排列模糊熵及其在腦電分析中的應(yīng)用.pdf

1、腦電是一種常用的腦部檢測(cè)方式。近年來(lái)的大量研究表明，人類大腦是一個(gè)高度復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，作為記錄大腦內(nèi)部活動(dòng)的腦電信號(hào)也呈現(xiàn)出高度的復(fù)雜性和非線性特性。熵，作為一種重要的非線性動(dòng)力學(xué)特征量，能夠刻畫(huà)系統(tǒng)所處狀態(tài)的無(wú)序性和混亂程度，已經(jīng)被廣泛地用于疾病、認(rèn)知任務(wù)等不同狀態(tài)腦電信號(hào)的定量分析中。其中，模糊熵作為近似熵和樣本熵的改進(jìn)，已經(jīng)得到研究者一定程度上的認(rèn)可，但是該指標(biāo)對(duì)噪聲的敏感性易受到指標(biāo)參數(shù)值大小的影響。然而，腦電信號(hào)采集中噪聲較

2、多，使得最終得到的信號(hào)信噪比很低，因此本文提出了一種排列模糊熵。該指標(biāo)通過(guò)在模糊熵的基礎(chǔ)上引入排序符號(hào)化思想對(duì)其進(jìn)行了改進(jìn)。隨后，通過(guò)對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)排列模糊熵的抗噪性能優(yōu)于傳統(tǒng)的排列熵和模糊熵。最后將三種熵指標(biāo)分別應(yīng)用到癲癇自動(dòng)檢測(cè)和精神分裂癥事件相關(guān)腦電位數(shù)據(jù)的分析中做了對(duì)比。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴首先針對(duì)模糊熵對(duì)噪聲敏感的問(wèn)題，提出了模糊熵的改進(jìn)指標(biāo)--排列模糊熵；隨后在仿真腦電數(shù)據(jù)上結(jié)合高斯白噪聲將排列模糊熵的抗噪能力同

3、模糊熵和排列熵進(jìn)行了比較。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，排列模糊熵的抗噪能力優(yōu)于模糊熵和排列熵,而且其抗噪能力不會(huì)因指標(biāo)參數(shù)設(shè)置的不同而低于模糊熵和排列熵。⑵將排列模糊熵、模糊熵和排列熵分別用于同一癲癇自動(dòng)檢測(cè)框架，對(duì)比了三種熵的癲癇檢測(cè)能力。癲癇自動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：排列模糊熵比模糊熵和排列熵更適用于癲癇檢測(cè)。⑶分別使用排列模糊熵、模糊熵和排列熵分析了信噪比更低的精神分裂癥的條件-測(cè)試刺激事件相關(guān)腦電位數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：排列模糊熵比模糊熵和排列