EEG-signal-processing-脑电信号处理方法算法PPT课件

合集下载

第一讲 EEG信号基础PPT课件

第一讲 EEG信号基础PPT课件

基线漂移与高通滤波 -波形
[B,A]=ellip(4,0.5,20,0.5*2/200,'high') y=filter(B,A,x)
基线漂移与高通滤波 -频谱
电气隔离
目的:保证病人安全
❖ 当人体因漏电等原因 与市电(如220V)接 触,由于仪器与病人 相连的应用部分是与 仪器使用市电的电路 部分电气隔离的,电 流i不能构成回路,因 此病人是安全的。
Gd=Gd1Gd2,
❖ 总益的,共 共模 模增 抑益 制比GcC为MDR3R组=成Gd的/G差c。模放大器的共模增 ❖ 电路中的R1常被用来调节增益
仪器放大器
instrumentation amplifier
❖ 有很多这样的集成电路芯片如AD620, INA118等,可以直接用来作为前置放大器。
Low Cost, Low Power
第一讲 EEG信号基础
大脑的外部环境
❖ 人的大脑位于颅腔内,大脑分为左右两 半球
❖ 脑组织外的颅骨、脑膜、血管、脑脊液 和血-脑屏障等构成了脑的物理、化学 环境
❖ 正是这些理化环境的相对稳定才保证了 脑的正常生理功能
1.脑膜(meninges):硬膜(或称韧膜)、蛛网膜和软膜 3层组成。
2.脑脊液 脑脊液是一种比重低而清晰的液体,含有较多的
❖ 对于共模信号而言,分布电容 两端等电位,流过电容的电流 Ic=0,相当于阻抗为无穷大, 从而消除了屏蔽线分布电容的 影响。这种方法称为屏蔽驱动。
右腿驱动电路
❖ D1和D2组成的电 路的共模增益为1, 在a、b处的共模信 号V’c与被测体上 的共模信号Vc相等, Vc=V’c。
Vc=idbRo+Vo则:
❖ 诱发电位幅值较小,完全淹没在自发脑电信号中,一般要采 用叠加平均处理提高信噪比。

EEG培训课件

EEG培训课件

eeg的发展历程
EEG技术自19世纪末期诞生以 来,经历了多个发展阶段。
从最初的简单脑电记录设备, 到现代的高分辨率脑电技术, EEG的精度和稳定性不断提高

随着计算机技术的发展,数字 信号处理和机器学习等技术也 进一步提升了EEG的应用价值

eeg的应用场景
在临床医学领域,EEG被用于诊断癫痫、多动症、自闭症等疾病,以及监测脑死 亡和昏迷病人的脑电活动。
03
eeg实践操作指南
eeg设备选择与使用
设备选择
使用前准备
根据实验需求和预算,挑选合适的EEG设备 。考虑设备的品牌、型号、性能和价格等因 素。
熟悉设备的操作说明和注意事项,准备好所 需的实验用品,如电极膏、电极帽、毛巾、 洗浴用品等。
设备佩戴
设备调整
根据实验要求,正确佩戴EEG设备,确保电 极与头皮紧密接触,减少干扰。
特征提取
提取脑电信号的特征,如频率、幅度、相 位等。
eeg数据分析方法
时域分析
观察脑电信号的时域波形,分析大 脑皮层神经元的放电模式。
频域分析
将脑电信号进行频谱分析,观察不 同频率成分的能量分布。
时频分析
结合时域和频域分析,观察大脑皮 层神经元在不同时间点的放电模式 和频率分布。
空间分析
结合脑功能区的结构,分析不同脑 区的神经元放电特征和相互作用。
根据实验需要,调整设备的参数和设置,如 采样率、滤波器类型、电极位置等。
eeg数据采集流程
实验设计
根据研究目的和要求,设计实验方案 和任务,确定实验流程和时间安排。
数据采集
按照实验设计,进行EEG数据采集。 确保采集过程中无干扰,实时监控 数据质量。

脑电活动PPT

脑电活动PPT

脑电与睡眠Electrical activity of the brain 脑电生物电起源:神经元生物电神经冲动传导突触后电位脑电分类:自发脑电活动皮层诱发电位自发脑电活动(Spontaneous electric activity of the brain)无明显刺激时,皮层经常自发产生节律性的电位变化。

记录方式:脑电图(electroencephalogram, EEG)皮层电图(electrocorticogram, ECoG )脑电波之父德国精神病学家Hans Berger记录到世界上第一份脑电波记录EEG10 Hz timing signal人脑中大概有1011个神经元,EEG的信号事实上是很多神经元一起放电整合出来的电场反应。

