估计点扩展函数对内源性光学成像信号的提取

脑内源信号光学成像是近十几年发展起来的研究大脑皮层神经群体活动的成像方法.内源性光学信号非常微弱,并且在穿过皮层组织时会发生扩散,使得图像存在一定程度的退化.本研究通过对功能图像的二阶统计量分析,选取功能柱区域与非功能柱区域像素进行联合求解高斯函数,得到针对内源性光学信号的点扩展函数的估计,并对内源性光学信号图像进行恢...     

高共模抑制比全频段脑电采集系统

为了实时消除脑电信号采集过程中引入的直流成分,提高系统的共模抑制比,拓宽信号的采样带宽,设计一款具有动态直流校正功能的全频段脑电采集系统。通过微处理器读取脑电采集系统中所包含的直流成分,然后将直流成分通过数模转换器反馈到实时直流校正系统,接着实时直流校正系统将处理后的直流分量输出至仪用运算放大器的参考端,并和原有的直流分量进行反相相加,从而实现对直流信号的消除。测试结果表明,该脑电采集系统能够实时消除直流成分,将系统共模抑制比提高至120 dB以上,并实现DC～1 000 Hz的全频段脑电信号采集。因此,该系统能够为使用者提供更加精确的脑电信号,可以用于认知科学的研究、医疗诊断等领域,促进相关领域的进一步发展;而且由于系统电路结构相对简单,可以集成到柔性电路板上,制作成可穿戴医疗监护设备,帮助使用者更好地监测自身生理状态。     

基于眼电的智能输入系统研究

为了帮助肢体运动功能障碍患者与外界交流,设计一套基于眨眼眼电的便携式智能输入系统,使用者仅通过眨眼便能控制人机交互界面上的虚拟键盘进行字符输入。该系统中的信号采集模块先对眼电信号经行预处理,然后将其转换为数字信号传输至微处理。微处理首先通过数字形态学方法滤除信号中的尖峰噪声,然后通过动态阈值和归一化、微分算法识别主动眨眼信号,并完成对虚拟键盘的控制,实现中文、英文或数字的输入。选择12名受试者分别在常规实验室、电磁干扰较大的磁共振设备室和户外的运动场进行测试。结果表明,该系统在上述3个不同的环境中能够准确识别眨眼信号并实现中文、英文及数字的输入,而且输入字符的平均准确率不低于98%,中文、英文字符和数字的平均输入速度分别为(2.8±0.3)、(6.6±0.35)、（9.7±0.38）个/min。因此,该系统的抗干扰能力较强,能够帮助肢体运动功能障碍患者实现与外界交流。     

基于分段Prony建模的脑电相位同步分析方法

本研究提出采用一种分段的Prony方法(PPM),将非平稳EEG信号分解为幅度为指数上升或下降的正弦波,从而获得各频率成分的幅度、频率和初始相位,并计算两通道相位差;用香侬熵来衡量两路信号的相位同步程度.首先对该方法的频率、相位分辨率和检测同步程度的效果等进行仿真研究,结果显示了该方法具有高的频率和相位分辨率.最后将该方法用于实际的三组脑电信号,得到的结果与经典方法一致.将该方法与希尔伯特变换方法进行了比较,说明该方法具有较好的抗噪性能,可作为非平稳信号的相位同步检测的有效工具.     

多变量相关系数分解及其在脑电相干源成像中的应用

本研究发展了一种基于相关系数分解的脑电相干源成像方法。具体给出了多道脑电的相关系数分解算法和相应的相干源成像方法。以能量成像方法为对照，证实了方法对相干但能量水平不同的源组合的敏感性以及抗噪能力。结果表明，这种方法成像敏感度高。能对多个相干源成像，且具有较强的抗噪声性，因而有明显的理论意义和应用价值。     

脑电源的空间谱及其在视觉空间选择性注意研究中的应用

研究了三层球模型中脑电源的空间谱和它的初步应用。以基于等效分布偶极源的球谐谱反演方法为基础 ,提出了新的纬向谱 S(l)和经向谱 S(m)作为脑电源的空间谱刻画 ,然后应用于视觉空间选择注意的诱发脑电(ERP)数据。应用研究发现 ,在纬向谱 S(l)和经向谱 S(m )的时变曲线上 ,介于 10 0～ 2 0 0 ms间的成分的延时和幅度变化能较好地反映出注意的影响 ,从而显示了纬向谱和经向谱在认知科学研究中的应用价值     

均匀导电球头模型中偶极子电位的一般性解析解

位于均匀容积电体球中的偶极子电位的计算是脑电、脑磁理论研究中的基础性工作，文献中尚未给出一般情况下的解析解。本文导出了以Ｌｅｇｅｎｄｒｅ级数和直角坐标两种方式表示的这一问题的一般性解析解，所得公式既适合于球面上也适合于球内位场的计算，而且没有任何不确定性，从而为进一步开展有关研究奠定了基础。     

基于信号处理的脑电相位同步性分析方法研究

脑电同步被认为是脑功能区域整合的表现.我们从脑电同步产生的生理机制出发,阐述了同步的检测过程及量化方法研究.从信号分析方法着手,系统研究了如何把时域分析、频域分析、希尔伯特变换等方法应用到脑电同步研究领域,重点提出了小波分析衡量信号同步程度的处理过程.应用仿真数据和真实数据分别证明了以上方法在脑电同步分析中的可行性和有效性,并比较了各个方法的特点.从最终的结果可以看到,通过希尔伯特变换进行的同步性量化,更能反映数据的真实性,更符合生物信号的特性.     

《生物医学信号处理》实验演示软件开发

由于医学信号的随机性、广泛性和复杂性,使得生物医学信号处理课程的教学具有一定的挑战。为了提高教学效果,本文结合实际的教学过程,探讨了关于该课程实验演示软件制作的思路、方法、目的,指出如何把医学信号处理中抽象的算法用演示工具直观的表达出来。     

基于真实头模型的EEG参考电极标准化技术

目的 :研究基于真实头模型的参考电极标准化技术并验证它的有效性。方法 :基于真实头模型的等效源技术 ,建立了由以头表某点或平均电位为参考点的实际记录近似得到以无穷远点为参考的记录的方法。由于无穷远点的电位可假设为常数零 ,因此可称该方法为真实头模型的参考电极标准化技术 (REST)。对真实头模型全空间内任意位置的源的实际头表记录进行REST处理 ,然后计算经REST处理后的近似记录与以无穷远点为参考的记录之间的相对误差 ,以此检验该技术的有效性。结果 :对于真实头模型REST是有效的 ,尤其对重要的表层皮质区域更为有效 ,它的应用可以降低因非零的参考电位而引入头表记录的干扰。结论 :采用参考电极标准化技术能得到更真实的脑电 (EEG)记录 ,从而可能对脑电的应用产生重要的影响。