脑干听觉诱发电位信号特征的单次提取算法研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:qjw335471690
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
脑干听觉诱发电位(Brainstem Auditory Evoked Potential,BAEP)是在给予听觉神经系统特定声音刺激后约10ms内在头皮上记录到的由耳蜗到脑干听觉神经通路的电位变化,具有幅值弱、噪声干扰强、信噪比低的特点。BAEP检查作为一种安全无创伤、简单快速、能实时监测的方法被广泛应用于听力检测、神经外科疾病的诊断、术中监护、精神疾病的评估等临床实践中。目前临床上提取BAEP应用最广泛也最成熟的方法是叠加平均法,应用该方法提取的BAEP容易丢失大量的动态信息,且多次的刺激容易给受试者带来疲劳。BAEP信号的少次或单次提取成为当前研究的主要方向。本文选取信号频谱分析、常规小波变换、改进的平移不变量小波阈值消噪以及径向基函数神经网络(RBFNN)四种方法相结合的方法来动态单次提取BAEP信号。应用小波变换与RBFNN提取BAEP能够摒弃叠加平均等方法假设信号与噪声之间为加性关系且噪声为高斯噪声的不合理性。但由于小波变换与RBFNN本身特性的局限性,它们在低信噪比(SNR)的情况下消噪效果较差。在低信噪比的情况下平移不变量小波阈值消噪算法较常规小波阈值消噪算法具有更好的消噪性能,本文在平移不变量小波阈值消噪原有阈值计算方法的基础上提出了一种改进的阈值计算方法。该阈值计算方法选取小波各层分解系数的长度作为阈值的计算标准,与原方法选取信号序列的长度计算阈值相比能更好的反映小波各层分解信号的特征。仿真实验结果表明:该改进方法的消噪效果要优于原有方法与常规小波闽值消噪方法。本文动态单次提取BAEP的主要工作如下:首先结合临床单次记录的BAEP信号的频谱特征,对单次记录信号进行常规小波多分辨率分解,将BAEP信号频带(100-3000Hz)之外的信号的小波分解系数置零再重构信号,这样就滤除了工频干扰信号(50Hz)、绝大部分自发脑电信号(0.5~100Hz)和高频干扰信号;然后,将经过第一步滤波处理后的信号应用本文提出的改进的平移不变量小波闽值消噪方法进一步提升信噪比;最后设计合适的RBFNN对目标信号进行非线性逼近。临床实验结果表明:临床单次记录的BAEP信号经常规小波变换滤波与改进的平移不变量小波阈值消噪方法提升信噪比后,用隐层节点数为30,收敛率为0.00002的径向基函数神经网络迭代逼近350次就能获得经过1500次叠加平均后的逼近效果,此时波形比较平滑,五个波峰位置明显对应。在仿真实验设计中,本文构造了基于脑电信号模型的有色噪声与临床提取的真实BAEP信号混合的仿真信号。该仿真信号与常规的假设噪声为高斯噪声的仿真信号相比能更真实的还原临床BAEP信号的非平稳、非线性特点,能更好的验证本文算法的有效性。本文提出的方法是对BAEP信号特征进行动态单次提取的一种探索性研究。与叠加平均方法相比,应用该方法提取的BAEP信号更好的保留了目标信号的动态信息,能更准确的指导临床实践。应用常规小波多分辨率分解与信号频谱特征相结合的方法能实现对含噪信号指定频带的精确滤波,本文提出的改进的平移不变量小波阈值消噪方法在信号信噪比在-10dB以内时单独使用就能取得较好的消噪效果,因此本文提出的方法对其它脑诱发电位的提取同样具有一定的参考价值。
其他文献
随着城市车辆的增多,改善交通拥挤的现状成为各大城市交通运输系统的发展目标。智能交通系统是未来城市交通管理和车流量控制的热门研究方向,通过它可以更高效地对交通流进行
随着多媒体技术和网络通信技术的迅猛发展,图像压缩编码已成为网络通信中的一个一个必不可少的环节,且国际上也制定了一系列的图像压缩标准。为了解决图像压缩质量与压缩比间的
在日常生活与生产实践中,图像是应用最广泛的信息载体之一。然而,在实际成像过程中,受光学模糊、运动模糊、欠采样和噪声等退化因素的影响,人们往往很难获得期望的高分辨率图像或
本文在分析国内外励磁控制装置发展现状和关键应用技术的基础上建立了新型数字式微机励磁控制系统。该系统将光伏技术、物联网及现代通信技术与励磁控制装置相结合,具有一定的创新性和前瞻性,其发电机组采用他励方式时,可由太阳能光伏组件励磁实现电力节能。该装置以NXP公司32位ARM单片机LPC1768为控制核心,硬件设计部分主要包括电源、时钟与存储、按键与显示等单片机基本外围电路;采样、整流、斩波和触发控制等
本课题来源于国家自然科学基金项目《机械故障无线传感网络监测与智能诊断方法研究》(项目编号:51075023)。声发射检测技术用于故障诊断领域是当前研究的热点问题之一,声发射信号由于处于高频范围内,不易受到各种低频振动噪声干扰,具有良好的应用前景。但是,声发射检测技术在工业生产应用中,如何进行有效的信噪分离,如何选择特征参数以提高状态识别的准确率,如何选择适用于不同要求的状态识别方法是目前存在的三个
在系统辨识的应用中,针对信号统计特性的时变特点,为了降低计算的复杂性,常通过自适应滤波器来辨识未知线性系统的脉冲响应。从这个意义上说,自适应滤波器的结构和算法往往就决定
随着计算机视觉理论的不断研究和发展,虚拟现实技术已经应用到生活中的各个领域,主要包括航空航天、虚拟与现实、逆向工程和医疗等领域,物体的三维重建已成为研究者热门研究
随着城市联网报警运营服务的不断进化,以及联网用户的不断增多,城市联网报警运营支撑系统也越来越引起人们的关注。城市联网报警运营支撑系统是一种特殊的信息管理系统,它提供联
现阶段我国农业正朝着数字农业的方向发展,和传统农业相比,是一种新型的集约化和信息化农业。温室环境监控系统对温室农业生产的发展和数字农业发展有着十分重要的意义。针对
伴随着制造成本的降低和城乡电网升级,电力电缆的使用越来越广泛,从而对于国民经济和社会发展起着重要的支撑作用。然而,由于绝缘老化和机械损坏等原因,电力电缆在长期的运行