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颅内脑电信号特征波识别装置

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-08-12 10:14:36

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”智能技术体系化应用专业科技服务团| 毕光元 | 2022-11-08 09:06:41
癫痫患者颅内脑电信号是癫痫辅助诊断的重要手段之一,是病灶区定位的一种精标准方法,一般癫痫患者在进行手术切除之前都需要进行长时间的颅内信号监测,以确定病灶区的具体位置,从而决定手术切除位置。因为特征波形是癫痫疾病的典型象征波形,因此癫痫的特征波形检测对于临床癫痫疾病诊断具有很重要的辅助意义,目前利用颅内脑电信号进行癫痫病灶区定位的方法中,主要是采用人工的方式观察信号特征波形出现的位置,整个过程长,诊断速度慢,针对个体患者的判断标准无法统一,诊断精度不高。近十年来,已经有很多癫痫特征波检测方法被提出,但主要都是针对于头皮脑电信号进行的检测方法,然而头皮脑电信号和颅内脑电信号具有一定的差别,因此将适合头皮脑电的诊断设备直接应用于颅内脑电信号并不适合,效果不佳。因此寻找一种专门针对癫痫颅内脑电信号的特征波形检测装置对于临床癫痫术前评估诊断等具有十分重要的意义。针对上述问题,本项目研发了一种基于频带信息和支持向量机的癫痫颅内脑电信号特征波识别装置。
颅内脑电信号特征波处理装置,包括颅内脑电信号采集模块和脑电信号特征波识别模块,颅内脑电信号采集模块用于采集颅内脑电信号,并由脑电信号特征波识别模块进行对特征波识别,脑电信号特征波识别模块包括特征提取单元和支持向量机分类单元特征提取单元对采集到的颅内脑电信号提取多个频带的能量值组成特征向量;支持向量机分类单元对得到特征向量采用支持向量机方法进行分类并训练,得到分类器模型,并实现对颅内脑电信号中特征波的识别,本技术采用经典可靠地频带信息和支持向量机分类方法相结合实现了癫痫颅内脑电信号的特征波形检测,方法的整体准确率稳定平均可达99%,具有较强的鲁棒性。

脑电信号作为一种中枢神经系统的生理信号已经被许多研究证明它与情绪具有较大的相关性,具有较强的情绪表征能力,可以作为一种有效的手段来进行情绪识别。目前,常用的采集脑电信号的方法是在头皮上放置电极,通过电极记录头皮上的电位变化。由于头皮上有一层角质层,而角质层不导电,所以通常不能直接采集到脑电信号。因此要在电极和头皮之间涂抹胶状导电膏,减小电极与头皮之间的电阻,从而采集到脑电信号。电极的放置是根据国际10-20系统的电极分布图,布满整个脑壳。这种方法虽然能够采集到比较稳定的脑电信号,但是其缺点在于每次采集都要给被试涂抹导电膏,这一过程的工作量十分巨大,准备过程也十分繁琐,而且导电膏与头皮长时间接触会让人产生不适感。

北航工研院相关研发团队,本项目已申请国家发明专利。

本发明针对现有技术存在的上述不足,提出一种脑电信号特征识别系统及方法,能够在大幅度降低脑电的采集成本和复杂度的前提下,仍能够保持较高的情绪识别准确率。这种方法为利用可穿戴设备进行情绪识别提供了可行的依据。本发明是通过以下技术方案实现的:本发明涉及一种脑电信号特征识别系统,包括:导电极组、预处理模块、特征提取模块以及svm训练模块,其中:导电极组采集原始脑电信号经放大后输出至预处理模块,预处理模块对原始脑电信号进行滤波去噪处理并输出脑电数字信号至特征提取模块,特征提取模块从脑电数字信号中提取出脑电特征并进行特征平滑处理,svm训练模块与预处理模块相连并根据平滑处理后的脑电特征训练分类器

本成果可支持:技术咨询,技术转让,技术合作等模式。