[发明专利]一种脑电记录参考转换装置及其转换方法

摘要

本发明提供一种脑电记录参考转换装置及其转换方法，转换左右耳分别参考为统一的无穷远参考，属于生物信息技术领域，本发明通过确定脑电采集电极的空间位置、待测头模型和等效分布源模型信息，用边界元法计算传递矩阵G和Glr，用奇异值分解法计算Glr的广义逆Glr+，并根据Rlr＝GGlr+计算标准化矩阵Rlr，最后根据左右耳分别参考的原始脑电数据Vlr计算出以无穷远点为统一参考的脑电数据V'＝Rlr|Vlr。相较以前的方法而言，本发明可消除原始记录数据中左右耳电极活动对脑电带来的影响，同时还原左右耳电极本身及邻近电极的信号，实现之前从未实现过的双极导联与单极导联之间的互换。

主权项

一种脑电记录参考转换装置，包括脑电采集模块(1)、头部影像信息处理模块(2)、脑电源模型输入模块(3)、脑电参考转换模块(4)及脑电信号显示模块(5)，其特征在于，所述头部影像信息处理模块(2)用于对大脑源功能区的影像进行网格剖分、对解空间网格进行编号后建立待测头部模型；所述脑电采集模块(1)包括左、右耳参考电极和用于采集头表电位的采集电极，所述脑电采集模块(1)、头部影像信息处理模块(2)和脑电源模型输入模块(3)的输出端均与脑电信号转换模块(4)的输入端相连，并分别将采集到的脑电信号和所有电极的空间位置坐标、待测头部模型数据及脑电源模型数据输入到脑电参考转换模块(4)；所述脑电信号显示模块(5)与脑电参考转换模块(4)的输出端相连，用于显示经转换后的以无穷远处为参考的脑电记录；所述脑电参考转换模块(4)包括中心处理单元(6)、电源模块(7)及存储器(8)，所述电源模块(7)的输出端与所述中心处理单元(6)连接，用于向所述中心处理单元(6)提供电源，所述存储器(8)的输出端与所述中心处理单元(6)连接，用于向所述中心处理单元(6)提供把以左、右耳分别为参考的脑电信号转换成为以无穷远处为统一参考的脑电信号的转换程序，所述中心处理单元(6)将转换后的脑电信号输出到所述信号显示模块(5)；所述脑电参考转换模块(4)采用如下方法对脑电信号进行转换：A：计算由所述待测头部模型数据、脑电采集系统各个电极的空间位置坐标数据和脑电源模型数据确定的传递矩阵G，具体方法如下：在编号为1的解空间位置上放置单位源，计算该解空间处的单位源在脑电检测系统各个采集电极位置处产生的电位分布，所得电位分布构成传递矩阵G中的第一列，按上述方法依次把所有解空间遍历放置单位源后，即可获得完整的传递矩阵G；B：确定以左、右耳电极为参考的头表电位Vlr的传递矩阵Glr，具体公式如下：其中，Gl和Gr是传递矩阵G中分别以左、右耳电极为参考的采集电极所采集的头表电位所对应的行构成的矩阵，分别是大小为pl×1、pr×1的列向量，列向量每个元素均是单位1，pl、pr分别是以左、右耳电极为参考的采集电极数，分别是的转置；C：计算传递矩阵Glr的广义逆Glr+，由此得到以左、右耳电极分别为参考的头表电位Vlr的标准化矩阵Rlr＝GGlr+；D：利用所得的标准化矩阵Rlr和以左右耳电极分别为参考所记录的头表电位Vlr计算得到以无穷远处为统一参考的头表电位V'＝Rlr Vlr。