文档介绍：东北大学
硕士学位论文
基于睡眠脑电信号的睡眠分期研究
姓名：徐春雨
申请学位级别：硕士
专业：生物医学工程
指导教师：李景宏
20061201
摘要基于睡眠脑电信号的睡眠分期研究域分析方法和分析睡眠脑电的功率谱、相干函数等为主的频域方法来区分睡眠的几俸近似熵复杂度和．丛佣人惴ǘ运吣缘缧蛄薪蟹制诖恚冉狭肆街指睡眠是人类常见而又重要一种生理现象，脑电图，是研究睡眠过程和评估睡眠质量的一个重要工具。早期的脑电图通过专家目测评价，睡眠分期几乎是睡眠研究中最为枯燥和繁重的工作。睡眠自动分期不但可以使人从繁重的工作中解脱出来，而且还能够减少人工分期的主观性，提高了工作效率，减少了误差。传统的睡眠脑电信号的分析方法主要是以分析睡眠脑电波形的几何性质为主的时阶段。实践表明，应用传统的分析方法分析睡眠各期的脑电活动，提取的信息量有限，难以满足临床上的要求。根据脑电信号的特征，本文中使用了非线性动力学的复杂性测度的方法处理睡眠脑电信号以达到睡眠分期的目的。在处理的过程中，分别使用了杂度算法的优缺点，并且将加窗的．丛佣人惴ǖ氖笛榻峁朊挥屑哟暗．丛佣人惴ǖ氖笛榻峁辛吮冉希笛榻峁砻鳎杭哟暗母丛有圆舛人法能够更好地将睡眠的不同阶段有效地区分开来。睡眠脑电序列经过复杂性测度算法后得到的是一个数据集，数据集中的每个数据代表了这段脑电序列所处于的睡眠阶段，本文中应用了神经元网络对这个数据集中的数据进行分类，将这些数据分别划分到各自所属的睡眠阶段。实验中，使用软件对网络进行了训练，实验结果中，得到了网络的收敛曲线，并得到了较高的识别率。实验证明使用网络对复杂度值进行分类是完全可行的。关键词：睡眠分期；睡眠脑电；非线性动力学；复杂性测度；神经元网络东北大学硕士学位论文一Ⅱ一
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学位论文作者签名：懒学位论文版权使用授权书独创性声明签字日期：么彩甀本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示诚挚的谢意。本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。缱髡吆偷际ν馔辖涣鳎朐谙路角┟悍裨蚴游2煌学位论文作者签名：导师签名：签字日期：
第一章绪论睡眠与脑研究方法概述睡眠是一种常见而又重要的生理现象。人的一生大约有三分之一的时间花费在睡好睡眠可以使人的体力和脑力得到恢复，同时还能恢复和维持正常的生理功能所必需睡眠的研究和人脑的研究有着密切的关系。人脑结构和功能相当复杂，人类依靠。大脑来调动身体各部分器官，从外部环境获取信息，并对事物做出反映。更复杂的是，人脑不仅能够存储大量信息，而且能够对各种信息进行综合、比较，进行逻辑思维，产生科学的思想。由于人脑结构的复杂性、神经联系的丰富性，决定了人脑研究是一个相当复杂的课题，它涉及到很多学科的领域包括神经电生理学、生理解剖学，神经化学、生物物理、生物化学、信号处理、智能技术、临床医学、心理学等。随着生命科学的迅速发展，大脑活动规律的研究也得到了迅速的发展，目前人脑研究的方法也有很多，总的来说，脑研究的方法大致可以分为三类：阅宰橹馄屎蜕窬缟砦;〉姆椒ǎ庵址椒ㄍü碳てげ愕哪骋磺域或去掉皮层的某一部分来观察肌体的运动以识别出新的感觉或语言能力的相应改变来对大脑皮层进行功能定位。物质基础进行研究，这也是生理学、神经化学、生物物理和生物化学等学科都很关心东北大学硕士学位论文眠上。对于正常人来说，睡眠与觉醒是交替进行的，大部分人生活的基本规律是白天觉醒、夜间睡觉，这个规律被称为小时“睡眠一觉醒”周期。当人们感到睡意时，不仅仅是因为疲劳和睡眠不足，也是达到这个周期的睡眠阶段的必然反映。在睡眠期间，大脑可以重新组织新的学忆和存储处理，还可以对己存储的记忆信息进行不断刷新，以便长期保留。由于睡眠期间大脑的处理工作，使人在充足的睡眠之后，感觉精力充沛、反应敏捷，具有较高的工作效率。适度、良的能量的存储，是维持人体健康的基础。另外，睡眠还使觉醒时神经网络系统消耗的神经递质含量得到恢复。所以，睡眠期大脑的正常生理活动对于人的学忆和脑力的恢复具有重要的意义。因此，目前有关睡眠的研究，在神经生理学、生理心理学以％及临床医学等领域已受到广泛的关