(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別模塊。
以下對(duì)兩層次各分析模塊分別敘述。在第一層次分析模塊中，所述常規(guī)功率譜分析模塊，用于對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)域腦電信號(hào)做功率譜分析，得到功率譜，可表示為P(k)=1N|XN(k)|2;]]>所述腦電功率漲落信號(hào)分析模塊，用于選擇邊瓣幅值小且衰減快的窗函數(shù)，它表示為ω(n)=0.5-0.5cos(2πnN),n=0,1,...N-1.,]]>對(duì)腦電信號(hào)x(n)數(shù)據(jù)進(jìn)行截短，得到xN(n)＝x(n)ω(n)；對(duì)上述信號(hào)xN(n)＝x(n)ω(n)做功率譜分析，采樣時(shí)間為T秒，計(jì)算FFT得到頻譜的頻域分辨率為1/T，選擇出能量最大的功率幅值p及相應(yīng)的頻率f；按時(shí)間順序?qū)偟臅r(shí)間長(zhǎng)度為N秒的時(shí)域腦電信號(hào)按T秒進(jìn)行分段，依次對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析模塊的分析、腦電功率漲落信號(hào)分析模塊的分析，得到最大功率幅值的時(shí)間漲落信號(hào)p(n)和相應(yīng)頻率漲落信號(hào)f(n)，n＝1......n，n＝N/T。
所述腦電漲落圖分析模塊，用于對(duì)長(zhǎng)度為n點(diǎn)的最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)進(jìn)行分析。乘上長(zhǎng)度為n的Hanning窗，再做功率譜分析，數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度單位為N秒，因而頻域分辨率為1/N Hz，取功率譜分析結(jié)果中頻帶一定范圍的譜線組成腦電漲落圖。當(dāng)總采樣時(shí)間大于N秒時(shí)，以N秒為單位進(jìn)行段落劃分，對(duì)每一段分別進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析模塊、腦電功率漲落信號(hào)分析模塊、腦電漲落圖分析模塊的運(yùn)算過(guò)程。
所述S譜系分析模塊，用于從每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)腦電漲落圖中找出幅值最大的幾條優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn，按幅值從大到小排序，得到單一導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)的S譜，共n個(gè)數(shù)值；綜合所有N導(dǎo)聯(lián)共得到N*n條優(yōu)勢(shì)譜線，把頻率相同的優(yōu)勢(shì)譜線的數(shù)目累加，得到S譜總譜。
以下對(duì)第二層次分析模塊分別敘述。
第一層次中的腦電功率漲落信號(hào)分析模塊分析所得數(shù)據(jù)傳輸給(1)熵值運(yùn)算模塊和(2)單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊，做第二層次分析。其中，所述熵值運(yùn)算模塊，用于根據(jù)H=-Σk=813pklg2pk]]>來(lái)計(jì)算熵，pk為腦電波中各個(gè)頻率占優(yōu)的概率；綜合所有N個(gè)導(dǎo)聯(lián)總概率分布進(jìn)行熵值計(jì)算得到總熵(總數(shù)為n*N)。
所述單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊用于把腦電漲落信號(hào)中的頻率漲落圖f(n)中相同的最優(yōu)頻率數(shù)目隨時(shí)間變化過(guò)程(1-n數(shù)據(jù)段)累加，得到最優(yōu)頻的概率曲線。
第一層次中的S譜系分析模塊分析所得數(shù)據(jù)傳輸給以下第二層次分析模塊所述(3)S譜總譜分析模塊，將從S譜系分析模塊中得到的S譜總譜數(shù)據(jù)用圖形表示出來(lái)。
所述(4)基本譜系分析模塊，用于對(duì)S譜中基頻對(duì)應(yīng)的S譜系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從頻率大于3mHz開(kāi)始累加其倍數(shù)頻率的數(shù)值；同時(shí)把所有導(dǎo)聯(lián)按照在腦部的分布位置分成前后左右若干部分分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
所述(5)最優(yōu)值分析模塊，用于按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的D1-Dn優(yōu)勢(shì)頻率的功率數(shù)值和相應(yīng)頻率。
所述(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊，用于按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算每一個(gè)頻率功率值的前后比值A(chǔ)/P，并將A/P值大于一定限值的頻率顯示出來(lái)；同時(shí)計(jì)算左右比值L/R，將L/R值大于一定限值的頻率顯示出來(lái)。
所述(7)特頻分析模塊、(8)異頻分析模塊、(9)連頻分析模塊、(10)最優(yōu)頻分析模塊，分別用于將每導(dǎo)聯(lián)的特頻、異頻、連頻、每個(gè)最優(yōu)頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)。
所述(11)S譜系功率空間分布分析模塊，用于將腦電漲落圖中的每條譜線的功率值按空間導(dǎo)聯(lián)位置分布排列，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇，將被選定頻率的譜線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率數(shù)值。
所述(12)單頻功率及相對(duì)值分布L/R分析模塊，將每導(dǎo)聯(lián)優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn相應(yīng)的功率值相加，得到每導(dǎo)聯(lián)的總功率值；將基頻的功率及左右比值(L/R)中大于限定值或小于1/限定值的數(shù)值按導(dǎo)聯(lián)的空間分布顯示出來(lái)。
所述(13)平均功率分布分析模塊，將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均功率按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)。
所述(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算功率值的前后比值和左右比值。
所述(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊，分別以每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下或全部導(dǎo)聯(lián)的每一個(gè)譜系或每一條譜線的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，做成曲線；在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線或譜系選擇。
所述(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊，用于以進(jìn)入優(yōu)勢(shì)譜線區(qū)的譜線的頻率為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)譜線排名序次(D1-Dn)的選擇。
所述(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊，用于分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的基本譜系各個(gè)時(shí)間段的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成基本譜系曲線；在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇。
