[发明专利]一种基于单通道心脑信息耦合分析方法及系统

权利要求书

1.一种基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，包括：

采集单通道心电信号和单通道脑电信号；

对所述单通道心电信号和所述单通道脑电信号进行预处理操作，得到第一心电信号和第一脑电信号；

提取所述第一心电信号中的R波，得到RR间期时间序列；

对所述RR间期时间序列进行平均值滤波器和线性插值处理，得到NN间期时间序列，所述NN间期时间序列为第一心率变异性时间序列；

对所述第一心率变异性时间序列进行三次样条插值，得到插值后的心率变异性时间序列；

对所述插值后的心率变异性时间序列和所述第一脑电信号进行重采样和汉宁窗处理，得到第二心率变异性时间序列和第二脑电信号；

根据所述第二心率变异性时间序列和所述第二脑电信号，计算所述第二脑电信号和所述第二心率变异性的相干性和交叉谱功率；

根据所述相干性和所述交叉谱功率，得到所述第二脑电信号和所述第二心率变异性在不同频段内的相干交叉功率，所述相干交叉功率为所述单通道心电信号和所述单通道脑电信号间的耦合强度。

2.根据权利要求1所述的基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，所述对所述单通道心电信号和所述单通道脑电信号进行预处理操作，得到第一心电信号和第一脑电信号，具体包括：

对所述单通道心电信号和所述单通道脑电信号进行滤除工频干扰处理和基线漂移处理，得到第一心电信号和第一脑电信号。

3.根据权利要求1所述的基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，所述提取所述第一心电信号中的R波，得到RR间期时间序列，具体包括：

选取所述心电信号的波形中R波的斜率最大且R波波峰为局部幅值最大的特征点；

根据所述特征点提取第一心电信号，得到RR间期时间序列。

4.根据权利要求1所述的基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，所述对所述RR间期时间序列进行平均值滤波器和线性插值处理，得到NN间期时间序列，所述NN间期时间序列为第一心率变异性时间序列，具体包括：

对所述RR间期时间序列使用平均值滤波器去除和窗口长度内数据平均值相差超过20％的数据，并使用插值法替换数据异常值，得到NN间期时间序列，所述NN间期时间序列为第一心率变异性时间序列。

5.根据权利要求1所述的基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，所述根据所述第二心率变异性时间序列和所述第二脑电信号，计算所述第二脑电信号和所述第二心率变异性的相干性和交叉谱功率，具体包括：

根据所述第二心率变异性时间序列和所述第二脑电信号采用公式得到所述第二脑电信号和所述第二心率变异性的相干性；

根据所述第二心率变异性时间序列和所述第二脑电信号采用公式得到所述第二脑电信号和所述第二心率变异性的交叉谱功率；

其中，x(t)为第二心率变异性时间序列，y(t)为第二脑电信号时间序列，τ为延迟时间记为τ，R_xy(τ)为y(t)在t+τ时刻和x(t)在t时刻的互相关函数；R_xx(ω)为第二心率变异性时间序列的自功率谱，R_yy(ω)为第二脑电信号时间序列的自功率谱；C_xy为第二脑电信号和第二心率变异性的相干性，S_xy为第二脑电信号和第二心率变异性的交叉谱功率。

6.根据权利要求1所述的基于单通道心脑信息耦合分析方法，其特征在于，所述根据所述相干性和所述交叉谱功率，得到所述第二脑电信号和所述第二心率变异性在不同频段内的相干交叉功率，具体包括：

根据所述相干性和所述交叉谱功率采用公式CS(ω)＝|S_xy(ω)*C_xy(ω)|，得到所述第二脑电信号和所述第二心率变异性在不同频段内的相干交叉功率；

其中，CS(ω)为第二脑电信号和第二心率变异性在不同频段内的相干交叉功率，C_xy为第二脑电信号和第二心率变异性的相干性，S_xy为第二脑电信号和第二心率变异性的交叉谱功率。