[发明专利]一种新生儿脑电信号伪差的识别系统和方法

权利要求书

1.一种新生儿脑电信号伪差的识别系统，其特征在于，包括脑电信号和阻抗信号的采集、预处理与分段模块、对每一段脑电信号或阻抗信号进行伪差识别的伪差识别模块；所述的伪差识别模块包括盐桥伪差识别模块、电极伪差识别模块、其他仪器产生的伪差识别模块、患儿随机伪差识别模块、心电伪差识别模块、高频噪声伪差识别模块；

所述的脑电信号和阻抗信号的采集、预处理与分段模块用于执行如下步骤：

1.1)采集新生儿脑电信号，以及对应的阻抗信号；

1.2)对所述步骤1.1)采集的脑电信号进行陷波处理，然后进行滤波；

1.3)将经所述步骤1.2)预处理的脑电信号和所述步骤1.1)采集的阻抗信号以时长T为一段，T的单位为s：秒，分成n段；

盐桥伪差识别模块用于执行以下步骤：

2.1)取一段脑电信号求取绝对值，得到数据Data1；

2.2)查找所述数据Data1中幅值大于阈值th1的数据，1.5μV≤th1≤3.5μV，得到数据Data2，即所述数据Data2由所述数据Data1中幅值大于阈值th1的数据组成；

2.3)若所述数据Data2的数据长度小于所述数据Data1长度的r1％，10≤r1≤20，则判定该段脑电信号存在盐桥伪差；

电极伪差识别模块用于执行以下步骤：

3.1)取一段阻抗信号，在该段阻抗信号中查找幅值大于阈值th2的数据，5kΩ≤th2≤25kΩ，得到数据Data3；即所述数据Data3由该段阻抗信号中幅值大于阈值th2的数据组成；

3.2)若所述数据Data3的数据长度大于该段阻抗信号的数据长度的r2％，40≤r2≤60，则判定该段阻抗信号对应的脑电信号中存在电极伪差；

其他仪器产生的伪差识别模块用于执行以下步骤：

4.1)取一段脑电信号，并进行自相关计算，得到数据Data4；

4.2)求得所述数据Data4中的波峰个数，若波峰个数在阈值th3和th4之间，th3＝T/8，th4＝3*T/4，T为该段脑电信号的时长，则判定该段脑电信号存在仪器伪差；

4.3)若所述步骤4.2)中得到该段脑电信号为非伪差数据，则将该段脑电信号平均分成8段，设每段脑电信号长度为L，在第2～3段中寻找最大值位置L1，在第6～7段中寻找最大值位置L2；

4.4)分别在L1和L2处各取左右长度为L的数据，分别为数据Data6和数据Data7；

4.5)求所述数据Data6和所述数据Data7的皮尔逊相关系数c，若c＞th3′，0.8≤th3′≤1，则判定该段脑电信号存在仪器伪差；

患儿随机伪差识别模块用于执行以下步骤：

5.1)取一段脑电信号，以时长m为一段，分成q段，q＝T/m，m的取值需保证q为整数，T为该段脑电信号的时长；

5.2)对q段数据分别求绝对值，并求得各个子段的最大值，得到每个子段最大值组成的数据MaxData；

5.3)查找并计算所述数据MaxData中大于阈值th5的数据，100μV≤th5≤200μV，得到数据Data8；即所述数据Data8由所述数据MaxData中大于阈值th5的数据组成；

5.4)若所述数据Data8的数据长度大于r3％*q，0.2≤r3≤0.5，则判定该段脑电信号存在患儿随机伪差；

心电伪差识别模块用于执行以下步骤：

6.1)取一段脑电信号，进行截止频率为10～30Hz的带通滤波，得到数据Data5；

6.2)计算所述数据Data5的所有波峰值Peak，波峰所在位置Loc，半波宽Width，波峰高度Height；

波峰值Peak为数据Data5中极大值点对应的幅值组成的数值序列；波峰所在位置Loc为波峰值Peak在所述的数据Data5对应的采样时间点的序列；波峰值Peak中的所有值对应的波高组成波峰高度Height；波峰值Peak中的所有值对应的半波宽组成半波宽Width；

6.3)计算所述波峰高度Height的最大值Max，设阈值th6＝r4*Max，0.3≤r4≤0.5；

6.4)所述波峰高度Height中大于th6的数据组成波高h，再得到所述波高h对应的波峰值p，和波峰位置l，半波宽w；波峰值p由波高h中的所有波高值分别对应的在波峰值Peak中的波峰值数据组成；波峰位置l由波高h中的所有波高值分别对应的在波峰所在位置Loc中的波峰位置数据组成；半波宽w由波高h中的所有波高值分别对应的在半波宽Width中的半波宽数据组成；

6.5)若所述波高h，所述波峰值p，所述波峰位置l，所述半波宽w满足以下a)-d)所有条件，则判定该段脑电信号存在心电伪差，心率范围在80～200；

a)所述波高h中的数据个数大于80*T/60，且小于200*T/60，T为该段脑电信号的时长；

b)对所述波峰位置l求差值得到波峰位置差值l′，然后计算波峰位置差值l′的平均值得到波峰位置差值的平均值且这里的s为单位：秒；对波峰位置l求差值得到波峰位置差值l′的具体过程为：假设波峰位置l中有v个波峰位置，v个波峰位置分别为l₁、l₂、l₃…l_v-1、l_v，波峰位置差值l′由波峰位置l中后一个波峰位置减前一个波峰位置得到的数值构成；l′由v-1个数值组成，求此v-1个数值的平均数得到

c)所述波峰高度Height的最大值Max＞th7，10μV≤th7≤50μV；

d)对所述半波宽w求平均值，得到半波宽平均值且0≤th8≤0.02s，0.02s≤th9≤0.1s；

高频噪声伪差识别模块用于执行以下步骤：取一段脑电信号，求得能量密度谱P；求得能量密度谱P的总能量P0；求得能量密度谱P中频率在f₀以上的能量P1，8≤f₀≤20Hz；若P1/P0＞th10，0.4≤th10≤1，则判定该段脑电信号存在高频噪声伪差。