一種通過腦電頻譜進行認知評價的方法技術

本發明專利技術公開了一種通過腦電頻譜進行認知評價的方法，包含：步驟1，采集靜息態和任務態的腦電信號；步驟2，將1～45Hz或1～70Hz頻段的腦電信號劃分為不同頻帶，分別計算這些頻帶的相對功率，以及alpha頻帶的重心頻率；步驟3，分別計算得到若干個特征值；步驟4，按照認知量表將認知的水平分為正常和認知衰退兩類；步驟5，將劃為正常和認知衰退兩類腦電信號的若干個特征值訓練出相應的系數，產生判斷認知水平的邏輯回歸模型；步驟6，利用訓練好的邏輯回歸模型對若干個特征值進行認知水平分類。本發明專利技術提供的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，有效靈敏方便評估，能夠更早期更準確的發現認知障礙的發生。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術設及一種認知評估方法，具體地，設及一種通過腦電頻譜進行認知評價的 方法。
技術介紹
認知，是指人類在對客觀事物的認識過程中對感覺輸入信息的獲取、編碼、操作、 提取和使用的過程，是輸入和輸出之間的內部屯、理過程，運一過程包括注意、記憶、知覺及 思維等。認知功能可W簡單地理解為四方面:第一，接受功能，即通過各種感覺接受外界信 息。第二，記憶和學習功能，包括識記，新信息進入腦內，形成即刻記憶;保存，信息被編碼而 形成長久信息；信息能夠被復呈，如再現和再認。第=，思維功能，對即刻記憶信息和長久記 憶信息復呈，再進行組合找到兩者的關系。第四，表達功能，通過語言、軀體或情感等行為表 達。 認知功能障礙:泛指由各種原因（從生理性老化到意識障礙)導致的不同程度的認 知功能損害。現在認知功能障礙的評估主要是結合癥狀和認知-屯、理量表進行。在發現癥狀 的時候，往往認知功能已經衰退嚴重，錯過了早期干預的良機。同時認知-屯、理量表的異常 也可能是由其他一些屯、理精神問題等產生的。而2012年法國和英國的科學家發現通過對 7000名公務員的長期觀察發現記憶和認知功能的衰退從45歲已經開始。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種用于認知評估的方法，基于腦電頻譜特征，設及生物學、 數字信號處理技術、模式識別等領域，通過有效靈敏方便的認知功能評估系統，能夠更早期 更準確的發現認知障礙的發生。[000引為了達到上述目的，本專利技術提供了，其中， 該方法包含:步驟1，采集靜息態和任務態的腦電信號化EG);步驟2，將1~45化或1~70化頻 段的腦電信號劃分為若干個不同頻帶，分別計算運些頻帶的相對功率，W及各自的重屯、頻 率;步驟3,分別計算得到若干個特征值，所述的特征值分別為靜息態和任務態下各頻帶的 相對功率、重屯、頻率或相對功率的比值;步驟4，按照認知量表將認知的水平分為正常和認 知衰退兩類，分別對相應的對象采集的腦電信號進行標注;步驟5,將劃為正常和認知衰退 兩類腦電信號的若干個特征值訓練出相應的系數，產生判斷認知水平的邏輯回歸模型；步 驟6,利用步驟5訓練好的邏輯回歸模型對步驟3得到的特征值進行認知水平分類。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟1所述的采集靜息態和任務 態的腦電信號，采用的測試電極為包含至少1個前額電極在內的1到若干個。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，所述的若干個不同頻帶，包含 (1611：曰、1：1161：曰、曰山11曰、661：曰、邑日111111曰頻帶。上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，所述的頻帶中，de：Ua為1~4Hz; the 化為4 ~細 z;alpha為 8 ~13Hz;beta為 13 ~30Hz;gamma為 30 ~45Hz 或 30 ~70Hz。也可把 各頻帶進行進一步劃分，比如al地a進一步劃分為al地al，alpha2，al地曰3。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟2所述的相對功率，是通過 快速傅里葉變換計算得到的。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟2所述的相對功率，是在所 述不同頻帶的采樣頻率上取N個點，通過快速傅里葉變換得到功率譜，然后在功率譜上計算 得到的對應頻帶的絕對功率與5個頻帶絕對功率和的比值。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟2所述的al地a的重屯、頻率， 其為功率強度最大值所在頻率;所述的功率強度是在采樣頻率上取N個點，進行快速傅里葉 變換的結果除WN后求模的平方;alpha頻帶的功率強度則為運個頻帶范圍內功率強度的 和。