[发明专利]一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法

权利要求书

1.本发明提供了一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，方法包括如下步骤：

S1.静息态脑电信号采集：采用多导联脑电系统进行静息态脑电信号采集，获得影像数据；

S2.数据预处理：对获得的影像数据进行预处理，为后续特征提取和数据分析做准备；

S3.源定位分析：采用精确低分辨率脑电磁断层成像技术从头皮电极记录的脑电信号来计算颅内大脑皮层的源活动，获得感兴趣区ROI的电流密度时间序列，并通过带通滤波器滤波进而获得不同频段的电流密度时间序列；

S4.信号时空特征分析：对于每个被试、每个频段及每个ROI的电流密度时间序列分别进行时空特征分析，获得时空特征参数β；

S5.统计分析：为检测孤独症谱系障碍儿童和正常儿童这两组被试的时空特征参数β是否有显著的组间差异。

2.根据权利要求1所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S1中脑电信号采集时进行声音与电磁屏蔽处理，使用128导脑电系统，其中参考电极选用Cz，所有电极的电阻均小于40kΩ，取样率为500Hz。

3.根据权利要求1所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S2中数据预处理具体包括如下步骤：(1)对原始脑电信号采用0.1～100Hz带通滤波；(2)去掉飘移很大的时间段的数据；(3)对伪迹较大通道，采用球形样条插值算法进行插补；(4)对连续数据使用有限脉冲响应滤波器进行0.5～80Hz带通滤波；(5)凹陷滤波50Hz去除市电干扰；(6)使用独立成分分析对眨眼、水平眼动、肌电、心电和其他非生理伪迹进行矫正，并对伪迹矫正后的数据转换为平均参考；(7)对数据进行分段。

4.根据权利要求1所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S3中源定位分析采用精确低分辨率脑电磁断层成像技术，并使用开源的LORETA软件并结合MNI152模板得到每个被试的6239个大小为5×5×5mm³大脑灰质体素的电流密度时间序列。

5.根据权利要求4所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S3中源定位分析采用基于布鲁德曼分区，获得了84个感兴趣区。

6.根据权利要求5所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述源定位分析中，对84个感兴趣区通过带通滤波获得如下六个频段的神经活动信号：delta(1～4Hz)、theta(4～7Hz)、alpha(8～13Hz)、beta(13～30Hz)、low-gamma(30～55Hz)以及high-gamma(65～80Hz)。

7.根据权利要求1所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S4信号时空特征分析包括如下步骤：(1)假设X(t)为某个被试在某个频段、某个ROI的电流密度时间序列，使用希尔伯特变换变换得到其解析信号X(t)+X_H(t)i，进而得到其瞬时波幅时间序列(2)对于某个瞬时波幅时间序列A(t)，计算其“信号波形”S(t)；(3)在1至15秒区间内定义了一系列的窗口长度T，长度对数变换后等距，对于集合T中的每一个窗口长度τ，S(t)被划分为一系列长度为τ且重叠50％的窗口，在每一个窗口通过最小二乘拟合消除其线性趋势后计算其标准差，对于每个窗口长度τ，计算该窗口长度下所有窗口标准差的均值作为该窗口长度下的“波动函数”F(τ)；(4)在所有窗口长度下的波动函数计算完成后，分别对窗口长度和波动函数进行对数变换，在此双对数坐标系统中波动函数和窗口长度的关系表现为线性关系，波动函数和窗口长度的最小二乘直线的斜率被称为时空特征参数β。

8.根据权利要求1所述的一种面向孤独症谱系障碍儿童脑电信号的分析方法，其特征是，所述S5中，在统计检验中将年龄纳为协变量，并采用FDR程序对p值进行校正来控制多重比较问题。