去除癫痫脑电信号运动伪迹的变分模态分解-自适应熵阈值方法

作者：张力行; 张四聪^*; 徐光华; 李焕发; 吴永程

来源：西安交通大学学报, 2022, 56(01): 70-78.

• 癫痫
• 脑电信号
• 运动伪迹
• 变分模态分解
• 自适应熵阈值

针对癫痫发作前期脑电信号中含有运动伪迹影响癫痫预测的问题,提出一种变分模态分解-自适应熵阈值(VMD-AET)的运动伪迹去除方法。设计了实验室环境下8种模拟运动状态,分析不同运动状态下脑电信号的变化规律;利用VMD方法获得脑电信号各频带的变分模态分量,对分量进行能量熵求解和排序;采用不同的熵阈值进行运动状态下伪迹分量的去除,比较得到能量熵的最优阈值,得到不含运动伪迹的脑电信号;采用Matlab软件使用VMD-AET方法实现了脑电信号中运动伪迹的有效去除。实验结果表明:每种运动状态均能达到去伪迹效果,在跑步时伪迹去除率和信噪比提升最高;对癫痫病人发作前期脑电信号的伪迹去除率为5.54%,信噪比提升达到10.35 dB;与常用的独立成分分析和经验模式分解的阈值法进行对比,所提VMD-AET方法的伪迹去除率和信噪比提升了1.47%和3.36 dB,可满足对移动脑电运动干扰的预处理要求。

• 出版日期2022
• 单位西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室; 西安交通大学第一附属医院; 西安交通大学