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视觉和本体觉差异化条件下的平衡脑电传递熵网络分析方法
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作者 苏巧钻 罗志增 王哲远 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期286-294,共9页
平衡是人体完成各项运动的基础,现有人体平衡能力评估方法多基于外在表现。本研究以平衡中枢神经调节这一内源性角度为切入点,研究静力平衡调节过程的感觉运动皮层整合,分析大脑皮层的激活状态,建立静力平衡脑电传递熵网络。设计了视觉... 平衡是人体完成各项运动的基础,现有人体平衡能力评估方法多基于外在表现。本研究以平衡中枢神经调节这一内源性角度为切入点,研究静力平衡调节过程的感觉运动皮层整合,分析大脑皮层的激活状态,建立静力平衡脑电传递熵网络。设计了视觉输入和本体觉输入差异化条件下的实验范式,定义了平衡脑电的相位同步化准则,构建突破因果关系双节点分析模型,提出一种以平衡事件为驱动的传递熵网络分析方法。先将节点间的因果关系降级为相关关系,进而将因果关系的研究转移至功能脑区层面,以契合人体平衡协调过程脑区间信息传递的相位同步关系。在20名被试脑电数据的基础上,基于相位同步关系确定平衡事件的中枢神经调节时间段提取平衡脑电多种内源性特征,以网络聚类系数(C),最短路径(E)和最大李雅普诺夫指数(MLE)的特征组合[C,E,MLE],用支持向量机分类。与传统网络特征分类结果对比,平均分类准确率提升了14.66%。传递熵网络分析中补充最大李雅普诺夫后能更充分表达人体平衡调节的内在规律演进过程,提高了人体平衡的分类能力。 展开更多
关键词 人体平衡评估 平衡脑电 相位同步 传递熵
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基于脑电信号相位传递熵的谎言机制研究
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作者 韦思宏 张家琦 +2 位作者 黎峰 康倩若 高军峰 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期23-30,共8页
说谎是复杂的认知过程,其执行控制功能需要不同脑区的共同参与,相关研究证实了这些脑区之间存在相互作用。针对当前脑电信号特征提取方法有限及谎言机制尚不明确的问题,利用相位传递熵构建了谎言实验过程中脑电信号的脑网络,并分析了诚... 说谎是复杂的认知过程,其执行控制功能需要不同脑区的共同参与,相关研究证实了这些脑区之间存在相互作用。针对当前脑电信号特征提取方法有限及谎言机制尚不明确的问题,利用相位传递熵构建了谎言实验过程中脑电信号的脑网络,并分析了诚实组和说谎组不同脑区间的效应连接差异。采用标准的三刺激实验模式对60名受试者进行说谎检测实验,同步采集所有受试者的脑电信号并进行预处理;利用相位传递熵构建效应连接矩阵,通过统计方法对矩阵中的每一条边进行2组间的熵值差异分析,选取具有显著性差异的导联对上的熵值作为全连接神经网络的分类特征,结果显示,分类准确率为96.75%,说明相位传递熵指标可以有效区分说谎者和诚实者2类人群的脑电信号;对2类人群大脑功能网络的分析结果显示,与诚实者相比,说谎类人群的额叶、顶叶和颞叶之间存在更强的信息流动,表明说谎行为需要协调和使用更多的大脑资源。研究结果有助于揭示说谎状态下大脑的神经活动机制。 展开更多
关键词 脑电图 测谎 效应连接 相位传递熵 全连接神经网络 脑网络
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基于相位传递熵的心电信号分析 被引量:3
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作者 宋晔 张小凤 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期52-56,共5页
基于动态信号,利用相位传递熵分析了不同年龄人群的正常和异常心电信号。结果表明:心电信号的相位传递熵不随样本长度变化。20~30岁健康人群心电信号的相位传递熵呈上升趋势,40岁以后则呈下降趋势。健康人群相位传递熵平均值大于非健康... 基于动态信号,利用相位传递熵分析了不同年龄人群的正常和异常心电信号。结果表明:心电信号的相位传递熵不随样本长度变化。20~30岁健康人群心电信号的相位传递熵呈上升趋势,40岁以后则呈下降趋势。健康人群相位传递熵平均值大于非健康人群的相应值。相比于其他方法,相位传递熵可以有效地区分健康人、恶性室性心律失常病人和房颤病人的心电信号。 展开更多
关键词 相位传递熵 ECG信号 信号检测
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相位转移熵在再认记忆脑网络中的应用研究 被引量:1
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作者 齐云鹏 王苏弘 +1 位作者 陈芋圻 邹凌 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第15期87-94,共8页