由于脑内神经元排列的方式非常的杂乱,可能检测出来电场的电位差为零,但不代表脑内神经元没有活动,而是神经元的电信号可能相互抵消了。

波的睁眼阻断Fre(Hz) Am(uV) situation waveformα8-13 20-100清醒,安静,闭眼β14-30 5-20 睁眼视物,思考θ4-7 50-100 困倦时,幼儿成人神经元退行性变脑区或情绪应激时(如:失望,挫败)δ0.5-3 20-200 睡眠,麻醉,婴儿脑电波的基本波形及其意义*临床意义: 癫痫,脑死亡,帮助诊断脑肿瘤脑肿瘤:处于清醒状态的病人出现θ波或者δ波。

癫痫(epilepsy ):多种原因引起脑部神经元群阵发性异常放电所致的发作性运动、感觉、意识、精神、植物神经功能异常。

脑死亡(brain death ):全脑功能的不可逆的永久性丧失。

Scale 100μV皮层诱发电位(Evoked cortical potential, ECP)感觉传入系统受刺激时,在皮层某局限区域引出的电位变化。

Help to investigate the localization of cortical sensory area.家兔大脑皮层感觉运动区诱发电位正相波动的后发放刺激桡浅神经记号先正后负的主反应躯体感觉诱发电位一般由主反应、次反应和后发放组成主反应:潜伏期5-12ms,呈现先正后负的双向变化次反应:主反应之后的扩散性续发反应后发放:主反应和次反应后的一系列正向的周期性的电变化主反应与次反应的传导路径不同•主反应:特异性上行传导纤维经丘脑的腹外侧核中继,并发出投射纤维至对侧皮质感觉代表区的特定部位。

脑电PPT课件

脑电PPT课件

注意事项
强调采集过程中的注意事项,如 避免干扰、保持安静等。
01
02
采集设备
介绍用于采集脑电信号的设备, 如电极帽、放大器等。
03
采集过程
详细描述脑电信号采集的过程, 包括准备工作、电极放置、信号 采集等步骤。
04
脑电信号预处理
1 滤波处理
介绍如何对采集到的脑电信号进行滤波处理,去除噪声 和其他干扰。
脑电的生理基础
大脑神经元
脑电的产生与大脑神经元的电生理活动密切相关。神经元在兴奋状态下会产生电位变化,这些变化通过头皮上 的电极被记录下来形成脑电信号。
脑波
脑电信号中包含多种脑波,如α波、β波、θ波、δ波等。不同脑波代表了不同的生理状态和认知功能,如α波主 要出现在放松状态,β波则出现在集中注意力或紧张状态。
2 基线校正
介绍如何对采集到的脑电信号进行滤波处理,去除噪声 和其他干扰。
3 伪迹去除
介绍如何对采集到的脑电信号进行滤波处理,去除噪声 和其他干扰。
4 数据压缩与降噪
介绍如何对采集到的脑电信号进行滤波处理,去除噪声 和其他干扰。
脑电信号特征提取
01
02ห้องสมุดไป่ตู้
03
04
时域特征
介绍如何从脑电信号中提取时 域特征,如幅度、频率和相位
精神疾病诊断
脑电技术在精神疾病诊断中的应用 ,为医生提供辅助诊断的依据。
05
脑电研究展望与挑战
脑电技术的未来发展
脑电信号采集技术
随着传感器技术和生物电信号处理技 术的发展,脑电信号的采集将更加准 确和稳定,能够更好地应用于临床诊 断和科学研究。
脑电信号解读技术
脑电应用领域拓展
脑电技术的应用领域将不断拓展,不 仅局限于神经科学和心理学领域,还 将应用于医学、教育、体育等领域。

