基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究作者姓名刘静学科专业电子科学与技术指导教师崔冬2015年5月中图分类号：TP39学校代码：10216UDC：62密级：公开工学硕士学位论文基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究硕士研究生：刘静导师：崔冬申请学位：工学硕士学科专业：电子科学与技术所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学IADissertationinElectronicsScienceandTechnologyTHERESEARCHOFMULTI-CHA

2、NNELEEGSYNCHRONIZATIONALGORITHMBASEDONTHEWEIGHTEDENTROPYbyLiuJingSupervisor:AssociateProfessorCuiDongYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于加权排序熵的多通道脑电信号同步算法研究》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方

4、框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日III摘要脑电信号振荡同步是大脑不同区域间进行信息传送、处理以及功能整合的一个重要特征。对大脑不同区域脑电信号进行多通道同步分析，探索大脑各功能区域间相互协作的机制，深入理解大脑絮乱导致疾病的机理，对脑部神经疾病诊断、预防和治疗具有重要意义。本论文研究了多通道脑电信号同步算法，提出归一化加权排序互信息全局同步指数，并将该方法用于分析实际糖尿病患者轻度认知障碍的脑电信号。首先，对S估计器、同步索引、全局同步索引这三种多通道同步分析算法在时间窗宽度、信噪比和耦合系数方面进行模型仿真分析后，又对实际糖尿病

5、脑电源信号的同步性进行研究，糖尿病遗忘型轻度认知障碍组和对照组的同步值统计分析结果表明，两组在额区和颞区的delta和beta2频段，以及枕区的theta和beta2频段出现显著性差异。其次，基于加权排序熵和互信息，提出归一化加权排序互信息方法。应用双变量耦合模型对该方法在耦合系数、数据长度、延迟时间、嵌入维数和噪声方面与归一化排序互信息方法进行仿真分析对比，结果表明该方法性能明显优于归一化排序互信息。将该方法与S估计器方法相整合，提出归一化加权排序互信息全局同步指数，非常适合用于多通道的脑电信号同步分析，且具有良好的可靠性和鲁棒性。最后，应用归一化排序互

6、信息全局同步指数和归一化加权排序互信息全局同步指数对实际糖尿病患者分区后的脑电信号进行同步分析，统计分析发现两组在后额区、中央区和枕区的归一化加权排序互信息全局同步指数值存在显著性差异。对同步与认知功能的皮尔森线性相关分析发现认知功能与脑电信号同步间存在一定的关联。摘要关键词：糖尿病；脑电信号；多通道同步分析；互信息；加权排序熵V燕山大学工学硕士学位论文AbstractThesynchronizationofElectroencephalogram(EEG)oscillationisadistinctfeatureofinformationtransmit

7、ting,processingandfunctionalintegrationamongdifferentbrainareas.ThemultichannelEEGsynchronizationanalysismethodcanhelpusrecognizethefunctionofbrain,toexplorethemechanismoftheinformationprocessingindifferentbrainareas,in-depthunderstandingofthemechanismofthebraindisorderthatleadsto

8、thedisease.Thatisimportanttothedi