一种基于脑电相位同步的疲劳检测方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于脑电相位同步的疲劳检测方法。本发明首先从Neuroscan64导系统采集的数据中选取58通道脑电数据用于相位同步分析。其次将步骤1采集到的脑电数据通过CAR滤波器，通过计算所记录的N个电极的信号平均值来重新评定每个时刻每个电极的电位。再次对步骤2中得到的脑电数据根据脑区内和脑区间进行平均相位相干性计算。最后选定特定频段的脑区内的相位同步脑区间的相位同步值来判断是否出现疲劳状态。本发明运用特定频段的脑区计算脑区间和脑区内的相位同步值，计算相位同步值的显著性大小区分清醒和疲劳状态，有助于提高疲劳检测的准确性。
【专利说明】-种基于脑电相位同步的疲劳检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于脑电变化分析【技术领域】中脑电疲劳检测研究领域，具体涉及一种基于 脑电相位同步通过计算脑电的平均相位相干性从而得到区分清醒和疲劳状态的方法。
【背景技术】
[0002] 疲劳状态在脑电信号上的体现表现在脑电信号会随着人体的精神负荷的变化而 变化。快波在大脑兴奋时出现，慢波是在大脑抑制或深度疲劳时表现出来。
[0003] 目前疲劳的检测方法研究仍处于探索阶段，比较好的方法是通过生物信号的检 测。研究表明脑电的某些频谱指标能够表明疲劳状态。五种类型的熵，包括香农熵被作为 检测疲劳的一个指标。
[0004] 人们发现大脑信息整合和处理的主要潜在机制是由各神经网络的同步性振荡引 起的。神经电信号同步在大范围神经整合中起着重要的作用，近年来已经引起了越来越多 的关注。脑电同步被认为是脑功能区域整合的表现。多种技术已被应用于寻找不同脑单元 之间的同步，如相关性，相位同步，似然同步。在这些方法中，相位同步能够检测出信号间的 弱相互作用，仅仅考虑瞬间相位的关系而忽略 /[目号的振幅关系。
【发明内容】
[0005] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种基于脑电相位同步通过计算脑电的平均 相位相干性从而得到区分清醒和疲劳状态的方法。
[0006] 本发明所采用的技术方案是：
[0007] 步骤1、从Neuroscan 64导系统采集的数据中选取58通道脑电数据用于相位同步 分析。
[0008] 步骤2、将步骤1采集到的脑电数据通过CAR滤波器，通过计算所记录的N个电极 的信号平均值来重新评定每个时刻每个电极的电位。
[0009] 步骤3、对步骤2中得到的脑电数据根据脑区内和脑区间进行平均相位相干性计 算，具体是：
[0010] 平均相位相干性λ (X，y)定义如下：
[0011]
【权利要求】
1. 一种基于脑电相位同步的疲劳检测方法，其特征在于该方法包括以下步骤： 步骤1、从Neuroscan 64导系统采集的数据中选取58通道脑电数据用于相位同步分 析； 步骤2、将步骤1采集到的脑电数据通过CAR滤波器，通过计算所记录的N个电极的信 号平均值来重新评定每个时刻每个电极的电位； 步骤3、对步骤2中得到的脑电数据根据脑区内和脑区间进行平均相位相干性计算，具 体是： 平均相位相干性λ (X，y)定义如下：
其中为Λ t采样周期，N为样本点数，X、y分别表示两个信号通道，表示X通道 k Λ t的瞬间相位，<_>表示y通道k Λ t的瞬间相位； 计算脑区内的相位同步：
其中也，eh」e札，| & |是脑区札内电极的数量； 计算脑间内的相位同步：
其中chi e札，chk e r2, I r2 I是脑区r2内电极的数量； 步骤4、计算delta频段的后脑脑区内的相位同步和前脑-后脑脑区间的相位同步、 alpha频段的脑区内的相位同步和前脑-后脑脑区间的相位同步，得到四个相位同步值；当 四个相位同步值中的至少一个值T检验显著性相对于清醒时T检验显著性增大，则认为出 现疲劳状态。
【文档编号】A61B5/16GK104095630SQ201410367212
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年7月29日 优先权日:2014年7月29日
【发明者】孔万增, 徐思佳, 沈伟强, 周凌霄, 徐飞鹏, 周展鹏 申请人:杭州电子科技大学