EEG培训课件

EEG培训课件
大脑神经电活动的同步性
大脑神经电活动是产生EEG信号的主要来源。大脑神经元放电活动的同步性,可 以在头皮上通过EEG仪器记录到。
EEG信号的采集和处理
EEG信号的采集
EEG信号采集时,通常采用多个电极和多通道同时采集。电 极通常放置在头皮的不同位置,以记录不同区域的神经电活 动。
EEG信号的处理
EEG信号处理包括预处理、特征提取和数据分析等环节。预 处理包括滤波、放大和数字化等,特征提取和数据分析则涉 及到多种算法和技术。
神经康复
EEG可以评估神经康复患者的康复进程和疗效,如脑卒中康复、认知康复等,有 助于制定个体化的康复计划。
06
EEG的未来发展
EEG技术的未来趋势
增加通道数和降低侵入性
01
利用更多的电极和更先进的信号处理技术获取更精细的脑电信
号,同时采用非侵入性方式如干电极和光学成像技术等。
移动和可穿戴设备
02
由于EEG信号易受多种因素影响,不同研究 之间、不同实验室之间的结果难以直接比较 和重复。
隐私和伦理问题
技术普及和推广难度
采集和分析EEG信号时可能涉及到隐私和伦 理问题,需要制定相应的规范和标准。
EEG技术专业性较强,普及和推广难度较大 ,需要更多的教育和培训资源。
THANKS
谢谢您的观看
焦虑症
EEG可以检测焦虑症患者的神经生理异常,如β 波活动增强、α波抑制等,有助于焦虑症的诊断 和治疗。
精神分裂症
EEG可以检测精神分裂症患者的神经生理异常 ,如慢波异常、α波抑制等,有助于精神分裂症 的诊断和治疗。
EEG在脑机接口和神经康复领域的应用
脑机接口(BMI)
EEG可以用于脑机接口中,实现人脑与计算机或其他设备的直接通信和控制,如 脑控机器人、脑控家居等。

脑电图ppt课件

脑电图ppt课件
脑电图讲座
1
第一部分 脑电图基础
2
脑电图原理
• 中枢神经系统生理活动的基础是神经元的电活动
• 脑电图是通过放置适当的电极,借助电子放大技术, 将脑部神经元的自发性生物电活动加以放大100万倍 并记录
• 与心电图的原理一致是EEG将生物电活动经放大加以 描记,不同的是心电的测量单位是毫伏(mV),脑 电的单位是以微伏(μV)计算
双侧性3CPS棘慢波综合——失神发作、失神癫痫
双侧性规则/不规则多棘波多棘慢——肌阵挛发作、肌阵挛癫痫
局灶性尖/棘波及尖/棘慢波综合——部分性(局灶性)癫痫
三相波——代谢性脑病,肝肾功能衰竭及缺氧等
周期性放电——病毒性脑炎、CJD等
中央中颞尖波双向尖波——罗兰多区癫痫
慢波睡眠中持续放电——ESES
局限于额颞区周期复合波——单纯疱疹脑炎
在枕部不超过50%,其它部位不超过20% • 波幅不应过高, α波平均波幅小于100微伏,β波小于50微
伏 • 在睁闭眼、精神活动及感受到刺激时,α波应有正常的反应 • 慢波:为散在低波幅慢波,多为θ 波,任何部位均不应有连续
性高波幅β或δ波 • 睡眠时脑波应左右对称。无异常电活动 • 无发作波: 不论在觉醒和睡眠,均不应有棘波、棘慢波综合
• 2001年的分类主要根据发作的症状进行,体现了发 作类型和解剖结构的联系
• 按照病因的不同可以划分为特发性和症状性部分性 癫痫
52
• 颞叶癫痫:耳极导联(睡眠,NREMⅡ期),Fp2、F4、C4、P4等可见正相尖波(耳极活化)
53
• 颞叶癫痫(续前图)平均导联:F8可见尖慢 波综合
• 双极导联:F8、T4可见尖波针锋相对,慢波
• 50Hz交流电伪差:由于现代EEG仪通常带有5060Hz滤波器,这种伪差在常规工作中罕有发生。伪 差的来源可能是附近电扇或空调,另一常见原36因是 来自萤光灯。因此,操作间下的房间最好悬挂白炽

脑电简介-脑电 EEGppt课件

脑电简介-脑电 EEGppt课件

睁眼.计算.睡眠时受抑制或减
有的呈弧形或锯齿形
弱.左右波率差部超过1.5Hz
β波 14~30 5~30.多在20以下 不规则
见于各脑区,主要 增多时多为脑皮层紧张度增高
又称快波
在额.颞中央部 一种表现
θ波 4~7 20~40
不规则
额.颞.顶有少量散 睡眠时增多.认为脑皮层紧张度
在出现
减低表现. 深在皮层下病变产
脑电预处理
脑电预处理流程
➢ 独立成分分析(ICA):将不同源的独立分量提取出来
19
4
脑电数据处理
脑电预处理
眼电伪迹
肌电伪迹
工频干扰
心电2伪0 迹
4
脑电数据处理
脑电分析方法-脑电节律
各种频率脑波特点
名称 频率(Hz) 波 幅(微伏)
波形
分布
特点
α 波 8~13 20~100.平均50 常为正弦波
枕.顶.颞后部
认知的神经回路机制
脑部疾病的 早期诊断和干预
非人类灵长类 动物研究
脑启发计算 中医的引入 机器与人类智能
Poo M M, Du J L, Ip N Y, et al. China Brain Project: Basic Neuroscience, B8rain Diseases, and Brain-Inspired Computing[J]. Neuron, 2016, 92(3):591-596.
来测量
14
3
脑电设备与数据采集
脑电设备
脑电 设备
颅外 脑电
颅内 脑电
湿电极
干电极
15
3
脑电设备与数据采集
脑电设备(实验)

