利用BRIR提取脑电信号基本节律特征及其虚拟仪器系统

　　自有脑电图(EEG)以来，关于脑的不同类型的节律以及它们与不同病理和功能之间的关系一直就是研究者所关心的问题.脑部电活动根据不同脑部的状态、功能或病理被分成了不同的频带川:

　　(1)占节律(0.5一3.5Hz).深度睡眠阶段的特征，具有某些特定形态、位置和节奏性的占活动与不同的病理有关;

　　(2)夕节律(3.5一7.5Hz).它们在睡眠期间加强，在婴幼儿和儿童的脑电活动中扮演了重要角色.在清醒的成年人中，高的夕节律被认为是异常的，并且与不同的脑部活动紊乱有关;

　　(3)a节律(7.5一12.5Hz).在放松和精神不紧张的情况下，他们在正常成年人清醒期间自然出现.在眼睛闭合时看得最清楚，通常在枕区位置(Occip-italloeations)最显著;

　　(4)尽节律(l2.5~30.5Hz).以中央区和额区最为明显，与a波相比较，它们具有较低的幅值，在紧张和焦虑的时候频率有所加强.一般分为两(12.5~18Hz)和月:(18一30Hz)两种电活动.

　　不同年龄的病人以及不同的情况下有不同的脑电节律一般有一个优势频率，即在记录中最为突出和明显的节律—“背景节律”.如在清醒时的背景节律:婴儿4~SHz份和0波);儿童5一SHz叨波);成年人8~10Hz(a波).而在睡眠时的背景节律:浅睡时5一6Hz(0波);深睡时2~3Hz(6波).可以认为背景节律是中枢神经系统兴奋性的总体指标.其频率随年龄增大(至成年期)而加快，睡眠时，尤其是深睡时减慢.浅睡时月波也会以14Hz的纺锤波出现.在脑电检查中，正常节律的抑制也可能是异常的.

　　但是，在目前的脑电检查临床诊断中，脑电图医生还是靠目测和简单的时域分析方法来判断某一背景节律是否处于抑制，这必然会带来一定的误差，且很不直观‘因此，作者在研究“虚拟式脑电记录分析仪”的过程中，从临床应用的角度出发，根据脑部电活动的节律划分，引人了频带相对强度比(BandRelativeIntensityRatio，BRIR)的概念，利用时频分析原理对脑电信号进行时频分析，可以获得某一时刻各个基本节律的相对强度，从而为脑电图医生临床诊断提供了一种直观、较好的辅助分析工具

　　1时频分析原理

　　脑电信号是一种时变的非平稳信号，不同时刻有不同的频率成分，而单纯的时、频分析方法通过傅氏变换联系起来，它们的截然分开是以信号的频率时不变特性或统计特性平稳为前提的.但由于时域和频域分辨率的不确定性原理，不可能在时域和频域同时获得较高的分辨率.而且，在EEG中有许多病变都是以瞬态形式表现的，只有把时间和频率结合起来进行处理才能取得更好的结果.信号的时频表示法为脑电信号处理提供了非常好的前景.目前，Gabor变换、小波变换和小波包变换在脑电信号的分析与处理中都获得了广泛的应用.