脑电信号相同步分析在识别左右手想象运动中的作用

目的:探讨脑电信号相同步分析在识别左右手想象运动中的作用,为运动残障患者提供一种全新的不依赖于周围神经和肌肉的信息交换与控制通道。方法:采用脑-计算机接口2003竞赛中Graz科技大学提供的脑电数据,将相同步概念和瞬时相位差的统计分布应用于脑电信号分析,信号处理的任务是识别意识任务是想象左手运动还是右手运动,对实验数据选取8～24Hz频段脑电信号进行相同步分析。对三维脑电信号C3、C4和Cz分别采用db3小波进行4层小波包分解,然后重构获取8～24Hz脑电信号。分别计算C3和C4电极相对于Cz电极脑电信号的相位相干性指数R3Z,R4Z,将其作为反应想象左右手运动的特征量。应用滑动窗口实时计算脑电信号相位相干性指数;采用长度为1s(128个采样点),间隔为4个采样点的滑动窗时间窗以此计算每一秒脑电信号的相位相干性指数,从而得到时变相位相干性指数序列。应用线性判别式分析算法,对人脑想象左右手运动任务进行分类。结果:对140次实验的测试样本数据,采用长度为1s(128个采样点)间隔为4个采样点的滑动窗对1152个采样点进行分析,最大分类正确率可达79.28%。结论:脑电信号相位相干性指数随时间的变化与事件相关去同步和事件相关同步现象相一致。可以用来在线识别左右手想象运动,从而为大脑运动意识任务的特征提取及肢残患者的临床康复提供了新的思路。