所述(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊，用于將每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的每一條譜線，以其功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇。
所述(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析模塊，用于將全腦或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線。
所述(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊，用于以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)的特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。
所述(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊，以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的連頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線。
所述(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊，用于從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析中讀取基本譜系的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸作出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇。
所述(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊，用于從常規(guī)功率譜中找出幅值最大的n個(gè)頻率D1-Dn，按幅值從大到小排序，分別以這些頻率的功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，作出n條動(dòng)態(tài)曲線。
所述(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記模塊，用于辨認(rèn)腦電記錄盒所記錄的事件標(biāo)記信號(hào)，將這些標(biāo)記信號(hào)在腦電信號(hào)回放及各種動(dòng)態(tài)曲線時(shí)間軸的相應(yīng)位置顯示標(biāo)記符號(hào)。它分別與各長(zhǎng)時(shí)程分析模塊連接。
所述數(shù)據(jù)處理器對(duì)電極所采集的腦電信號(hào)，可選擇其中任意一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
以上所述擔(dān)負(fù)第二層次分析的模塊，可以同時(shí)裝配同時(shí)使用，也可以將(24)事件標(biāo)記識(shí)別模塊除外，其它(1)～(23)所有模塊作任意組合裝配使用。
以上所述分析方法可應(yīng)用于對(duì)任意一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合所采集的腦電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，也可以選擇將分析結(jié)果中一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合的運(yùn)算結(jié)果輸出到終端處理器。
所述終端處理器由顯示器、打印機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤、軟盤、光盤等)組成，用于接受數(shù)據(jù)處理器的信號(hào)，并選擇數(shù)據(jù)處理器的運(yùn)算結(jié)果中一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合的運(yùn)算結(jié)果，進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或打印。
根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置經(jīng)過(guò)檢測(cè)和運(yùn)算顯示出來(lái)的數(shù)據(jù)和曲線，可分析腦的功能狀態(tài)，分析腦病患者腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)的狀況，能夠分析CT和核磁共振無(wú)能為力的大腦功能性變化，為醫(yī)學(xué)界對(duì)功能性腦病的診斷提供直接的客觀指標(biāo)，彌補(bǔ)醫(yī)學(xué)界對(duì)于功能性腦病(如精神病)的診斷缺少客觀檢測(cè)指標(biāo)的空白。


圖1為本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的方框圖。
圖2為本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖3為本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖4為本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理器的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
本發(fā)明對(duì)腦電漲落進(jìn)行分析的實(shí)施過(guò)程為，用計(jì)算機(jī)漲落掃描技術(shù)從腦電波中提取出腦電漲落信號(hào)，再對(duì)漲落信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，從而獲得1-255mHz范圍內(nèi)的功率譜。具體的分析過(guò)程可以概括為對(duì)1024秒腦電數(shù)據(jù)按每段2秒進(jìn)行分段，共分成512段；對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，選擇出0.5-50Hz范圍內(nèi)的最大功率幅值；對(duì)最大功率幅值的時(shí)間漲落過(guò)程(即512個(gè)數(shù)據(jù)段相應(yīng)的功率譜的最大值)進(jìn)行功率譜分析，獲得1-255mHz范圍內(nèi)的功率譜漲落圖。
本發(fā)明設(shè)備的構(gòu)成可以有以下三種類型如附圖1所示，包括依次連接的電極A、數(shù)字化腦電信號(hào)放大器B、USB接口J、個(gè)人計(jì)算機(jī)C、數(shù)據(jù)處理器D、終端處理器E。
如附圖2所示，包括依次連接的電極A、腦電記錄盒F、USB接口J、個(gè)人計(jì)算機(jī)C、數(shù)據(jù)處理器D、終端處理器E。
如附圖3所示，包括電極A、數(shù)字化腦電信號(hào)放大器B和腦電記錄盒F、USB接口J、個(gè)人計(jì)算機(jī)C、數(shù)據(jù)處理器D、終端處理器E。其中電極A同時(shí)連接數(shù)字化腦電信號(hào)放大器B和腦電記錄盒F，數(shù)字化腦電信號(hào)放大器B直接與個(gè)人計(jì)算機(jī)C連接，而腦電記錄盒F則通過(guò)USB接口J與個(gè)人計(jì)算機(jī)C連接。個(gè)人計(jì)算機(jī)C再順序連接數(shù)據(jù)處理器D和終端處理器E。
對(duì)本發(fā)明設(shè)備各部件的功能作用分別敘述如下。
電極A用于采集腦電信號(hào)。電極放置采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的12導(dǎo)聯(lián)，位置分別為F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6。腦電采樣率為128Hz。
數(shù)字化腦電信號(hào)放大器B有信號(hào)接受、信號(hào)放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波等功能。
腦電記錄盒F用于采集、分析長(zhǎng)時(shí)程(超過(guò)18分鐘)的腦電數(shù)據(jù)，有信號(hào)采集、信號(hào)放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)回放的功能。腦電記錄盒中的數(shù)據(jù)上傳至個(gè)人計(jì)算機(jī)進(jìn)行漲落分析。
個(gè)人計(jì)算機(jī)C主機(jī)處理器采用PIV型，內(nèi)存256M。
