本發(fā)明涉及抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種基于睡眠腦電的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前基于腦電的郁抑癥風(fēng)險(xiǎn)篩查診斷主要依據(jù)的是睡眠分期技術(shù)。關(guān)于睡眠分期，曾有幾種劃分方法。目前廣泛應(yīng)用的是 1968 年，Rechtschaffen和 Kales根據(jù) EEG、EOG、EMG 信號(hào)在不同睡眠期的波形特征，將成人睡眠分成六期：清醒期，非快速眼動(dòng)期（進(jìn)一步分為 1、2、3、4 期），和快速眼動(dòng)期，即分期標(biāo)準(zhǔn)（如圖9）。計(jì)算睡眠潛伏期、睡眠總時(shí)間、覺醒指數(shù)、睡眠1期、睡眠2期、睡眠3期、睡眠4期、快速眼動(dòng)百分比、快速眼動(dòng)睡眠周期數(shù)、快速眼動(dòng)睡眠潛伏期、快速眼動(dòng)睡眠強(qiáng)度、快速眼動(dòng)睡眠密度和快速眼動(dòng)睡眠時(shí)間等特征，將其帶入分類器中并進(jìn)行抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)判斷。

現(xiàn)有的篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)手段和采集方法存在著較多缺陷，其主要在于：

1.傳統(tǒng)的腦電圖技術(shù)大多應(yīng)用在比較嚴(yán)格的環(huán)境中，如醫(yī)院的臨床治療或科研院所的實(shí)驗(yàn)室，不方便個(gè)體用戶使用，且這些應(yīng)用場(chǎng)景具有理想的實(shí)驗(yàn)條件：一方面，這些環(huán)境都做過(guò)專門的物理隔離，有良好的電磁屏蔽和聲音屏蔽；另一方面，有專業(yè)的受過(guò)培訓(xùn)的操作人員，即便是在這樣嚴(yán)格的限制下，腦電信號(hào)的測(cè)量也會(huì)受到一些因素的影響。

2.睡眠分期標(biāo)準(zhǔn)不一，睡眠分期的準(zhǔn)確率不夠高，使抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查系統(tǒng)準(zhǔn)確度較低。

3.信息量比較小，而且特征并不十分明確，并不能得到相應(yīng)的針對(duì)受試者的特征信息給出合理化的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

1．要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不方便個(gè)體用戶使用，干擾因素干擾檢測(cè)，檢測(cè)準(zhǔn)確度低，腦電采集的信息量小問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于睡眠腦電的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)方便個(gè)體用戶使用，降低各種噪聲之間的干擾，提高了檢測(cè)準(zhǔn)確度，采集的睡眠腦電的信息量大。

2.技術(shù)方案

一種基于睡眠腦電的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查系統(tǒng)，包括普適化腦電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)、篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)、腦電顯示模塊和結(jié)果打印模塊，所述普適化腦電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括腦電極傳感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通濾波器，所述腦電極傳感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通濾波器依次相連，所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)包括AD轉(zhuǎn)換器，腦電信號(hào)處理器和藍(lán)牙2.0射頻收發(fā)器，所述AD轉(zhuǎn)換器、腦電信號(hào)處理器、藍(lán)牙2.0射頻收發(fā)器依次相連，所述篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)包括腦電顯示模塊一、管理模塊、腦電信號(hào)二次處理模塊、腦電顯示模塊二和腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)，所述腦電顯示模塊一、管理模塊、腦電信號(hào)二次處理模塊、腦電顯示模塊二、腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)依次相連，所述腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)包括特征提取模塊、特征選擇模塊、分類模型模塊和抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查模塊，個(gè)體用戶能夠穿戴腦電傳感器，方便用戶的自測(cè)，腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，去除眼電偽跡，降低各種噪聲之間的干擾，直接處理腦電數(shù)據(jù)，跳過(guò)睡眠分期步驟，降低了在睡眠分期等步驟所產(chǎn)生的計(jì)算誤差，提高了抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確度，采集信息量大，腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)充分地利用了睡眠腦電的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行特征選取，選擇性強(qiáng)。

優(yōu)選地，所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)還包括阻抗檢測(cè)器和直流矯正器，使得直流電源達(dá)到預(yù)定的測(cè)試功能。

