[发明专利]一种诱发电位信号的快速提取方法

说明书

本发明涉及一种诱发电位信号的快速提取方法，其主要技术特点是：将信号采集模块的测量电极安放在被试头皮上；测量电极通过多通道放大器同步获取多通道诱发电位信号并输入到信号提取模块，同时参考信号输入到信号提取模块；信号提取模块对多通道诱发电位信号进行单次提取并去除无用信号并输出单次提取信号到信号滤波模块；信号滤波模块对信号提取模块输出的单次提取信号进行滤波，输出最优单次提取信号。本发明可实时地采集反映大脑反应的脑电信号，并通过实时的分析提取出与外界刺激和大脑反应有关的诱发电位成分，解决了信号实时检测这一动态随机问题，提高了信号提取速度与精度，且具有较好的鲁棒性。

技术领域

本发明属于生物医学信号处理技术领域，尤其是一种诱发电位信号的快速提取方法。

背景技术

在生物医学信号采集处理过程中，目前普遍采用平均叠加技术来拾取诱发电位，然而这种信号处理方法得到的信号波形是在一段时间内的多次响应信号的平均，有时提取一个有效的体感诱发电位波形需要几分钟，甚至十几分钟。事实上，由于神经对刺激的自适应和疲劳性，每次诱发电位的幅度和潜伏期等参数不完全相同，所以多次平均得到的诱发电位很难反映单次诱发电位的潜伏期和幅度等动态信息。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种提取速度快、精度高、鲁棒性好且适用范围广泛的诱发电位信号的快速提取方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种诱发电位信号的快速提取方法，包括以下步骤：

步骤1、将信号采集模块、参考信号输入模块连接到信号提取模块上，将信号提取模块与信号滤波模块相连接，将信号采集模块的测量电极安放在被试头皮上；

步骤2、被试头皮受到信号采集模块的刺激后，测量电极通过多通道放大器同步获取多通道诱发电位信号并输入到信号提取模块，同时参考信号输入到信号提取模块；

步骤3、信号提取模块对多通道诱发电位信号进行单次提取并去除无用信号；

步骤4、信号提取模块将已过去最近一次提取的单次信号与参考信号进行对比，如果对比结果不满足当前约束误差，则对分离矩阵进行修正调整，直至满足误差要求并输出单次提取信号到信号滤波模块；

步骤5、信号滤波模块对信号提取模块输出的单次提取信号进行滤波，输出最优单次提取信号。

进一步，所述测量电极是根据电极位置国际脑电图10-20系统标准进行安放，选择F3、F4、Fz、Cz四个记录点采集记录信号；参考电极安放在Fpz位置处，电极阻抗低于10KΩ。

进一步，所述多通道放大器的数据采样率为50kHz，带通滤波为20-2000Hz，并进行在线50Hz陷波。

进一步，所述步骤3的具体实现方法包括以下步骤：

步骤3.1、对采集到的诱发电位信号进行降采样处理；

步骤3.2、将采集的多通道诱发电位信号x_i(t)，i＝1,2,...,N进行合并，其形式如下：

步骤3.3、根据参考信号r(t)反馈，采取二阶统计量的方法优化分离矩阵A，通过已优化的分离矩阵，从多通道信号中放弃与参考信号无关的成分，提取参考信号成分相关成分；

步骤3.4、估计输出信号y(t)与相应的参考信号r(t)之间的差值由ε(y,r)来表示，ε(y,r)的最小值表明y(t)的最优输出y^*(t)。

进一步，所述步骤3.1降采样使用的采样频率10kHz。