基于小波熵的癫痫脑电信号研究

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1、基于小波熵的癫痫脑电信号研究摘要小波分析理论作为新的时频分析工具，在信号分析与处理中得到了很好的应用。而癫痫病的发作原理是大脑神经元突发性异常放电，导致短暂的大脑功能障碍。目前广泛应用的癫痫诊断方法就是对患者的脑电信号进行研究。基于脑电信号和小波变换的基本理论，从基本概念过渡到到小波分析等一系列相关内容，最终引出小波分析中非常重要的MATLAB程序。通过对正常人和癫痫病症患者在相同环境下的脑电信号的提取，利用小波熵理论的MATLAB程序计算出两组脑电信号的小波熵，并进行对比和统计分析。实验分析结果表明癫痫患者和正常人自发脑电信号的小波熵有

2、着显著的差异：在相同状态下，癫痫患者各导联脑电的小波熵大于正常人对应导联的脑电小波熵。相同情况下癫痫患者的脑电信号复杂程度要明显高于健康受测者。这样得出的癫痫患者和正常人的脑电信号的差异，为癫痫病症的诊断与治疗提供有力的依据。关键词：癫痫；小波熵；脑电信号；MATLABABSTRACTWaveletanalysistheory,asanewtime-frequencyanalysistool,hasbeenwellappliedintheareaofsignalanalysisandprocessing.Andprincipleofepi

3、lepticattackisasuddenabnormaldischargeofbrainneurons,leadingtotransientbraindysfunction.Atpresent,thediagnosismethodofeegsignalsstudiediswidelyappliedinpatientswithepilepsy.Basedonthebasictheoryofeegsignalsandwavelettransform,transitionfrombasicconcepttothewaveletanalysis

4、andaseriesofrelatedcontent,thenledtoveryimportantmatlabwaveletanalysis.Throughtothepatientswithnormalandepilepsydiseaseofbrainelectricalsignalextractioninthesameenvironment,waveletentropytheoryofmatlabtocalculatethewaveletentropyoftheeegsignalsinbothgroups,andcomparisonan

5、dstatisticalanalysis.Analysisofexperimentalresultsshowthattheepilepticpatientsandnormalpersonofspontaneouseegsignalswaveletentropyhasobviousdifferences:underthesamecondition,peoplewithepilepsywaveletentropyofeachleadeegofcorrespondingleadisgreaterthanthenormalwaveletentro

6、pyofeeg;Epilepsyinpatientswithbrainelectricsignalcomplexityissignificantlyhigherthanthehealthysubjectsinthesamecase.Suchofepilepsypatientsandnormaldifferencesineegsignals,diseasediagnosisandtreatmentforepilepsyprovidepowerfulbasis.Keywords:Epilepsy;Thewaveletentropy;Brain

7、electricalsignal;MATLAB目录第一章绪论11.1研究意义11.2研究思路11.3内容安排2第二章脑电信号及小波分析基本理论32.1脑电信号及其研究方法32.1.1时域分析方法42.1.2频域分析方法42.1.3时频分析方法42.1.4非线性动力学52.1.5同步性分析62.1.6人工神经网络72.2小波分析与小波变换72.2.1小波分析72.2.2小波变换82.2.3多分辨率小波变换92.3小波熵与小波包熵102.3.1小波熵102.3.2小波包熵122.3.3小波包分解层数选择132.4MATLAB小波工具箱142.

8、4.1MATLAB小波工具箱的小波分析函数142.4.2MATLAB提供的各种小波函数14第三章小波熵特征提取与结果分析173.1实验数据的小波包分解173.2基于小波变换的脑电信号多分辨率分