優(yōu)選地，所述篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)、離線分析模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)產(chǎn)生出合理的生理指標(biāo)參數(shù)，離線分析模塊對(duì)預(yù)處理后得到的腦電信號(hào)進(jìn)行二次處理，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)被已標(biāo)簽的人群基本信息和最近一次受訓(xùn)時(shí)的腦電數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)采用AR模型和自適應(yīng)預(yù)測(cè)器模型方法，通過(guò)AR模型方法來(lái)自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，通過(guò)自適應(yīng)預(yù)測(cè)器模型來(lái)去除眼電偽跡。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)通過(guò)普適化腦電采集系統(tǒng)分別對(duì)已標(biāo)簽的健康人群和已標(biāo)簽的抑郁癥人群進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)采集，便于采集合理的生理指標(biāo)參數(shù)。

優(yōu)選地，所述腦電極傳感器包括Fp1電極傳感器、FpZ電極傳感器、Fp2電極傳感器和參考電極，所述參考電極的兩級(jí)分別連接在普適化腦電采集設(shè)備的 BIAS 口和 COM 口上，腦電極傳感器放置于 Fp1，F(xiàn)pZ 和 Fp2 位于前額的位置，不受頭發(fā)的干擾，便于穿戴。

優(yōu)選地，所述Fp1電極傳感器、FpZ電極傳感器和Fp2電極傳感器的電極頭均采用醫(yī)用貼式濕電極頭，醫(yī)用貼式濕電極頭避免了電極接觸阻抗的干擾。

優(yōu)選地，所述特征提取模塊采用非線性動(dòng)力學(xué)理論，所述特征選擇模塊和分類模型模塊均采用支持向量機(jī)，非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析，提取出腦電信號(hào)的非線性特征，支持向量機(jī)對(duì)腦電數(shù)據(jù)特征進(jìn)行選擇和分類。

3.有益效果

相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

（1）本方案?jìng)€(gè)體用戶能夠穿戴腦電傳感器，方便用戶的自測(cè)，腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，去除眼電偽跡，降低各種噪聲之間的干擾，直接處理腦電數(shù)據(jù)，跳過(guò)睡眠分期步驟，降低了在睡眠分期等步驟所產(chǎn)生的計(jì)算誤差，提高了抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確度，采集信息量大，腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)充分地利用了睡眠腦電的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行特征選取，選擇性強(qiáng)。

（2）通過(guò)阻抗檢測(cè)器和直流矯正器使得直流電源達(dá)到預(yù)定的測(cè)試功能。

（3）數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)產(chǎn)生出合理的生理指標(biāo)參數(shù)，離線分析模塊對(duì)預(yù)處理后得到的腦電信號(hào)進(jìn)行二次處理，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)被已標(biāo)簽的人群基本信息和最近一次受訓(xùn)時(shí)的腦電數(shù)據(jù)。

（4）通過(guò)AR模型方法來(lái)自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，通過(guò)自適應(yīng)預(yù)測(cè)器模型來(lái)去除眼電偽跡。

（5）通過(guò)普適化腦電采集系統(tǒng)分別對(duì)已標(biāo)簽的健康人群和已標(biāo)簽的抑郁癥人群進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)采集，便于采集合理的生理指標(biāo)參數(shù)。

（6）腦電極傳感器放置于 Fp1，F(xiàn)pZ 和 Fp2 位于前額的位置，不受頭發(fā)的干擾，便于穿戴。

（7）醫(yī)用貼式濕電極頭避免了電極接觸阻抗的干擾。

（8）非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析，提取出腦電信號(hào)的非線性特征，支持向量機(jī)對(duì)腦電數(shù)據(jù)特征進(jìn)行選擇和分類。

附圖說(shuō)明

圖1為整體篩查系統(tǒng)方框圖；

圖2為本發(fā)明的普適化腦電采集系統(tǒng)方框圖；

圖3為本發(fā)明的自適應(yīng)預(yù)測(cè)期去除眼電偽跡模型方框圖；

圖4為本發(fā)明的篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)方框圖；

圖5為本發(fā)明的腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)方框圖；

圖6為本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)方框圖；

圖7為本發(fā)明的普適化腦電采集設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為人腦系統(tǒng)電極位置圖；

圖9為睡眠分期結(jié)構(gòu)圖。

圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明：

1.普適化腦電采集設(shè)備、2.FpZ電極傳感器、3.Fp2電極傳感器、4.參考電極、5.Fp1電極傳感器。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖；對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述；顯然；所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例；而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例；本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例；都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

