基于脑电信号Hilbert-Huang变换睡眠分期研究.pdf

第加卷 第6期 航天医学与医学工程 Vo1.20 刊。.6 2佣7年 [2 月 5例加eM动ci朋M汕翻En颐n民d昭 D吧c.2以刀 基于脑电信号Hilbert-Huang变换的睡眠分期研究 ‘ 李 谷，，范影乐，，李 轶1.2，庞 全 ‘ (1.杭州电子科技大学生物医学工程及仪器研究所，浙江杭州310018;2.浙江大学生物医学工程及仪器学院，浙江杭州 31洲〔】27) 摘要:目的研究基于脑电信号HIlbe序日uang变换的睡眠自动分期方法。方法对睡眠脑电信号进行 HIlbert一日uang变换，求出具有物理意义的瞬时频率，并得到脑电信号在频率上的能量分布.作为睡眠脑 电信号各个时期的特征，最终利用最近郁模式分类方法对睡眠各阶段进行分期决策。结果通过对5印 个睡眠脑电信号样本进行分期，平均正确率达到81.7%。结论经HIlbert一Huang变换得到的睡眠脑电 信号特征，勺以作为睡眠分期的有效分类依据。 关键词:Hilbe序Huang变换;脑电信号;睡眠分期;固有模态函数 中图分类号:R318.04 文献标识码:A 文章编号:1002一837(20(]7)06笼料58」巧 Au勿跳口公5扮印5“嚼‘曰汤扮‘浏勿月刀。“donH派肠e材.衬如ng l》粗nsfo，及介功刀dofEEG.UGu，A「N Ying一(e，LIYI，PANG0uan.SPaceMedicineMedicaIEngineering，2(X)7，20(6):458一463 AbstraCt :0讨伙6veTOPresentanewaPPlicationofHilbert一Huangtransformmeth浏forautomatic sleePstageclassification.Mcth0dslnstantaneousfrequenciesofsleePEEGwithPhysica}meaning andenergy一frequenCYdlstributionusedasfeatue「ParametersforeachstagewerecomPutedwlth theHIb{ert一Huangtransform.Finally，PatternrecOgnJtionmethodofnearestneighborswasaPPIied tooPtimalclasslfication.R翻IlltsFivehundredandsixty samPIeswerePlckedfromsleePEEG，and c}assificationwasmade.Themeanrateofaccuracywasashlghas8l.7%.Concl喊onAutomatic 5}eePstageclasslficationcanbemadeeffectlve1yfromfeaturesofsleePEEGby HIlbe庄Huang transform. K叮卿rds:Hllbert一Huangtransform;EEG;sleePstageclassiflcation;intrinsjcmodefunction Address repri川requeOtsto:LIGu.BiomedicalEnglneeringInstrumentlnstitute，HangzhouDlanZi Univeosity，HangzhouZhe1iang3l0()l8，China 睡眠作为一种复杂的生理过程，是机体复原、 满足平稳性的假设，因此Walsh谱分析方法在分 整合和巩固的重要环节。目前国际上普遍使用 析脑电信号的应用中具有不可避免的局限性。近 RK睡眠EEG(electroencePhalogram)分期规 期有人用小波来研究睡眠脑电信号川，小波是傅 则，根据睡眠时脑电信号的表现，将睡眠分为:觉 立叶分析的发展，是一种多尺度的信号分析方法， 醒期、非快速眼动睡眠期(non一rapidevemoVe- 具有良好的时频局部化特性，非常适合分析非平 ment，NREM)和快速眼动睡眠期(r