为研究具有不同先验记忆群体的再认记忆脑功能网络差异,引入相位转移熵方法,分析36名中国医学生与37名中国非医学生执行图片再认任务时的脑功能网络。将脑电信号经希尔伯特变换转为瞬时相位数据,使用相空间分箱和实验折叠相结合的方法... 为研究具有不同先验记忆群体的再认记忆脑功能网络差异,引入相位转移熵方法,分析36名中国医学生与37名中国非医学生执行图片再认任务时的脑功能网络。将脑电信号经希尔伯特变换转为瞬时相位数据,使用相空间分箱和实验折叠相结合的方法计算出边际熵和联合熵项,根据相位转移熵定义计算导联之间的相位转移熵,以导联为网络节点,将相位转移熵作为网络的边,并结合复杂网络方法对网络进行分析。结果发现,在20~30 Hz频率范围内,医学生的节点出强度、入强度、局部效率和全局效率(P <0.05)低于非医学生;在额叶部位,医学生的网络枢纽强度均小于非医学生;在左颞叶和右枕叶之间,医学生的大脑信息流向与非医学生相反。相比传统方法,脑网络能够挖掘出更丰富的差异信息。该结果为再认记忆的脑网络研究提供支持。 展开更多
关键词 相位转移熵 再认记忆 脑网络 先验记忆 复杂网络
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基于符号相位转移熵的抑郁脑电信号分析
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作者 张钱鑫 王琼 +2 位作者 朱书眉 乙万义 王俊 《北京生物医学工程》 2024年第2期171-179,共9页
目的抑郁症是现代社会的主要精神疾病之一,以连续、长期的心情低落为主要临床特征,可能严重影响人的行为能力。如何尽早对抑郁症患者进行干预治疗现已成为临床医学的重点课题。本文通过探索抑郁脑电的耦合特征,从而推断系统间信息流的... 目的抑郁症是现代社会的主要精神疾病之一,以连续、长期的心情低落为主要临床特征,可能严重影响人的行为能力。如何尽早对抑郁症患者进行干预治疗现已成为临床医学的重点课题。本文通过探索抑郁脑电的耦合特征,从而推断系统间信息流的方向和强度,为抑郁症患者的临床诊断提供新的方向。方法通过符号相位转移熵对抑郁症患者和健康人的脑电数据进行非线性分析。通过对抑郁脑电和健康人脑电对称脑区脑电信号的加窗处理,计算符号相位转移熵、符号转移熵值,并对所得数据进行t检验。最后分析实验结果,并和符号转移熵进行对比性分析。结果T7与T8导联上抑郁脑电的符号相位转移熵和健康脑电有显著差别(P<0.05)。因此,相比于符号转移熵,利用符号相位转移熵法进行实验分析所需的数据量更少、转移熵值更稳定、可更有效地识别抑郁脑电的耦合特征。结论在对左右对称脑区导联分析的情况下,符号相位转移熵比符号转移熵效果好,能够有效分析抑郁脑电的耦合特征,研究结果有助于抑郁脑电病理特征的研究。 展开更多
关键词 脑电图 抑郁症 符号相位转移熵 符号转移熵 符号化
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基于传递熵的复杂网络人体平衡特征分析 被引量:1
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作者 王哲远 罗志增 裘晟晨 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期159-166,共8页
为克服人体平衡能力医学评估方法中的主观性缺陷,提出一种基于相位同步数据筛选和传递熵脑网络特征的人体平衡能力评估算法;采集20名被试在本体觉与视觉分别被阻断的4种范式下共1 200 min的EEG平衡数据;基于人体平衡生理机制,利用相位... 为克服人体平衡能力医学评估方法中的主观性缺陷,提出一种基于相位同步数据筛选和传递熵脑网络特征的人体平衡能力评估算法;采集20名被试在本体觉与视觉分别被阻断的4种范式下共1 200 min的EEG平衡数据;基于人体平衡生理机制,利用相位同步特性计算每段数据间的锁相值,并按照调节指标筛选出有效数据段,经过数据筛选后得到859段有效数据,每段长度在50~2 000 ms。利用该数据构建基于传递熵的脑功能网络连接模型,并定义了一种能够同步反映人体平衡信息接收与运动感觉协同处理的特征系数。在同一批次的实验数据中进行10折交叉验证。结果发现,新特征的加入将4类范式的整体分类准确率提高到73.63%,高于其他脑功能网络特征(56.23%)和足底压力中心(COP)特征(67.90%)。根据同步性分析结果推断视觉系统在人体平衡调节中占据主要作用;人体平衡协调新特征的应用可使平衡分类结果准确性有效提高。 展开更多
关键词 平衡能力评估 脑电信号相位同步 传递熵 平衡调节协同系数
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Rényi相位传递熵及其在心电信号分析中的应用
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作者 方冲 康欢 +1 位作者 张小凤 张光斌 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期40-46,共7页
为更有效地检测异常心电信号,本文基于Rényi熵和相位传递熵的概念,提出了Rényi相位传递熵算法。应用四阶AR模型和Hénon映射,分析了Rényi相位传递熵对于不同信号的检测性能及熵参数对相位传递熵检测性能的影响,并将... 为更有效地检测异常心电信号,本文基于Rényi熵和相位传递熵的概念,提出了Rényi相位传递熵算法。应用四阶AR模型和Hénon映射,分析了Rényi相位传递熵对于不同信号的检测性能及熵参数对相位传递熵检测性能的影响,并将该算法应用于异常心电信号的分析。仿真研究结果表明,Rényi相位传递熵具有对数据长度的低敏感性,调节熵参数可以改善算法的检测性能。利用Rényi相位传递熵,可以有效地对正常人、心室纤颤病人和房颤病人心电信号的变化进行区分。 展开更多
关键词 Rényi相位传递熵 熵参数 心电信号
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