請(qǐng)參閱圖1-9，一種基于睡眠腦電的抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查系統(tǒng)，包括普適化腦電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)、篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)、腦電顯示模塊和結(jié)果打印模塊，所述普適化腦電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括腦電極傳感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通濾波器，所述腦電極傳感器、前置放大器、50Hz陷波器和低通濾波器依次相連，腦電信號(hào)通過(guò)腦電極傳感器提取進(jìn)來(lái)后，通過(guò)腦電前置放大器對(duì)微弱的腦電信號(hào)進(jìn)行放大，50Hz陷波器和低通濾波器對(duì)原始腦電信號(hào)進(jìn)行工頻濾波處理，放大的信號(hào)通過(guò)16位A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，送入硬件實(shí)時(shí)腦電信號(hào)預(yù)處理模塊，所述腦電極傳感器包括Fp1電極傳感器5、FpZ電極傳感器2、Fp2電極傳感器3和參考電極4，所述參考電極的兩級(jí)分別連接在普適化腦電采集設(shè)備1的 BIAS 口和 COM 口上，電極的位置的放置選擇的人腦系統(tǒng)電極的電極分別是：左右前額點(diǎn)Fp1、Fp2及前額中心點(diǎn)FpZ，腦電極傳感器放置于 Fp1，F(xiàn)pZ 和 Fp2 位于前額的位置，不受頭發(fā)的干擾，便于穿戴，所述Fp1電極傳感器、FpZ電極傳感器和Fp2電極傳感器的電極頭均采用醫(yī)用貼式濕電極頭，醫(yī)用貼式濕電極頭避免了電極接觸阻抗的干擾，個(gè)體用戶能夠穿戴腦電傳感器，方便用戶的自測(cè)。

所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)包括AD轉(zhuǎn)換器，腦電信號(hào)處理器和藍(lán)牙2.0射頻收發(fā)器，所述AD轉(zhuǎn)換器、腦電信號(hào)處理器、藍(lán)牙2.0射頻收發(fā)器依次相連，所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)還包括阻抗檢測(cè)器和直流矯正器，使得直流電源達(dá)到預(yù)定的測(cè)試功能，所述腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)采用AR模型和自適應(yīng)預(yù)測(cè)器模型方法，通過(guò)AR模型方法來(lái)自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，將檢測(cè)到的腦電噪聲通過(guò)濾波器初始化后送到自適應(yīng)預(yù)測(cè)器，同時(shí)自適應(yīng)預(yù)測(cè)器接收來(lái)自眼電區(qū)域的腦電信號(hào)，自適應(yīng)預(yù)測(cè)器同時(shí)對(duì)腦電噪聲和眼電區(qū)域腦電信號(hào)進(jìn)行處理，通過(guò)自適應(yīng)預(yù)測(cè)器模型來(lái)去除眼電偽跡和去除腦電噪聲，腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)腦電噪聲，去除眼電偽跡，降低各種噪聲之間的干擾，腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)直接處理腦電數(shù)據(jù)，跳過(guò)睡眠分期步驟，降低了在睡眠分期等步驟所產(chǎn)生的計(jì)算誤差，提高了抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確度。

所述篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)包括腦電顯示模塊一、管理模塊、腦電信號(hào)二次處理模塊、腦電顯示模塊二和腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)，所述腦電顯示模塊一、管理模塊、腦電信號(hào)二次處理模塊、腦電顯示模塊二、腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)依次相連，腦電信號(hào)二次處理模塊通過(guò)對(duì)預(yù)處理后得到的腦電信號(hào)進(jìn)行二次處理，以得到腦電功率譜陣列圖和腦電θ、α、β等指標(biāo)直方圖的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示，實(shí)現(xiàn)腦電指標(biāo)實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)，醫(yī)生通過(guò)該功能實(shí)時(shí)觀察病人腦電信息各項(xiàng)指標(biāo)變化，直觀、準(zhǔn)確地掌握病人腦功能狀態(tài)，用以監(jiān)測(cè)反饋治療的效果，所述腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)包括特征提取模塊、特征選擇模塊、分類模型模塊和抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)篩查模塊，所述特征提取模塊采用非線性動(dòng)力學(xué)理論，所述特征選擇模塊和分類模型模塊均采用支持向量機(jī)，非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析，提取出腦電信號(hào)的非線性特征，支持向量機(jī)對(duì)腦電數(shù)據(jù)特征進(jìn)行選擇和分類，采集信息量大，腦電信號(hào)數(shù)據(jù)篩查系統(tǒng)充分地利用了睡眠腦電的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行特征選取，選擇性強(qiáng)。