終端處理器E由顯示器、打印機(jī)和存儲(chǔ)設(shè)備(如硬盤、軟盤、光盤等)組成，接受數(shù)據(jù)處理器D的運(yùn)算結(jié)果并進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或打印。
數(shù)據(jù)處理器D所述數(shù)據(jù)處理器包括進(jìn)行第一層次分析的常規(guī)功率譜分析模塊D1、腦電漲落信號(hào)分析模塊D2、腦電漲落圖分析模塊D3和S譜系分析模塊D4。它們依次相連，上一模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送到下一模塊。數(shù)據(jù)處理器還可包括進(jìn)行第二層次分析的以下24個(gè)模塊中的任意個(gè)模塊。為敘述方便，給第二層次分析模塊分別冠以序號(hào)
與D2模塊相連并接受其數(shù)據(jù)的(1)熵值運(yùn)算模塊D5和(2)單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊D6；與D4模塊相連并接受其數(shù)據(jù)的(3)S譜總譜分析模塊D4a；(4)基本譜系分析模塊D4b；(5)最優(yōu)值分析模塊D4c；(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊D4d；(7)特頻分析模塊D4ea；(8)異頻分析模塊D4eb；(9)連頻分析模塊D4ec；(10)最優(yōu)頻分析模塊D4ed；(11)S譜系功率空間分布分析模塊D4f；(12)單頻功率分布分析模塊D4ga；(13)平均功率分布分析模塊D4gb；(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊D4gc；(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊D4ha；(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊D4hb；(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊D4hc；(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊D4hd；(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析模塊D4he；(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊D4hf；(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊D4hg；(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊D4hh；(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊D4hi；(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別模塊D4hj。
其中，上述(7)特頻分析模塊D4ea、(8)異頻分析模塊D4eb、(9)連頻分析模塊D4ec、(10)最優(yōu)頻分析模塊D4ed四個(gè)模塊集為一體，稱為特征譜線分析模塊D4e。
上述(12)單頻功率分布分析模塊D4ga、(13)平均功率分布分析模塊D4gb、(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊D4gc三個(gè)模塊集為一體，稱為功率分布分析模塊D4g。
上述(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊D4ha、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊D4hb、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊D4hc、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊D4hd、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析模塊D4he、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊D4hf、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊D4hg、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊D4hh、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊D4hi、(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別模塊D4hj十個(gè)模塊集為一體，稱為長(zhǎng)時(shí)程動(dòng)態(tài)曲線分析模塊D4h。
對(duì)所述各模塊的功能作用分別敘述如下。
1.常規(guī)功率譜分析模塊D1把隨機(jī)信號(hào)x(n)的N點(diǎn)觀察數(shù)據(jù)xN(n)直接做傅里葉變換，得到XN(ejω)，然后再取其幅值的平方，并除以N，作為對(duì)x(n)的真實(shí)的功率譜P(ejω)的估計(jì)。用周期圖法估計(jì)出的功率譜可以表示為P(ejω)=1N|XN(ω)|2.]]>XN(ω)的計(jì)算由快速傅里葉變換(FFT)計(jì)算得到XN(k)=Σn=0N-1x(n)WNnk,k=0,1,...,N-1,WN=e-j2πN,]]>功率譜可表示為P(k)=1N|XN(k)|2.]]>對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度為8秒的時(shí)域腦電信號(hào)做功率譜分析，得到其在頻域的能量分布情況即常規(guī)功率譜，并將功率譜以圖形方式傳輸給終端處理器E。
2.腦電功率漲落信號(hào)分析模塊D2在實(shí)際估計(jì)功率譜過(guò)程中，在選擇窗函數(shù)時(shí)，選取主瓣窗，邊瓣幅值小且衰減快的窗函數(shù)。Hanning(漢寧窗)主瓣稍寬，但有較小的邊瓣和較大衰減速度，它表示為ω(n)=0.5-0.5cos(2πnN),n=0,1,...N-1.,]]>用Hanning窗對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行截短，得到xN(n)＝x(n)ω(n)對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度為2秒的時(shí)域腦電信號(hào)乘上Hanning窗后做功率譜分析，采樣時(shí)間為2秒，因而計(jì)算FFT得到頻譜的頻域分辨率為1/T＝1/2＝0.5Hz(T為采樣時(shí)間)，在8-13Hz的頻帶范圍內(nèi)(8Hz，8.5Hz，9Hz，9.5Hz，10Hz，10.5Hz，11Hz，11.5Hz，12Hz，12.5Hz，13Hz，共11個(gè)數(shù)值)選擇出能量最大的功率幅值p及相應(yīng)的頻率f。
按時(shí)間順序?qū)傞L(zhǎng)度為1024秒的時(shí)域腦電信號(hào)按每段2秒進(jìn)行分段，共分成512段。依次對(duì)512段數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)功率譜分析模塊D1、腦電漲落信號(hào)分析模塊D2的運(yùn)算，得到最大功率幅值的時(shí)間漲落信號(hào)p(n)和相應(yīng)頻率漲落信號(hào)f(n)，n＝1......512。它表示了1024秒時(shí)間內(nèi)功率及相應(yīng)最大幅值的漲落過(guò)程。
將時(shí)間漲落信號(hào)傳輸給腦電漲落圖分析模塊D3、熵值運(yùn)算分析模塊D5、單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊D6，同時(shí)將信號(hào)傳輸給終端處理器E。
3.腦電漲落圖分析模塊D3對(duì)長(zhǎng)度為512點(diǎn)(1024秒)的最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)進(jìn)行分析。乘上長(zhǎng)度為512的Hanning窗，再做功率譜分析。數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度單位為1024秒，因而頻域分辨率為1/1024Hz，取功率譜分析結(jié)果中頻帶范圍1/1024*(1-255)Hz的譜線組成腦電漲落圖。如果總采樣時(shí)間大于1024秒，則以1024秒為單位進(jìn)行段落劃分，對(duì)每一段重復(fù)進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析模塊D1、腦電功率漲落信號(hào)分析模塊D2、腦電漲落圖分析模塊D3運(yùn)算過(guò)程。
