短时能量的脑电高频振荡节律的特征提取方法研究

广东工业大学 张春玲 杜玉晓

癫痫是比较常见的神经系统疾病之一，脑电图是临床上诊断癫痫的必要的手段之一，医生通过人工识别脑电图的高频振荡节律出现的位置来诊断和治疗癫痫。定位癫痫始发区（Seizure Onset Zone，SOZ）是术前评估的关键，高频振荡的意义体现在对癫痫发作始发区的准确定位，因此对于高频振荡节律特征提取方法的研究是很有必要的。

脑电信号是一种非平稳性信号，即脑电的统计信号会随着时间而变化，且携带了生理和病例信息。普遍认为，脑电信号中80-500Hz频率的信号被称为高频振荡节律。高频振荡节律特征的提取包括时域、频域、时频域特征提取。

本文创新性提出一种短时能量的脑电高频振荡节律的特征提取方法，利用这种特征去识别并定位SOZ。通过仿真实验，说明这个特征可以有效的定位SOZ，大大的提高了医生的诊断效率。

1 脑电信号的预处理

脑电信号预处理是为了提高信噪比，去噪，得到比较干净的数据，便于后续特征提取。预处理过程主要包括归一化、去噪、滤波、分帧等。脑电信号的预处理过程如图1所示。

图1 脑电信号预处理

归一化是为了方便后续数据的处理，将数据按比例缩放，使之落入[-1,1]区间。脑电信号是一种强度很弱的电生理信号，在微伏数量级，在测量时不可避免会产生一些干扰，形成伪迹。所以去噪是不可缺失的一步，目的是提高信噪比。由于高频振荡节律是频率在80-500Hz之间信号，所以需要设计一个带通滤波器，将除了80-500Hz以外的其他频段的数据过滤。……