所述篩查抑郁癥風(fēng)險(xiǎn)腦電系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)、離線分析模塊和數(shù)據(jù)庫(kù)模塊，管理模塊對(duì)篩查進(jìn)程和受試者信息進(jìn)行管理，包括受試者信息的創(chuàng)建、查詢、修改、刪除，以及診斷篩查方案的選擇，設(shè)置篩查抑郁癥方案所要求的指標(biāo)和形式以及資料的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊儲(chǔ)存篩查方案、被試者的基本信息和系統(tǒng)的篩查過(guò)程及結(jié)果，以供管理系統(tǒng)進(jìn)行查詢及管理，數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)產(chǎn)生出合理的生理指標(biāo)參數(shù)，離線分析模塊對(duì)預(yù)處理后得到的腦電信號(hào)進(jìn)行二次處理，數(shù)據(jù)庫(kù)模塊用于存儲(chǔ)被已標(biāo)簽的人群基本信息和最近一次受訓(xùn)時(shí)的腦電數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采集建模系統(tǒng)通過(guò)普適化腦電采集系統(tǒng)、腦電數(shù)據(jù)預(yù)處理系統(tǒng)、腦電數(shù)據(jù)二次處理系統(tǒng)、特征提取模塊、特征選擇模塊和分類模型模塊分別對(duì)已標(biāo)簽的健康人群和已標(biāo)簽的抑郁癥人群進(jìn)行腦電數(shù)據(jù)采集，便于采集合理的生理指標(biāo)參數(shù)，全新的數(shù)據(jù)模型，根據(jù)不同病癥在系統(tǒng)中進(jìn)行分類，其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、清晰，有很好的數(shù)據(jù)獨(dú)立性、安全保密性，用戶易懂易用，可以與已有數(shù)據(jù)進(jìn)行交叉對(duì)比，提高篩查診斷的準(zhǔn)確性與針對(duì)性，腦電顯示模塊是做出接受反饋訓(xùn)練的受試著者的動(dòng)態(tài)腦電圖，是將受試者的腦電信號(hào)波形動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地顯示在顯示器上，實(shí)現(xiàn)了腦電圖動(dòng)態(tài)無(wú)筆描記。

工作原理：受試者先注冊(cè)自己的信息，其中包括受試者的編號(hào)、姓名、性別、年齡等信息，將腦電極傳感器放置于 Fp1，F(xiàn)pZ 和 Fp2 位于前額的位置，使受試者在一個(gè)相對(duì)安靜的環(huán)境里逐漸進(jìn)入睡眠狀態(tài)，打開實(shí)時(shí)腦電記錄，患者的腦電信號(hào)通過(guò)腦電極傳感器提取進(jìn)來(lái)，通過(guò)前置放大器對(duì)微弱的腦電信號(hào)進(jìn)行放大，同時(shí)對(duì)原始腦電信號(hào)進(jìn)行工頻濾波處理，放大的信號(hào)通過(guò)16位A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)調(diào)用腦電信號(hào)預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理以減少偽差的干擾，保證反饋治療時(shí)的正確性，然后通過(guò)藍(lán)牙2.0傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，然后實(shí)時(shí)顯示在屏幕上。醫(yī)生調(diào)用腦電分析中相應(yīng)的信號(hào)處理程序?qū)Σ杉男盘?hào)進(jìn)行二次處理，采用非線性動(dòng)力學(xué)理論對(duì)腦電信號(hào)進(jìn)行分析，提取出腦電信號(hào)的非線性特征，得到反饋信息的特征值，將信息的特征值帶入支持向量機(jī)，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)篩查，最終輸出結(jié)果，在系統(tǒng)訓(xùn)練的過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)把患者的腦電信號(hào)儲(chǔ)存下來(lái)，醫(yī)生可以在受試者做完訓(xùn)練后以后，回放該腦電信號(hào)并進(jìn)行分析、打印，用以監(jiān)控病人的治療過(guò)程。

以上所述；僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式；但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此；任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)；根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其改進(jìn)構(gòu)思加以等同替換或改變；都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。