matlab实现脑电信号的相位同步分析,视听刺激脑电信号的相位同步分析

第２９卷　第４期２０１２年　８月　　　　　　　　　　　　生物医学工程学杂志Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ．２９　Ｎｏ．４Ａｕｇｕｓｔ　２０１２视听刺激脑电信号的相位同步分析＊张立伟△ 　刘国忠　罗　倩　徐炜君 (北京信息科技大学光电信息与通信工程学院，北京１００１９２) 摘　要：脑电(ＥＥＧ)同步被认为是脑功能区域整合的表现。高级脑功能需要具有特定功能的多区域神经系统间进行不同层次的整合和协调来完成。本文提出了一种新的相位同步分析方法—互近似熵。采用分段频率，用同步指数、互信息熵与互近似熵方法对视听刺激ＥＥＧ导联数据进行了相位同步的比较分析，三种分析得到了一致的结果，说明互近似熵方法也能很好反映出两导联的相位同步。文章同时通过相位同步分析结果进行了大脑反应区域的探索分析。此研究为脑机接口的设计奠定了基础。关键词：视听刺激；相位同步；互近似熵；脑功能区中图分类号　Ｒ－３；ＴＮ９１　　文献标识码　Ａ　　文章编号　１００１－５５１５(２０１２)０４－０６４５－０５Ｐｈａｓｅ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ＥＥＧ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｄｕｒｉｎｇ　Ａｕｄｉｏ－ｖｉｓｕａｌ　ＳｔｉｍｕｌａｔｉｏｎＺｈａｎｇ　Ｌｉｗｅｉ　Ｌｉｕ　Ｇｕｏｚｈｏｎｇ　Ｌｕｏ　Ｑｉａｎ　Ｘｕ　Ｗｅｉｊｕｎ ( ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＆ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ ) Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＥＥＧ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｆｏｒｍｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｒａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ　ａｒｅａｓ．Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｂｒａｉｎ　ｆｕｎｃｔｉｏｎｒｅｑｕｉｒｅｓ　ｍａｎｙ　ｎｅｒｖｏｕｓ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｗｉｔｈ　ａ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ　ｉｎ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｂｒａｉｎ　ｒｅｇｉｏｎｓ(ａｒｅａｓ) ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏ－ｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ　ａｔ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｌｅｖｅｌｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ａ　ｎｅｗ　ｍｅｔｈｏｄ　ｆｏｒ　ｐｈａｓｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉｓ—Ｍｕｔｕａｌｌｙ　ＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｅＥｎｔｒｏｐｙ　ｉｓ　ｐｒｏｐｏｓｅｄ　ｔｏ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｂａｎｄ　ｏｆ　ＥＥＧ　ｓｉｇｎａｌ　ｄｕｒｉｎｇ　ａｕｄｉｏ－ｖｉｓｕａｌ　ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｇｅｔ　Ｓｉｍｉｌａｒｒｅｓｕｌｔｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　Ｍｕｔｕａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｔｒｏｐｙ．Ｔｈｉｓ　ｓｈｏｗｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ＭｕｔｕａｌｌｙＡｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ　Ｅｎｔｒｏｐｙ　ｃａｎ　ｌｅａｄ　ｔｏ　ａ　ｇｏｏｄ　ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｗｏ　ｌｅａｄｓ．Ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｌｓｏｅｘｐｌｏｒｅｄ　ｔｈｅ　ｂｒａｉｎ　ｒｅａｃｔｉｏｎ　ｚｏｎｅ　ｂｙ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｈａｓｅ　ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ　ａｎａｌｙｓｉ

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