基于腦電波的便攜式睡眠質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)doc-免費閱讀
【正文】 [10]鐃志強, 葉念渝. FIR和IIR數(shù)字濾波器的探討與實現(xiàn). 計算機與數(shù)字工程, 2005, 33(7). [11]史潔玉. MATLAB信號處理超級學習手冊. 人民郵電出版社, 2014. 9.[12]陳群. 腦電生物反饋治療儀與睡眠分期的研究. 廣東工業(yè)大學, 2013.[13]李穎潔, 邱意弘, 朱貽盛. 腦電信號分析方法及其應(yīng)用. 北京: 科學出版社, 2009.[14]Petre Stoica, Randolph L. Moses. Spectral Analysis of Signals. Pearson Prentice Hall, 2005. [15]施鴻寶. 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用. 西安: 西安交通大學出版社, 1993. [16]王春峰, 萬海暉, 張維. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的商業(yè)銀行信用風險評估. 系統(tǒng)工程理論與實踐, 1999年9月第9期. [17]MG Terzano, L Parrino, A Sherieri, R Chervin, S Chokroverty, C Guilleminault, M Hirshkowitz, M Mahowald, H Moldofsky, A Rosa, R Thomas, A Walters. Atlas, rules, and recording techniques for the scoring of cyclic alternating pattern (CAP) in human sleep. Sleep Med 2001 Nov。此外，探究腦電波的誘發(fā)、治療理論，和便攜式腦電波采集設(shè)備的準確性、可靠性及其市場化后的診斷、評估等應(yīng)用價值，也可以作為本課題后續(xù)的發(fā)展方向。經(jīng)過驗證，用于驗證的樣本中有4個判斷錯誤，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的效果并不十分理想。設(shè)計實驗所需的BP網(wǎng)絡(luò)時，輸入層有三個節(jié)點，即δ波、θ波和α波所占的功率比例，以1至1分別進行歸一化處理。根據(jù)數(shù)據(jù)附帶的睡眠分期注釋，對于睡眠的六個分期（這里以W、SSSSREM計），都各自隨機選出三個片段，共18個。受試者為9名女性、7名男性，年齡從23歲至42歲不等。多次取連續(xù)十分鐘（600秒）片段，每30秒加漢明窗頻域分析得到了各頻段的腦電波所占的功率比例。圖31 濾波前后的腦電信號波形對比（采樣率512Hz）圖32 濾波前后的腦電信號頻譜對比（采樣率512Hz） 加窗頻域分析效果驗證由于睡眠深時低頻率的腦電波所占功率比例會增強，睡眠淺時會減弱，因此使用單一頻段的波所占功率比例可以簡單判讀睡眠的深淺程度。權(quán)值的調(diào)整決定于傳播過程中的每一步。在前向傳播中，把Xi作為網(wǎng)絡(luò)的輸入，根據(jù)現(xiàn)有的W計算網(wǎng)絡(luò)的輸出Yi=(yi1, yi2,… , yin)。根據(jù)美國睡眠醫(yī)學會2007年的標準，睡眠分期的腦電標準如下：睡眠階段劃分規(guī)則（僅含腦電，且忽略例外情況）W（覺醒期）枕區(qū)α波含量大于50%N1（非快速眼動期1）α波減弱，低幅度、4～7Hz的波含量大于50%N2（非快速眼動期2）開始階段：出現(xiàn)與覺醒無關(guān)的K復(fù)合波或者紡錘波持續(xù)階段：低幅度、4～7Hz的波（不含K復(fù)合波或紡錘波）N3（非快速眼動期3）～2Hz的慢波含量大于20%R（快速眼動期）出現(xiàn)低幅度、4～7Hz的波（不含K復(fù)合波或紡錘波） 表22 睡眠分期的腦電標準[3]其中，非快速眼動期睡眠深度從深到淺，依次是：NNN1。因此，需要把具有理想線性相位特性的濾波器曲線用窗函數(shù)截取： (23)這種設(shè)計思想稱為窗函數(shù)設(shè)計法。遠高于腦電信號的最高有效頻率30Hz的兩倍，符合采樣定理。二、方法和假設(shè) 系統(tǒng)軟硬件平臺的基本架構(gòu) 睡眠質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的硬件組成用于采集數(shù)據(jù)的設(shè)備是宏智力公司出品的Brainlink意念力頭箍，它采用基于Neurosky芯片平臺的Thinkgear芯片，主要用于檢測腦電信號。他們采用無監(jiān)督學習網(wǎng)絡(luò)對大量沒有經(jīng)過人工判別的數(shù)據(jù)進行自組織分類，少量的經(jīng)過人工判別的標準樣本則用來自組織分類結(jié)果做解釋和量化，從而在網(wǎng)絡(luò)中形成了8個聚類區(qū)。[2]2007年，美國睡眠醫(yī)學會基于上述標準進行改進，發(fā)布了新的睡眠分期專業(yè)標準，其中規(guī)定了各個指標具體的采集標準及判定方法。本課題研究，提出了利用單導(dǎo)連腦電信號進行睡眠分期的可行性，為之后研究便攜式、市場化的睡眠監(jiān)測設(shè)備以及其他應(yīng)用提供了重要的實驗參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：腦電；腦機接口；睡眠監(jiān)測；睡眠分期；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一、引言 睡眠質(zhì)量研究背景及意義睡眠是一種重要的生理現(xiàn)象。[3] 腦電信號分析方法綜述隨著電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字處理技術(shù)逐步應(yīng)
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