脑卒中的脑电信号特征提取研究

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1、硕士学位论文题目:脑卒中的脑电信号特征提取研究研究生任银芝专业计算机应用技术指导教师孔万增教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文脑卒中的脑电信号特征提取研究研究生：任银芝指导教师：孔万增教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterTheResearchofFeatureExtractionofStrokeEEGCandidate:YinzhiRenSupervisor:Prof.WanzengKongMarch，2016杭州电子科技大学学位论文原创性声明

2、和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中［＾明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。＂论文作者签名：＾曰期：年口曰与１如占；月ｆ（学位论文使用授权说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留和使用学位论文的规定，目Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使

3、用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文学；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可允许采巧影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：诚Ｕ年今月作日＾》指导教师签名：曰期；７化年月〇／目＾杭州电子科技大学硕士学位论文摘要脑电是卒中康复研究中新兴的比较有效的手段，也是卒中康复研究中的热点。基于运动想象的脑机接口（MI-BCI）技术在卒中康复中的应用是近年来脑卒中运动功能康复的一个新的方法。运动想象是运动功能状态的一种特殊存在方式，它在运动记忆中，并依照中枢运动控制的原

4、则，能够激活运动记忆但没有明显的运动输出。运动想象作为一种激活运动神经网络的方法，能够运用在中风后的任一阶段来辅助治疗，以达到改善中风患者的运动功能的目的。但是目前的研究和临床研究中关于脑卒中病变对运动想象的神经机制的影响尚没有一个统一的定论。本文重点研究了脑卒中患者执行运动想象认知任务时脑电的脑地形图和脑效应网络两项特征来揭示脑卒中对运动想象神经机制的影响。针对脑地形图的研究，本文主要做了两方面的工作，一方面根据全局场能量得到刺激编码阶段能量取得波峰时刻的地形图，分析刺激编码阶段的皮层活跃模式；另一方面提取脑卒中患者组和正常对照组在运动想象认知过程各个子阶段每种刺激下的脑地形图

5、，提出了一种基于异步脑地形图矢量空间夹角法的分类方法，并通过计算得到脑卒中患者组和正常对照组各个阶段的组平均的脑地形图。结果表明卒中患者心理旋转和反应执行阶段患侧顶叶以及和运动相关的区域活跃程度的降低与缺失，导致卒中患者的空间认知能力下降，并在反应执行阶段表现为大脑活跃为健侧半球主导。在脑效应网络的研究中，提出一种基于自适应定向传输功能的动态因果关系模型，并构建了心理旋转认知过程各子阶段的脑效应网络，根据网络的各项属性来研究脑卒中患者组与正常对照组的差异。结果表明，受卒中病灶的影响，脑卒中患者组的效应连接强度降低，并且在刺激编码阶段，正常对照组符合枕叶、额叶、顶叶依次激活的皮层活

6、跃模式；而脑卒中组的额叶和左侧顶叶区域活跃缺失，右颞叶处激活。本文对选择的两项脑电特性进行了深入的研究。脑地形图可以直观的看出在运动想象心理旋转认知过程每个阶段的大脑活跃情况；在脑效应网络研究中，使用动态因果关系计算的节点的效应连接可以反映不同脑区之间的信息传递情况，从网络的角度衡量大脑的活跃模式，方法比较新颖。这两项特征的研究对后期的卒中康复与康复评价研究有一定的实用价值。关键词：脑电信号、脑地形图、矢量空间夹角、因果关系、脑效应网络I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTEEGisanewandeffectivemethodfortherehabilitationofs

7、troke,andalsoahottopicintheresearchofstrokerehabilitation.Theapplicationofmotorimagery-braincomputerinterface(MI-BCI)technologyinstrokerehabilitationisanewmethodforfunctionalrehabilitationofstrokeinrecentyears.Motorimageryisaspecialwayofmotor