[发明专利]睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备

权利要求书

1.一种睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，包括：脑电电极、眼电电极、参考电极、模数转换器、滤波电路以及处理器；

所述脑电电极、眼电电极、参考电极分别连接模数转换器，并依次通过所述模数转换器和滤波电路连接至处理器；

所述脑电电极用于检测用户在睡眠中的脑电信号；所述眼电电极用于采集用户在睡眠中的眼电信号；

所述模数转换器将眼电信号和脑电信号转换为数字信号，所述滤波电路对眼电信号和脑电信号进行低频滤波后输入至处理器；

所述处理器，用于对每帧滤波后的脑电信号进行经验模态分解，将其分解成若干个本征模函数，计算各个本征模函数与同一时刻的眼电信号之间的相关系数；查找并删除相关系数大于预设阈值的本征模函数和相关系数最大的本征模函数，利用剩余的本征模函数重建每帧脑电信号。

2.根据权利要求1所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述脑电电极设置在用户的额头位置；所述参考电极设置在用户的耳垂；所述眼电电极设置在眼角位置；所述滤波电路输出0-256Hz频段的信号。

3.根据权利要求1所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述处理器，用于根据设定帧长度采集用户的眼电信号和脑电信号；对该帧脑电信号进行经验模态分解，将其分解成若干个本征模函数，得到本征模函数集合；分别计算所述本征模函数集合的各个本征模函数与同一时刻的眼电信号之间的相关系数；查找出相关系数大于预设阈值的本征模函数和相关系数最大的本征模函数，并将其从本征模函数集合中删除；利用本征模函数集合中剩余的本征模函数重建该帧脑电信号。

4.根据权利要求3所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述本征模函数集合包括如下公式：

式中，EEG_original表示脑电信号，imf_i表示第i个本征模函数，Re表示残差函数。

5.根据权利要求1所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述处理器采用如下公式重建脑电信号：

式中，EEG_pure表示重建的脑电信号，corrcoef表示相关系数，imf_i表示第i个本征模函数，EOG表示眼电信号，corrcoef_max表示最大的相关系数，thre表示预设的相关系数阈值。

6.根据权利要求3所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述处理器，还用于在相关系数大于预设阈值的本征模函数中，计算本征模函数与眼电信号的欧氏距离，将欧氏距离最小的本征模函数从本征模函数集合中剔除。

7.根据权利要求3所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述处理器，还用于在相关系数大于预设阈值的本征模函数中，计算本征模函数与眼电信号的余弦距离，将余弦距离最小的本征模函数从本征模函数集合中剔除。

8.根据权利要求3所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述处理器，还用于在对脑电信号进行经验模态分解前，将脑电信号帧划分为若干个时间窗口，并对每个时间窗口的脑电信号进行本征模函数分解；以及在重建脑电信号后将各个时间窗口重建的脑电信号进行合并，得到脑电信号帧。

9.根据权利要求3所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在 于，所述处理器，还用于在重建脑电信号时，根据本征模函数的排列顺序，选择本征模函数集合中位置靠前的若干个本征模函数进行重建脑电信号。

10.根据权利要求8所述的睡眠状态分析中去除眼电伪迹的设备，其特征在于，所述预设阈值为0.5，所述帧长度为30s，所述时间窗口长度为5s或10s。