腦電漲落圖分析模塊D3將腦電漲落圖信號(hào)傳輸給S譜系分析模塊D4，同時(shí)也傳輸給終端處理器E。
4.S譜系分析模塊D4從每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)腦電漲落圖中找出幅值最大的8條優(yōu)勢(shì)譜線D1-D8，按幅值從大到小排序，得到單一導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)的S譜，共8個(gè)數(shù)值。綜合12導(dǎo)聯(lián)共得到12×8＝96條優(yōu)勢(shì)譜線，把頻率相同的優(yōu)勢(shì)譜線的數(shù)目累加，得到S譜總譜。
S譜系分析模塊D4將單一導(dǎo)聯(lián)S譜及S譜總譜信號(hào)傳輸給S譜總譜分析模塊D4a、基本譜系分析模塊D4b、最優(yōu)值D(1-8)分析模塊D4c、A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊D4d、特征譜線分析模塊D4e、S譜系功率空間分布分析模塊D4f、功率分布分析模塊D4g、長(zhǎng)時(shí)程動(dòng)態(tài)曲線分析模塊D4h。同時(shí)也將S譜總譜信號(hào)傳輸給終端處理器E。
5.熵值運(yùn)算模塊D5根據(jù)H=-Σk=813pklg2pk]]>來(lái)計(jì)算熵，pk為腦電波中各個(gè)頻率占優(yōu)的概率(總數(shù)為512，概率為單個(gè)頻率占優(yōu)數(shù)目除以512)。綜合所有12個(gè)導(dǎo)聯(lián)總概率分布進(jìn)行熵值計(jì)算得到總熵(總數(shù)為512*12)。將數(shù)據(jù)傳輸給終端處理器E。
6.單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊D6把腦電漲落信號(hào)中的頻率漲落圖f(n)中相同的最優(yōu)頻率數(shù)目隨時(shí)間變化過(guò)程(1-512數(shù)據(jù)段)累加，得到最優(yōu)頻的概率曲線。
7.S譜總譜分析模塊D4a將S譜系分析模塊D4中所產(chǎn)生的S譜總譜信號(hào)做成圖形，并將圖形及數(shù)據(jù)傳輸給終端處理器E。
8.基本譜系分析模塊D4b對(duì)S譜中1mHz、2mHz、3mHz、4mHz、5mHz、6mHz、7mHz、11mHz、13mHz共9個(gè)基頻對(duì)應(yīng)的譜系(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S11、S13)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從頻率大于3mHz開(kāi)始還應(yīng)累加其倍數(shù)頻率的數(shù)值(如統(tǒng)計(jì)3mHz時(shí)還應(yīng)累加6mHz、9mHz，......的數(shù)值)。同時(shí)把1 2導(dǎo)聯(lián)按照大腦位置分成左前(F3，F(xiàn)7，C3)、左后(T5，P3，O1)、右前(F4，C4，F(xiàn)8)、右后(P4，T6，O2)四個(gè)部分分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。將統(tǒng)計(jì)結(jié)果傳輸給終端處理器E。
9.最優(yōu)值(D1-8)分析模塊D4c按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的D1-D8最優(yōu)頻率的功率數(shù)值和相應(yīng)頻率，并將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
10.A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊D4d按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算每一個(gè)頻率的功率值的前后比值(如F3/C3，C3/P3)A/P，將A/P值大于10的頻率顯示出來(lái)；同時(shí)計(jì)算左右比值(如F3/F4，C3/C4)L/R，將L/R值大于10的頻率顯示出來(lái)。
11.特征譜線分析模塊D4e包括特頻分析模塊D4ea、異頻分析模塊D4eb、連頻分析模塊D4ec、最優(yōu)頻分析模塊D4ed。其中，(1)特頻分析模塊D4ea將每導(dǎo)聯(lián)的特頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
(2)異頻分析模塊D4eb將每導(dǎo)聯(lián)的異頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
(3)連頻分析模塊D4ec將每導(dǎo)聯(lián)的連頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
(4)最優(yōu)頻分析模塊D4ed將每個(gè)最優(yōu)頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示其相應(yīng)的頻率，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
12.S譜系功率空間分布分析模塊D4f從腦電漲落圖中選擇出指定頻率的某一譜線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率數(shù)值。將功率空間分布情況傳輸給終端處理器E。
13.功率分布分析模塊D4g包括單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析模塊D4ga、平均功率分布分析模塊D4gb、A/P、L/R分析模塊D4gc。
將每導(dǎo)聯(lián)最優(yōu)譜線D1-D8相應(yīng)的功率值相加，得到每導(dǎo)聯(lián)的總功率值，將結(jié)果分別傳輸給單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析模塊D4ga、平均功率分布分析模塊D4gb、A/P、L/R分析模塊D4gc。
(1)單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析模塊D4ga將基頻的功率及L/R比值中大于10或小于0.1的數(shù)值按導(dǎo)聯(lián)的空間分布顯示出來(lái)，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
(2)平均功率分布分析模塊D4gb將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均功率按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
(3)A/P、L/R分析模塊D4gc按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算功率值的前后比值(如F3/C3，C3/P3)和左右比值(如F3/F4，C3/C4)，將結(jié)果傳輸給終端處理器E。
14.長(zhǎng)時(shí)程動(dòng)態(tài)曲線分析模塊D4h包括S譜系曲線分析模塊D4ha、優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊D4hb、基本譜系曲線分析模塊D4hc、功率空間分布曲線分析模塊D4hd、熵值曲線分析模塊D4he、特頻曲線分析模塊D4hf、連頻曲線分析模塊D4hg、基本譜系功率空間分布曲線分析模塊D4hh、常規(guī)功率譜曲線分析模塊D4hi、事件標(biāo)記識(shí)別模塊D4hj。
把長(zhǎng)時(shí)程(采集時(shí)間大于18分鐘)的腦電數(shù)據(jù)按照18分鐘的長(zhǎng)度進(jìn)行分段，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行腦漲落圖分析(重復(fù)步驟D1-D4)，將分析結(jié)果傳輸給以下的分析模塊。
