復合下肢想象動作電位的特征識別新技術研究.pdf

1、復合下肢想象動作電位是由于復合下肢動作準備或規(guī)劃時誘發(fā)的內(nèi)源性腦電信號，反映了在大腦具備的一類較為復雜的下肢慣常運動思維狀態(tài)下，皮層各感覺運動功能區(qū)相互整合和協(xié)同關系的主觀運動意識，可作為深層次探索大腦對行走、坐站姿轉(zhuǎn)換等復雜行為學認知功能的“窗口”，在腦-機接口、康復工程等領域也具有不可替代的重要性。相對于各類簡單肢體想象動作電位，復合下肢想象動作電位涉及更多的感覺運動皮層功能區(qū)，模式復雜，在特征分析時不僅需要更高的空間分辨率，并且需

2、要恰當?shù)奶卣髅枋龇椒?，以期更好的反映想象動作電位的實際特性。
　　 獨立分量分析是提高腦電信號空間分辨率的常用方法，但是傳統(tǒng)的獨立分量分析方法在腦電信號分析時，假設腦電的傳播過程是簡單線性和瞬時混合過程，忽略了腦電傳播的時空動態(tài)性，制約了空間分辨率的進一步提高。在特征描述方法方面，經(jīng)驗模態(tài)分解方法(Empirical Mode Decomposition，EMD)首次實現(xiàn)了以信號自身特性自適應地構造出反映信號中各成份的基函數(shù)，從

3、信號的振蕩模式的角度給出了信號成份定義的新概念，且適應于非線性非平穩(wěn)信號，帶來了信號處理方法的新的革命。但采用該方法對復雜信號分析時，容易產(chǎn)生模態(tài)混疊現(xiàn)象，目前該方法的理論研究正在不斷完善中。
　　 本研究針對3類關鍵復合下肢想象動作(想象站起，想象左手與同側(cè)單腿協(xié)同動作，想象右手與同側(cè)單腿協(xié)同動作)誘發(fā)的想象動作電位，以腦電信號傳播的真實模型—卷積混合模型為基礎，建立了小波包獨立分量分析進行想象動作電位空間濾波的方法，滿足了復

4、合下肢想象動作電位研究的空間分辨率要求；提出改進的EMD多分辨率分析方法進行想象動作電位的特征分析，通過對分類篩選的特征時間尺度分別執(zhí)行EMD算法，避免了EMD算法直接應用時帶來的模態(tài)混疊問題；提出以想象動作電位的alpha節(jié)律與beta節(jié)律的腦電特性構造基函數(shù)來描述信號特征成份的新方法，實現(xiàn)了以想象動作電位的特征振蕩模式的角度提取事件相關去同步/同步特征的方法；從特征振蕩模式的相位同步化特征的角度，探索了3類復合下肢想象動作時感覺運動