[发明专利]基于IAB在线调控睁、闭眼状态的静息脑电采集方法

说明书

本发明公开了一种基于IAB在线调控睁、闭眼状态的静息脑电采集方法，所述方法包括：在线实时反馈和在线标定两部分；所述在线实时反馈为：基于个体alpha频段设定门限阈值，根据平均alpha指数所属的门限阈值范围实时在线语音来提示受试者调整当前的睁、闭眼状态；所述在线标定为：根据平均alpha指数所属的门限阈值范围，对睁、闭眼状态进行标签标定，以实现实时在线噪声规避，进而提高静息脑电信号质量的新范式。本发明运用个体alpha频段来规避个体差异性，通过实时在线反馈提示来提醒受试者调整当前状态，降低眼电等噪声的引入。本发明提出的范式可在实验数据采集过程中提高信号质量，降低了数据处理的时间复杂度，具有可行性和有效性。

技术领域

本发明涉及脑电采集领域，尤其涉及一种基于IAB在线调控睁、闭眼状态的静息脑电采集方法。

背景技术

脑电信号(Electroencephalography，EEG)作为非侵入式探测大脑皮层神经元集群自发性、节律性电生理活动手段，在脑功能状态评估方面有着显著的作用，含有丰富的生理和病理变化信息，故深受研究者们青睐。根据脑电频率脑电信号多被分为：delta波、theta波、alpha波和beta波。其中，alpha波作为成年人静息状态下的主要脑电波形，在头皮的任何部位均可检测到。人在安静及闭眼静息时alpha节律最为明显，睁眼时alpha节律消失。多项研究表明alpha节律在睁、闭眼状态下的差异显著，且alpha节律与人的情绪状态相关联^[1,2]，故在分析脑功能状态以及情绪变化时，研究者们多选用alpha作为电生理特征指标，并取得一定的进展。

IAB(Individual alpha band)又称为个体alpha频段，是确定个体alpha波频率范围的较为简单的分析方法。由于alpha波在安静、身心轻松及闭眼静息时十分明显，而在睁眼时alpha波会消失，故在睁、闭眼静息状态测得的alpha波功率谱密度会存在显著区别。IAB分析方法也是基于此特征。

脑电信号作为一种产生机理相当复杂的生物电信号，具有随机、信噪比低、信号微弱等特点，故在测量过程中容易被各种伪迹噪声所干扰，较常见的有：眼电、50/60工频干扰、肌电、心电、电极松动、出汗、呼吸以及脉搏造成的干扰等。噪声在脑电中的混杂会对数据分析与处理造成严重的干扰，从而导致分析结果出现偏差。

其中，噪声检测可以有效降低在噪声去除过程中对有用信号的误操作，也可以避免对于没有噪声污染的脑电信号的处理，由此有效的精练了噪声去除的过程，通过简单有效的预判，有效的降低了噪声去除的时间消耗，这在很多实时性要求较高的应用中都是有非常重大的意义的。传统的实验控制减少干扰的常见方法是实验过程控制技术，该技术在实验设计的时候需确定实验的具体方式，例如，在睁眼的实验中，需在屏幕上显示一个或多个标识，并要求受试者必须注视此标识，从而达到限制眼动的目的。同时，受试者需尽量减少眨眼的频率，包括闭眼时的眼动等。但是这种方式并不能解决眨眼带来的噪声，反而由于标识的出现给受试者带来新的任务，在某种程度上改变了实验中受试者的计划任务，所以这种方法在现在看来是非常有争议的。

发明内容

本发明提供了一种基于IAB在线调控睁、闭眼状态的静息脑电采集方法，本发明基于个体alpha频段设置门限阈值，通过阈值标定和调控受试者睁、闭眼状态，从而记录到高信噪比、高可信度的静息脑电数据，以达到排除个体差异、减少噪声干扰、降低后续处理数据时间复杂度的目的，助力于基于静息脑电数据的脑功能研究分析、控制系统的普适性拓展开发以及临床情绪判定等，为电生理科学的进一步研究及临床诊断的个性化发展提供技术支撑，能获得可观的经济效益和社会效益，详见下文描述：

一种基于IAB在线调控睁、闭眼状态的静息脑电采集方法，所述方法包括：在线实时反馈和在线标定两部分；

所述在线实时反馈为：基于个体alpha频段设定门限阈值，根据平均alpha指数所属的门限阈值范围实时在线语音来提示受试者调整当前的睁、闭眼状态；