(1)優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊D4ha用于以進(jìn)入優(yōu)勢(shì)譜線區(qū)的譜線的頻率為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成曲線；在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)譜線排名序次(D1-Dn)的選擇；(2)S譜系曲線分析模塊D4hb分別以每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下或全部導(dǎo)聯(lián)的每一個(gè)譜系或每一條譜線的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，做成曲線；在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線或譜系選擇。據(jù)此觀察每一頻率譜線或譜系在整個(gè)大腦中隨時(shí)間變化的情況。
(3)基本譜系曲線分析模塊D4hc分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的基本譜系各個(gè)時(shí)間段的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成基本譜系曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇。用以掌握與大腦功能關(guān)系最密切的幾個(gè)基本譜系的動(dòng)態(tài)情況。
(4)功率空間分布曲線分析模塊D4hd每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下，每一條譜線，以其功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸描繪曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇。據(jù)此觀察每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下，每一條譜線功率值隨時(shí)間變化的情況。
(5)熵值曲線分析模塊D4he將所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線，反映熵值隨時(shí)間的變化，據(jù)此觀察不同時(shí)間大腦能量分布狀況。
(6)特頻曲線分析模塊D4hf以所有導(dǎo)聯(lián)特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，據(jù)此觀察特頻隨時(shí)間動(dòng)態(tài)變化的情況。
(7)連頻曲線分析模塊D4hg以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的聯(lián)頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線，觀察病人不同時(shí)間腦功能下降的情況。
(8)基本譜系功率空間分布曲線D4hh從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析模塊D4ga中讀取基本譜系的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱坐標(biāo)，以時(shí)間為橫坐標(biāo)作出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇。據(jù)此觀察每個(gè)基本譜系隨時(shí)間變化及空間分布的情況。
(9)常規(guī)功率譜曲線分析模塊D4hi從常規(guī)功率譜中找出幅值最大的8個(gè)頻率值D1-D8，按幅值從大到小排序，分別以這些頻率的功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，作出8條動(dòng)態(tài)曲線，據(jù)此觀察腦電中功率占優(yōu)的頻率隨時(shí)間變化的情況。
(10)事件標(biāo)記識(shí)別模塊D4hj它分別與各長(zhǎng)時(shí)程分析模塊連接，用以辨認(rèn)腦電記錄盒F所記錄的事件標(biāo)記信號(hào)，將這些標(biāo)記信號(hào)在腦電信號(hào)回放及各種動(dòng)態(tài)曲線上時(shí)間軸的相應(yīng)位置顯示標(biāo)記符號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)腦電漲落信號(hào)進(jìn)行分析的方法，其特征在于，先對(duì)腦電信號(hào)數(shù)據(jù)按一定時(shí)間長(zhǎng)度進(jìn)行分段，對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜分析，選擇出0.5-50Hz范圍內(nèi)的最大功率幅值，進(jìn)行功率譜分析及頻譜分析，獲得超慢波范圍內(nèi)的功率譜漲落圖，再對(duì)漲落圖進(jìn)行分析，獲得多個(gè)數(shù)據(jù)參數(shù)，以數(shù)值、圖形和曲線的方式顯示出來(lái)，其具體分析方法最少包括常規(guī)功率譜分析的如下步驟(1)對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)域腦電信號(hào)做功率譜分析，即對(duì)腦電信號(hào)x(n)的N點(diǎn)觀察數(shù)據(jù)xN(n)直接做傅里葉變換，得到XN(ejω)；(2)取其幅值的平方，并除以N，作為對(duì)x(n)的真實(shí)的功率譜P(ejω)的估計(jì)，用周期圖法估計(jì)出的功率譜可以表示為，P(ejω)=1N|XN(ω)|2;]]>(3)XN(ω)的計(jì)算由快速傅里葉變換計(jì)算得到XN(k)=Σn=0N-1x(n)WNnk,k=0,1,...,N-1,WN=e-j2πN,]]>功率譜可表示為，P(k)=1N|XN(k)|2.]]>
2.如權(quán)利要求1所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括腦電功率漲落信號(hào)分析，其具體方法包括如下步驟(1)選擇邊瓣幅值小且衰減快的窗函數(shù)，它表示為，ω(n)=0.5-0.5cos(2πnN),n=0,1,...N-1,]]>對(duì)腦電信號(hào)x(n)數(shù)據(jù)進(jìn)行截短，得到xN(n)＝x(n)ω(n)；(2)對(duì)信號(hào)xN(n)＝x(n)ω(n)做功率譜分析，采樣時(shí)間為T秒，計(jì)算FFT得到頻譜的頻域分辨率為1/T，選擇出能量最大的功率幅值p及相應(yīng)的頻率f；(3)按時(shí)間順序?qū)倳r(shí)間長(zhǎng)度為N秒的時(shí)域腦電信號(hào)按T秒進(jìn)行分段，依次對(duì)N/T段數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)功率譜分析和腦電漲落信號(hào)分析，得到最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)和相應(yīng)頻率漲落信號(hào)f(n)，n＝1......n，n＝N/T。
3.如權(quán)利要求2所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括腦電漲落圖分析，其具體方法包括如下步驟(1)對(duì)長(zhǎng)度為n點(diǎn)的最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)進(jìn)行分析；(2)乘上長(zhǎng)度為n的Hanning窗，再做功率譜分析，數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度單位為N秒，因而頻域分辨率為1/N Hz，取功率譜分析結(jié)果中一定頻率范圍的譜線組成腦漲落圖；(3)當(dāng)總采樣時(shí)間大于N秒時(shí)，以N秒為單位進(jìn)行段落劃分，對(duì)每一段分別進(jìn)行上述常規(guī)功率譜分析、腦電漲落信號(hào)分析和腦電漲落圖分析。
4.如權(quán)利要求3所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括S譜系分析，其具體方法包括如下步驟(1)從每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)腦電漲落圖中找出幅值最大的幾條優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn，按幅值從大到小排序，得到單一導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)的S譜，共n個(gè)數(shù)值；(2)綜合所有N導(dǎo)聯(lián)共得到N*n條優(yōu)勢(shì)譜線，把頻率相同的優(yōu)勢(shì)譜線的數(shù)目累加，得S譜總譜。