脑电简介-脑电 EEGppt课件

脑电简介-脑电 EEGppt课件

46
发展现状
47
7
发展现状
一些产品
48
谢谢 Thanks
49
的Trials共2670个
44
• 脑电数据处理:原始脑电经FFT变换,得到三个频段的功 率谱密度,将alpha/beta/theta三个频段的图片合成三通 道的脑电图,每个Trials(3.5s)取7个0.5s的时间窗,按 时间顺序排成序列
• 对脑电图进行卷积 • 卷积之后的脑电图作为序列的输入使用循环神经网络提取
脑电波与视觉分类
Spampinato C, Palazzo S, Kavasidis I, et al. Deep Learni3n7g Human Mind for Automated Visual Classification[J]. 2016:4503-4511.
6
脑电与脑机接口
脑电波与视觉分类
的Trials共2670个
43
6
脑电与脑机接口
脑电与工作记忆状态分类
• 被试信息:15名被试(删除两人),每人240个Trials • 采集信息:64通道脑电,500HZ • 任务:工作记忆,看图进行记忆,展示的图片分别有
2/4/6/8个字母,分为四类(区分mental load) • 数据信息:一共有240*13=3120个Trials,取其中分类正确
6
脑电与脑机接口
脑电波与视觉分类
Spampinato C, Palazzo S, Kavasidis I, et al. Deep Learnin4g0 Human Mind for Automated Visual Classification[J]. 2016:4503-4511.
6
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

Sparse decomposition
Over-complete dictionary atoms
Hilbert space H RN : D dk , k 1, 2,...K K N
Signal: Error:
yH
yl drr rIl
l
(
y,
D)
inf yl
y yl
“Sparse”: l<<N , satisfy limited error .
-
9
basic features
Modern methods
Frequency Analysis Suboptimal DFT, DCT, DWT; Optimal KLT (Karhunen-Loève)
Demerits: complete statistical information, no fast calculation.
y y, dr0 dr0 R1 y
kth :
Rk y, drk1 supi(1,2,...k ) Rk y, di
y
k
n0Rn y, drndrnRk1 y
d 与 rn Rk1 y 正交
-
18
Sparse approximation
sparse decomposition
K-SVD: training dictionary Potential applications for EEG:
signal generation system
-
5
bioelectricity
Nonlinear Model
signal generation system
-
6
2
Available features
1 Basic features 2 Modern methods
-
7
basic features
-
12
Basic features
modern methods
AR coefficients estimation methods
Covariance method arcov(x,p), armcov(x,p) Merits: without window good resolution of PSD
Application decomposition, classification, filtering, denoising, whitening.
-
15
3
Sparse Representation
1 Sparse Approximation
2 Sparse Decomposition
-
16
sparse approximation
Modern methods
Temporal Analysis Signal Segmentation: label the EEG signals by segments of similar
characteristics.
-
8
basic features
Temporal Criteria
Modern methods
modern methods
Principal Component Analysis Use same concept as SVD Decompose data into uncorrelated orthogonal components Autocorrelation matrix is diagonalized Each eigenvector represents a principal component
-
10
Basic features
modern methods
Signal Parameter Estimation AR model: Merits: Outperform DFT in frequency accuracy. Demerits: suffer from poor estimation of parameters. Improvements: accurate order & coefficients.
Coefficients features ERP detection Abnormal EEG detection Classification of different status of EEG
Demerits: slow
Burg arburg(x,p)
Merits: accurate approximation of PSD
Demerits: line skewing & splitting
-
13
Basic features
Comparison
modern methods
-
14
Basic features
EEG SIGNAL PROCESSING
-
1
Content
1 EEG signal modelling
2 Available features 3 Sparse Representation
4 Classification algorithms 5 Independent Component Analysis
-
17
Sparse approximation
sparse decomposition
Major algorithms: Basic Pursuit, Matching Pursuits, OMP
Matching Pursuits (MP):
1st:
y, dr0 supi(1,...k) y, di
-
2
1
EEG signal modelling
1 Bioelectricity
2 Signal generation system
-
3
bioelectricity
Excitation model
Signal generation system
-
4
bioelectricity
Linear Model
-
11
Basic features
AR coefficients estimation methods Yule-Walker aryule(x,p)
modern methods
Merits: Toeplitz matrix Levinson-Durbin, fastest!!!
Demerits: with window bad resolution of PSD
相关文档
最新文档