1、 癲癇和正常腦電 AR模型、AR譜及特征比較總述1課題目的2實(shí)驗(yàn)步驟3實(shí)驗(yàn)結(jié)果4開題背景1實(shí)驗(yàn)結(jié)論5開題背景癲癇：癲癇是一種腦部疾患，其特點(diǎn)是持續(xù)存在能產(chǎn)生癲癇發(fā)作的腦部持久性改變，并出現(xiàn)相應(yīng)的神經(jīng)生物學(xué)認(rèn)知心理學(xué)以及社會學(xué)等方面的后果。腦電圖：腦電圖是通過電極記錄下來的腦細(xì)胞群的自發(fā)性、節(jié)律性電活動。將腦細(xì)胞電活動的電位做為縱軸，時間做為橫軸，這樣把電位與時間的相互關(guān)系記錄下來的就是腦電圖。建模方法：移動平均（MA）模型、自回歸（AR）模型、自回歸移動平均（ARMA）模型。 課題目的4321學(xué)習(xí)腦電的測試方法在Matlab平臺上應(yīng)用Marple算法建立正常人和癲癇患者腦電的自回歸AR模型估計(jì)

2、AR模型的階數(shù)及各個參數(shù)應(yīng)用模型參數(shù)對兩類腦電進(jìn)行頻譜估計(jì)（AR譜）課題研究的主要內(nèi)容1測取正常人認(rèn)知腦區(qū)（額部和枕部）的腦電，建立數(shù)據(jù)文件；對給出的顳葉癲癇患者同一腦區(qū)的腦電建立數(shù)據(jù)文件2.對以上兩類腦電進(jìn)行預(yù)處理，去除噪聲和剔除偽差3.對以上兩類腦電建立AR模型4.估計(jì)以上兩類腦電的AR譜，并與它們的FFT功率譜進(jìn)行比較5.分析比較正常人和癲癇患者在認(rèn)知腦區(qū)腦電的AR模型、AR譜的特征原理和方法腦電圖電極安排原理和方法腦電的特點(diǎn)波：頻率在8 13C/S，波幅2575V，以頂枕部最明顯，雙側(cè)大致同步，重復(fù)節(jié)律地出現(xiàn)波稱節(jié)律。波：頻率在13C/S以上，波幅約為波的一半，額部及中央?yún)^(qū)最明顯。波：

3、頻率為47C/S，波幅2040V，是兒童的正常腦電活動，兩側(cè)對稱，顳區(qū)多見。波：頻率為4C/S以下，節(jié)律主要在額區(qū)，是正常兒童的主要波率，單個的和非局限的性小于20V的波是正常的，局灶性的波則為異常。波和波統(tǒng)稱為慢波。 原理和方法AR參數(shù)模型輸入為白噪聲的線性系統(tǒng)，輸入u（n）和輸出x（n）的關(guān)系可以寫作：p階自回歸（AR）模型：模型的傳遞函數(shù)為：原理和方法AR模型階次的選擇最終預(yù)測誤差準(zhǔn)則（FPE）Akaike信息準(zhǔn)則（AIC）步驟1. 在計(jì)算機(jī)上用Matlab 仿真平臺顯示處理后腦電時序圖。2. 用Matlab 仿真平臺建立正常人和癲癇患者腦電的FFT 功率譜，分析比較正常人和癲癇患者腦電

4、的FFT 功率譜。3. 用Matlab 仿真平臺建立正常人和癲癇患者腦電的AR 模型。 4. 用 Matlab 仿真平臺估計(jì)正常人和癲癇患者腦電的 AR 譜，分析比較正常人和癲癇患者在認(rèn)知腦區(qū)的AR 模型、AR 譜的特征。結(jié)果在計(jì)算機(jī)上用Matlab 仿真平臺顯示處理后腦電時序圖圖1 左顳前點(diǎn)正常人與癲癇 患者的腦電時序圖比較圖2 右顳前點(diǎn)正常人與癲癇 患者的腦電時序圖比較結(jié)果正常人和癲癇患者腦電的FFT 功率譜(以T4為例)圖3 正常人和癲癇患者腦電的FFT 功率譜(以T4為例)結(jié)果階次的確定圖4 建立AR模型前階次的確定（以正常人的T3，T4為例）n1 n2 n3 p1 =70 p1 =7

5、3 p1 =102p2 =72 p2 =86 p2 =75e1 e2 e3p1 =68 p1 =12 p1 =72 p2 =43 p2 =16 p2 =23結(jié)果由AR模型估計(jì)正常人和癲癇患者腦電的AR譜圖5 正常人和癲癇患者腦電的AR譜結(jié)果AR譜與FFT功率譜比較圖6 正常人AR譜與FFT功率譜比較圖7 正常人AR譜與FFT功率譜比較結(jié)論及討論結(jié)論（1）正常腦電基線較為平穩(wěn)，相對基線的振幅較??； 癲癇腦電基線不平穩(wěn)，相對基線的振幅較大 。 （2）正常腦電波較多，其頻帶范圍為10-12Hz；癲 癇腦電和波較多，頻帶范圍在0-5Hz。（3）AR譜比FFT功率譜平滑，且比FFT功率譜分辨率 高。結(jié)論

6、及討論（1）基于腦電時序圖的討論（2）基于腦電AR 譜的討論 正常人顳前點(diǎn)腦電基線較為平穩(wěn)，相對于基線的振幅較小，波線較密集；癲癇患者顳前點(diǎn)腦電基線不平穩(wěn)，相對于基線的振幅較大，波線較稀疏?？梢酝茢啻竽X顳前點(diǎn)為癲癇患者的發(fā)病區(qū)。正常人和癲癇顳前點(diǎn)腦電的AR譜及FFT功率譜有明顯差別，正常人額部枕部腦電的功率能量主要集中在 10-12Hz，即波段，只有很小一部分能量集中在 0-5Hz；而癲癇患者顳前點(diǎn)腦電的功率能量主要集中在0-5Hz，即和波段，只有很小一部分能量集中在10-12Hz。結(jié)論及討論(3)AR模型階數(shù)的討論應(yīng)用最終預(yù)測誤差準(zhǔn)則（FPE），當(dāng)階次k由1增加時，F(xiàn)PE（k）將在某一個k處

7、取得極小值，將此時的k定為最合適的階次p。(4)腦電的AR 譜與 FFT功率譜圖的對比 FFT 功率譜是每一個信號點(diǎn)求得的傅里葉變換，其功率譜是離散的，從圖中我們可以看到它的譜值上下跳動很劇烈，方差性能不好，分辨率低，譜線不平滑。 AR模型估計(jì)出的AR譜譜線平滑，分辨率高，方差性能得到改善。AR譜線能反映出FFT功率譜的趨勢。一方面說明AR譜性能優(yōu)于FFT功率譜，另一方面也驗(yàn)證了AR模型的正確性。（5）癲癇病發(fā)病區(qū)的討論對于除顳前點(diǎn)的其他腦區(qū)是否為癲癇的發(fā)病區(qū)，尚未明確。還須進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)1.堯德中.腦功能探測的電學(xué)理論與方法.科學(xué)出版社.2003年4月2.譚郁玲.臨床腦電圖與腦電地形圖學(xué).人民衛(wèi)生出版社.1998年3.Jiang Lei1,2,Cheng Ren2,Liu Yi-de2.