5.如權(quán)利要求1所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，腦電信號(hào)采集途徑包括應(yīng)用任何導(dǎo)聯(lián)或?qū)?lián)組合。
6.如權(quán)利要求5所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，腦電信號(hào)的采集采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)的12導(dǎo)聯(lián)，電極置放位置分別為F3、F4、C3、C4、P3、P4、O1、O2、F7、F8、T5、T6。
7.如權(quán)利要求2所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括在腦電功率漲落信號(hào)分析基礎(chǔ)上所進(jìn)行的第二層次分析項(xiàng)目——熵值運(yùn)算和單頻競(jìng)爭(zhēng)分析方法中的一種或兩種，其中，所述熵值運(yùn)算包括如下步驟(1)根據(jù)H=-Σk=813pklg2pk]]>計(jì)算熵，pk為腦電波中各個(gè)頻率占優(yōu)的概率；(2)綜合所有N個(gè)導(dǎo)聯(lián)總概率分布進(jìn)行熵值計(jì)算得到總熵(總數(shù)為n*N)；所述單頻競(jìng)爭(zhēng)分析包括把腦電漲落信號(hào)中的頻率漲落圖f(n)中相同的最優(yōu)頻率數(shù)目隨時(shí)間變化過(guò)程累加，得到最優(yōu)頻的概率曲線。
8.如權(quán)利要求4所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括在S譜系分析基礎(chǔ)上進(jìn)行的第二層次21個(gè)分析項(xiàng)目中的任何一個(gè)項(xiàng)目或任意組合的項(xiàng)目，所述21個(gè)項(xiàng)目為，(3)S譜總譜分析、(4)基本譜系分析、(5)最優(yōu)值分析、(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析、(7)特頻分析、(8)異頻分析、(9)連頻分析、(10)最優(yōu)頻分析、(11)S譜系功率空間分布分析、(12)單頻功率及相對(duì)值(L/R)分布分析、(13)平均功率分布分析、(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析、(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析，其中，所述S譜總譜分析方法為，將S譜系分析中得到的S譜總譜數(shù)據(jù)用圖形表示出來(lái)；所述基本譜系分析方法為，對(duì)S譜中基頻對(duì)應(yīng)的S譜系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從頻率大于3mHz開(kāi)始累加其倍周期頻率的數(shù)值，同時(shí)把所有導(dǎo)聯(lián)按照在頭部的放置位置分成左前、左后、右前、右后四個(gè)部分分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；所述最優(yōu)值分析方法為，將優(yōu)勢(shì)頻率的功率數(shù)值和相應(yīng)頻率按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示；所述A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析方法為，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算每一頻率功率值的前后比值A(chǔ)/P，將A/P值大于一定限值的頻率顯示；同時(shí)計(jì)算左右比值L/R，將L/R值大于一定限值的頻率顯示；所述特頻分析、異頻分析、連頻分析、最優(yōu)頻分析四個(gè)項(xiàng)目，其方法為，分別將每導(dǎo)聯(lián)的特頻、異頻、連頻、最優(yōu)頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示；所述S譜系功率空間分布分析方法為，將腦電漲落圖中的每條譜線的功率值按空間導(dǎo)聯(lián)位置分布排列，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇，將被選定的譜線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示其在每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率數(shù)值；所述單頻功率及相對(duì)值(L/R)分布分析方法為，將每導(dǎo)聯(lián)優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn相應(yīng)的功率值相加，得到每導(dǎo)聯(lián)的總功率值；將基頻的功率及左右比值(L/R)中大于限定值或小于1/限定值的數(shù)值按導(dǎo)聯(lián)的空間分布顯示；所述平均功率分布分析方法為，將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均功率按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示；所述功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析方法為，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算功率值的前后比值和左右比值；所述長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析方法為，分別以每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下或全部導(dǎo)聯(lián)的每一個(gè)譜系或每一條譜線的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線或譜系的選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析方法為，以進(jìn)入優(yōu)勢(shì)譜線區(qū)的譜線的頻率為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)譜線排名序次(D1-Dn)的選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的基本譜系各個(gè)時(shí)間段的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出基本譜系曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析方法為，每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下，每一條譜線，以其功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析方法為，將全部導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸、時(shí)間為橫軸做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的連頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸、時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析方法為，從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析中讀取基本譜系的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸作出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析方法為，以全部導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析方法為，分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下連頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析方法為，從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析中讀取基本譜系每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系選擇；所述長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析方法為，從常規(guī)功率譜中找出幅值最大的n個(gè)頻率D1-Dn，按幅值從大到小排序，分別以這些頻率的功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，作出n條動(dòng)態(tài)曲線；