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟3所述的特征值包含Xl~ XlO的10個或其中的任意多個。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，所述的特征值中，Xl為靜息態 theta相對功率，x2為靜息態al地a相對功率，x3為靜息態be化相對功率，x4為靜息態al地a 重屯、頻率，x5為靜息態al地a相對功率/theta相對功率，x6為靜息態gamma相對功率/theta 相對功率，x7為任務態al地a相對功率/theta相對功率，x8為任務態gamma相對功率/theta 相對功率，x9為巧A7的比值，XlO為x6/x8的比值。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟4所述的認知量表為簡易精 神狀態檢查量表(Minimum Mental Sl:ate Examination,MMSE)，和蒙特利爾認知評估量表 (Montreal CognitiveAssessment，MoCA)。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟5所述的腦電信號訓練所用 的特征值為Xl-XlO的10個其中的任意多個。所述的腦電信號訓練所用的特征值使用靜息態 特征、任務態特征W及靜息態特征和任務態特征的比值，可W同時使用W上=類，也可W使 用其中的任意一或兩類。 上述的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其中，步驟5所述的邏輯回歸模型，也 可采用其他分類模型，核屯、在于采用Xl-XlO的全部或部分特征值。 本專利技術提供的通過腦電頻譜進行認知評價的方法具有W下優點： 第一，本專利技術基于1到多通道腦電頻譜特征進行認知判斷，降低了對腦電記錄的要 求，簡單方便。 第二，本專利技術利用靜息和任務腦電的不同特性，對認知進行判斷，大大提高了準確 性和方便性。 第=，本專利技術利用邏輯回歸對基于腦電頻譜特征來判斷認知，可W更好的對認知 水平進行判斷，更早的發現輕微認知衰退。 總之，本專利技術成本低廉，滿足實際應用要求，可W對認知障礙更早更準備的發現， 具有深遠的社會意義和可觀的經濟價值。【附圖說明】 圖1為本專利技術的通過腦電頻譜進行認知評價的方法的流程圖。 圖2為邏輯回歸模型的f函數圖。【具體實施方式】 W下結合附圖對本專利技術的【具體實施方式】作進一步地說明。 如圖1所示，本專利技術提供的通過腦電頻譜進行認知評價的方法，包含： 步驟1，采集靜息態和任務態的腦電信號化EG);對于采集的原始EEG信號，去除幅 度異常的信號，再對剩余信號進行標準化。采用的測試電極為包含至少1個前額電極在內的 1到若干個。 步驟2,將1~45化頻段的腦電信號劃分為若干個不同頻帶，優選為delta、theta、 alpha、be化、gamma頻帶，分別計算運些頻帶的相對功率，W及各自的重屯、頻率，優選地計算 alpha的重屯、頻率；其中delta為1~4Hz; theta為4~細Z ;alpha為8~13Hz; beta為13~ 30化;gamma為30~45化或30~70化。也可把各頻帶進行進一步劃分，比如al曲a進一步劃分 為alphal，alpha2，al地曰3。相對功率，是在不同頻帶的采樣頻率上取N個點，通過快速傅里 葉變換得到功率譜，然后在功率譜上計算得到的對應頻帶的絕對功率與5個頻帶絕對功率 和的比值。 重屯、頻率是指功率強度最大值所在頻率;功率強度是在采樣頻率上取N個點，進行 快速傅里葉變換的結果除WN后求模的平方;alpha頻帶的功率強度則為運個頻帶范圍內功 率強度的和。 步驟3,分別計算得到若干個特征值，該特征值分別為靜息態和任務態下各頻帶的 相對功率、重屯、頻率或相對功率的比值；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種通過腦電頻譜進行認知評價的方法，其特征在于，該方法包含：步驟1，采集靜息態和任務態的腦電信號；步驟2，將1～45Hz或1～70Hz頻段的腦電信號劃分為若干個不同頻帶，分別計算這些頻帶的相對功率，以及各自的重心頻率；步驟3，分別計算得到若干個特征值，所述的特征值分別為靜息態和任務態下各頻帶的相對功率、重心頻率或相對功率的比值；步驟4，按照認知量表將認知的水平分為正常和認知衰退兩類，分別對相應的對象采集的腦電信號進行標注；步驟5，將劃為正常和認知衰退兩類腦電信號的若干個特征值訓練出相應的系數，產生判斷認知水平的邏輯回歸模型；步驟6，利用步驟5訓練好的邏輯回歸模型對步驟3得到的特征值進行認知水平分類。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏鵬，裴鋼，
申請(專利權)人：夏鵬，
類型：發明
國別省市：上海;31