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基于功率譜及有限穿越可視圖的癲癇腦電信號分析算法

2017-12-07 | rar | 1.21 MB | 次下載 | 3積分

資料介紹

  針對可視圖(VG)算法存在噪聲魯棒性差的問題,提出一種改進的有限穿越可視圖(LPVG)建網(wǎng)方法。該算法基于可視圖(VG)算法的可視性準則,并設(shè)定有限穿越視距,將時間序列中滿足條件的點連接起來,從而將時間序列映射為網(wǎng)絡(luò)。首先,對LPVC算法進行性能分析;然后,將LPVG算法結(jié)合功率譜密度(PSD)算法應(yīng)用到癲癇發(fā)作前、中、后腦電信號的識別上;最后,提取三種狀態(tài)下癲癇腦電信號的LPVG網(wǎng)絡(luò)特征參數(shù),研究癲癇對網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的影響。仿真結(jié)果表明,與VG和水平穿越可視圖(HVG)相比,雖然LPVC算法的時間復(fù)雜度較高,但是LPVG對信號中的噪聲具有較強的魯棒性:分別對周期、隨機、分形和混沌四種時間序列進行LPVC建網(wǎng),發(fā)現(xiàn)隨著噪聲強度增大,LPVG網(wǎng)絡(luò)聚類系數(shù)的波動率均為最低,分別為6.73%、0.05%、0.99%和3.20%。接下來對腦電信號的PSD和LPVG建網(wǎng)分析結(jié)果表明,癲癇發(fā)作中,PSD值在delta頻帶下顯著增強,而在theta頻帶下顯著降低;LPVC網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)有所改變,網(wǎng)絡(luò)中各模塊的獨立性有所提高,網(wǎng)絡(luò)的平均路徑長度增大,復(fù)雜度降低。所提的功率譜密度和有限穿越可視圖算法匏夠有效表征癲癇前、中、后三種狀態(tài)下的腦電信號能量分布和單通道信號可視化后的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的異常,為癲癇的病理研究和臨床診斷提供幫助。

基于功率譜及有限穿越可視圖的癲癇腦電信號分析算法

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