9.如權(quán)利要求8所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，還包括(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別分析，其方法為，辨認(rèn)腦電記錄盒所記錄的事件標(biāo)記信號(hào)，將這些標(biāo)記信號(hào)在腦電信號(hào)回放及各種動(dòng)態(tài)曲線時(shí)間軸的相應(yīng)位置顯示標(biāo)記符號(hào)，它與(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析九個(gè)項(xiàng)目中的任何一個(gè)或任意幾個(gè)項(xiàng)目結(jié)合應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求1、2、3、4、7、8、9任一權(quán)利要求所述的腦電漲落信號(hào)分析方法，其特征在于，所述各項(xiàng)分析方法可應(yīng)用于對(duì)任意一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合所采集的腦電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并且可以選擇將分析結(jié)果中一個(gè)或幾個(gè)導(dǎo)聯(lián)組合的運(yùn)算結(jié)果輸出到終端處理器進(jìn)行顯示、打印或存儲(chǔ)。
11.一種腦電漲落信號(hào)的分析設(shè)備，其特征在于，它包括電極、數(shù)字化腦電信號(hào)放大器或腦電記錄盒、個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理器、終端處理器，并依次連接，其中，電極采集腦電信號(hào)，傳送到數(shù)字化腦電信號(hào)放大器和/或腦電信號(hào)記錄盒，對(duì)信號(hào)接受、放大、數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字濾波或/和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，信號(hào)再上傳至個(gè)人計(jì)算機(jī)，由與計(jì)算機(jī)相連的數(shù)據(jù)處理器完成數(shù)據(jù)處理和漲落分析，分析結(jié)果傳輸?shù)浇K端處理器進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示或打印。
12.如權(quán)利要求11所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器包括常規(guī)功率譜分析模塊，用于對(duì)給定時(shí)間長(zhǎng)度的時(shí)域腦電信號(hào)做功率譜分析，得到功率譜，可表示為，P(k)=1N|XN(k)|2.]]>
13.如權(quán)利要求12所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器還包括腦電功率漲落信號(hào)分析模塊，用于選擇邊瓣幅值小且衰減快的窗函數(shù)，它表示為，ω(n)=0.5-0.5cos(2πnN),n=0,1,...N-1,]]>對(duì)腦電信號(hào)x(n)數(shù)據(jù)進(jìn)行截短，得到xN(n)＝x(n)ω(n)；對(duì)上述信號(hào)xN(n)＝x(n)ω(n)做功率譜分析，采樣時(shí)間為T秒，計(jì)算FFT得到頻譜的頻域分辨率為1/T，選擇出能量最大的功率幅值p及相應(yīng)的頻率f；按時(shí)間順序?qū)偟臅r(shí)域腦電信號(hào)進(jìn)行分段，依次對(duì)每段數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)功率譜分析和腦電漲落信號(hào)分析，得到最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)和相應(yīng)頻率漲落信號(hào)f(n)，n＝1......n。
14.如權(quán)利要求13所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器還包括腦電漲落圖分析模塊，用于對(duì)長(zhǎng)度為n點(diǎn)的最大功率幅值漲落信號(hào)p(n)進(jìn)行分析；乘上長(zhǎng)度為n的Hanning窗，再做功率譜分析，數(shù)據(jù)時(shí)間長(zhǎng)度單位為N秒，因而頻域分辨率為1/N Hz，取功率譜分析結(jié)果中頻帶一定范圍的譜線組成腦電漲落圖；當(dāng)總采樣時(shí)間大于N秒時(shí)，以N秒為單位進(jìn)行段落劃分，對(duì)每一段重復(fù)進(jìn)行常規(guī)功率譜分析、腦電功率漲落信號(hào)分析和腦電漲落圖分析。
15.如權(quán)利要求11所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理器還包括S譜系分析模塊，用于從每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)腦電漲落圖中找出幅值最大的幾條最優(yōu)譜線D1-Dn，按幅值從大到小排序，得到單一導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)的S譜，共n個(gè)數(shù)值；綜合所有N導(dǎo)聯(lián)共得到N*n條優(yōu)勢(shì)譜線，把頻率相同的優(yōu)勢(shì)譜線的數(shù)目累加，得到S譜總譜。
16.如權(quán)利要求13所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述腦電功率漲落信號(hào)分析模塊數(shù)據(jù)傳輸給熵值運(yùn)算模塊和/或單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊，其中，所述熵值運(yùn)算模塊用于根據(jù)H=-Σk=813pklg2pk]]>來(lái)計(jì)算熵，綜合所有N個(gè)導(dǎo)聯(lián)總概率分布進(jìn)行熵值計(jì)算得到總熵；所述單頻競(jìng)爭(zhēng)分析模塊用于把腦電漲落信號(hào)中的頻率漲落圖f(n)中相同的最優(yōu)頻率數(shù)目隨時(shí)間變化過(guò)程累加，得到最優(yōu)頻的概率曲線。
17.如權(quán)利要求15所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述S譜系分析模塊數(shù)據(jù)傳輸給以下第二層次21個(gè)分析模塊中的任何一個(gè)模塊或任意個(gè)模塊組合，所述21個(gè)模塊為，(3)S譜總譜分析模塊、(4)基本譜系分析模塊、(5)最優(yōu)值分析模塊、(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊、(7)特頻分析模塊、(8)異頻分析模塊、(9)連頻分析模塊、(10)最優(yōu)頻分析模塊、(11)S譜系功率空間分布分析模塊、(12)單頻功率分布分析模塊、(13)平均功率分布分析模塊、(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊、(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析模塊、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊，其中，所述(3)S譜總譜分析模塊，將S譜總譜數(shù)據(jù)用圖形表示出來(lái)；所述(4)基本譜系分析模塊，用于對(duì)S譜中基頻對(duì)應(yīng)的S譜系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，從頻率大于3mHz開(kāi)始累加其倍數(shù)頻率的數(shù)值，同時(shí)把所有導(dǎo)聯(lián)按照在腦部的分