[发明专利]一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法

权利要求书

1.一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、脑电信号采集

采集患者前额六个电极(Fp1，Fp2，F3，F4，F7和F8)的头皮脑电信号，并且将A1和A2两电极分别置于左右耳垂作为参考电极；

步骤2、脑电信号预处理

对步骤1所得的脑电信号进行预处理；

步骤3、信号段长选择

根据公式(1)计算获得delta(0.5-4Hz)，theta(4-8Hz)，alpha(8-13Hz)三个频段的相应信号段长；

L，C，S和F分别表示段长，周期数，采样率和频段；

步骤4、相位锁定值计算；

根据步骤3计算出的不同频段的段长，采用相位锁定值(PLV)计算delta，theta及alpha三个频段下每两个通道之间的相位同步关系，具体是：

对连续时间通道x的信号x(t)，首先定义一个解析信号Z_x(t)：

其中i为解析信号的虚部；

为x(t)的希尔伯特变换，具体见公式(3)：

其中P为柯西主值，t为时间变量，τ为时间窗口；

A_x(t)和Φ_x(t)分别为信号x(t)的瞬时振幅以及瞬时相位，具体见公式(4)-(5)：

同样地，根据公式(2)、(5)分别计算获得通道y的信号y(t)的解析信号Z_y(t)和计算瞬时相位Φ_y(t)。；

具体的PLV计算公式如下：

PLV＝|＜exp(i{Φ_x(t)-Φ_y(t)})＞| 公式(6)

其中<.>表示时间上的均值，i同公式(2)的i；

步骤5、脑区内/间相位同步指标计算；

相位同步能够反应大脑不同区域间信息整合的相互关系，计算三类分脑区同步分析指标：

I、跨脑区PS(Inter-hemispheric phase synchronization，IHPS)指数为左右半脑之间9个通道的PLV均值，反映了左右脑区之间的信息交互；

其中N表示跨脑区通道对的个数；

II、左半脑PS(Left hemispheric phase synchronization，LHPS)指数为左半脑3个电极(Fp1、F3、F7)构成的3个通道之间的PLV均值，计算参考公式(7)，反映了左半脑内部的消息交互机制；

III、右半脑PS(Right Hemispheric phase synchronization，RHPS)指数为右半脑3个电极(Fp2、F4、F8)构成的3个通道之间的PLV均值，计算参考公式(7)，反映了右半脑内部的信息交互机制；

步骤6、脑昏迷状态识别；

在T时间内，连续记录delta，theta及alpha三个低频段下IHPS，LHPS和RHPS指标，其中T为人为设定时间；如果IHPS均大于LHPS和RHPS的现象，则表示患者处于深度昏迷状态，应继续治疗；否则表现为混乱状态，则表示患者可能处于过度昏迷状态，应采取后续判定措施。

2.如权利要求1所述的一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法，其特征在于步骤2预处理包括去除伪迹，基线校正，带通滤波等。

3.如权利要求1所述的一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法，其特征在于步骤5跨脑区PS的9个通道为Fp1-Fp2，Fp1-F4，Fp1-F8，Fp2-F3，Fp2-F7,F3-F4，F3-F8,F4-F7和F7-F8。

4.如权利要求1所述的一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法，其特征在于步骤5左半脑PS的3个通道为Fp1-F3，Fp1-F7和F3-F7。

5.如权利要求1所述的一种基于脑区信息交互的脑昏迷状态识别方法，其特征在于步骤5右半脑PS的3个通道为Fp2-F4，Fp2-F8和F4-F8。