布位置分成前后左右若干部分分別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；所述(5)最優(yōu)值分析模塊，用于按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的D1-Dn優(yōu)勢(shì)頻率的功率數(shù)值和相應(yīng)頻率；所述(6)A/P逆轉(zhuǎn)、L/R失衡情況分析模塊，用于按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算每一個(gè)頻率功率值的前后比值A(chǔ)/P和左右比值L/R，并將A/P值或L/R值大于一定限值的頻率顯示出來(lái)；所述(7)特頻分析模塊、(8)異頻分析模塊、(9)連頻分析模塊、(10)最優(yōu)頻分析模塊，分別用于將每導(dǎo)聯(lián)的特頻、異頻、連頻、每個(gè)最優(yōu)頻按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)；所述(11)S譜系功率空間分布分析模塊，用于將腦電漲落圖中每條譜線的功率值按空間導(dǎo)聯(lián)位置分布排列，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇，將被選定頻率的譜線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率數(shù)值；所述(12)單頻功率及相對(duì)值分布L/R分析模塊，用于將每導(dǎo)聯(lián)優(yōu)勢(shì)譜線D1-Dn相應(yīng)的功率值相加，得到每導(dǎo)聯(lián)的總功率值；將基頻的功率及左右比值(L/R)中大于限定值或小于1/限定值的數(shù)值按導(dǎo)聯(lián)的空間分布顯示出來(lái)；所述(13)平均功率分布分析模塊，將每個(gè)導(dǎo)聯(lián)平均功率按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置顯示出來(lái)；所述(14)功率相對(duì)值A(chǔ)/P、L/R分析模塊，按導(dǎo)聯(lián)空間分布位置計(jì)算功率值的前后比值和左右比值；所述(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊，分別以每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下或全部導(dǎo)聯(lián)的每一個(gè)譜系或每一條譜線的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，做成曲線，在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線或譜系選擇；所述(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊，用于以進(jìn)入優(yōu)勢(shì)譜線區(qū)的譜線的頻率為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)譜線排名序次(D1-Dn)的選擇；所述(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊，用于分別以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的基本譜系各個(gè)時(shí)間段的漲落數(shù)值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做成基本譜系曲線；在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇；所述(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊，用于將每一個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的每一條譜線，以其功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸做出曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜線的選擇；所述(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值變化曲線分析模塊，用于將全腦或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的熵值為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊，用于以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)的特頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸以時(shí)間為橫軸做出曲線；所述(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊，以所有導(dǎo)聯(lián)或每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的連頻出現(xiàn)的個(gè)數(shù)為縱軸，以時(shí)間為橫軸分別做出曲線；所述(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊，用于從單頻功率及相對(duì)值分布(L/R)分析中讀取基本譜系的每個(gè)導(dǎo)聯(lián)下的功率值，以功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸作出曲線，按導(dǎo)聯(lián)的空間位置分布顯示出每條曲線。在顯示界面上以“畫中畫”方式開(kāi)一窗口，進(jìn)行譜系的選擇；所述(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊，用于從常規(guī)功率譜中找出幅值最大的n個(gè)頻率D1-Dn，按幅值從大到小排序，分別以這些頻率的功率值為縱軸，以時(shí)間為橫軸，作出n條動(dòng)態(tài)曲線；
18.如權(quán)利要求15所述的腦電漲落信號(hào)分析設(shè)備，其特征在于，所述S譜系分析模塊數(shù)據(jù)傳輸給(24)長(zhǎng)時(shí)程事件標(biāo)記識(shí)別模塊，用于辨認(rèn)腦電記錄盒所記錄的事件標(biāo)記信號(hào)，將這些標(biāo)記信號(hào)在腦電信號(hào)回放及各種動(dòng)態(tài)曲線時(shí)間軸的相應(yīng)位置顯示標(biāo)記符號(hào)，它與(15)長(zhǎng)時(shí)程S譜系曲線分析模塊、(16)長(zhǎng)時(shí)程優(yōu)勢(shì)譜線曲線分析模塊、(17)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系曲線分析模塊、(18)長(zhǎng)時(shí)程功率空間分布曲線分析模塊、(19)長(zhǎng)時(shí)程熵值曲線分析模塊、(20)長(zhǎng)時(shí)程特頻曲線分析模塊、(21)長(zhǎng)時(shí)程連頻曲線分析模塊、(22)長(zhǎng)時(shí)程基本譜系功率空間分布曲線分析模塊、(23)長(zhǎng)時(shí)程常規(guī)功率譜曲線分析模塊九個(gè)模塊中的任何一個(gè)或任意幾個(gè)結(jié)合應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行功率譜分析，選擇0.5～50Hz范圍內(nèi)的最大功率幅值，進(jìn)行多次功率譜分析及頻譜分析，獲得超慢波功率譜漲落圖，再對(duì)漲落圖分析，獲得一系列數(shù)據(jù)參數(shù)，為腦功能檢測(cè)和疾病診斷提供依據(jù)。分析方法包括常規(guī)功率譜分析，還可以包括腦電功率漲落信號(hào)分析、腦電漲落圖分析和 S譜系分析以及進(jìn)一步的多項(xiàng)目分析。實(shí)現(xiàn)分析方法的設(shè)備包括電極、腦電信號(hào)放大器或腦電記錄盒、個(gè)人計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)處理器和終端處理器幾部分。
文檔編號(hào)A61B5/0476GK1632816SQ20031012241
公開(kāi)日2005年6月29日 申請(qǐng)日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者徐建蘭, 劉恩紅 申請(qǐng)人:廣州可夫醫(yī)療科技有限公司