事件相关电位P300（共4篇）
事件相关电位P300 篇1
摘要：本论文中以实验为基础来研究P300, 实验采用诱发P300的经典实验模式——Oddball模式, 通过视觉刺激诱发得到P300波形。ERP数据的分析以时域的数据统计分析为主, 从中提取了ERP信号中P300成分的两个特征参量——幅值和潜伏期, 并对不同刺激序列诱发产生的P300、不同被试或同一被试在不同导联处的P300的特征参量进行分析对比。发现随着刺激序列难度的增加, P300的潜伏期延长;P300的幅值在大脑顶区达到最大值, 并通过ERP的电压地形图分析对上述结果进行对比印证。
关键词：P300,ERP,潜伏期,幅值
当代科学技术的进步使人类对外在世界的认识已相当深刻。但是人类对自身的认识却十分肤浅, 对许多常见疾病缺乏根治方法, 在某些常见致命疾病面前束手无策。20世纪50年代末, 随着计算机在生物、医学等领域的应用, 特别是基于EEG分析而产生了事件相关电位 (event-related potentials, 简称ERP) 的方法, 才使脑电波与认知心理因素关系的研究重新焕发了生机, 像雨后春笋般迅速发展起来。
1 P300基本概念和研究意义
1.1 ERP的基本概念及研究
ERP:事件相关电位 (eventrelated potentials) 。
狭义定义:凡是外加一种特定的刺激, 作用于感觉系统或脑的某一部位, 在给予刺激或撤消刺激时, 在脑区所引起的电位变化。一般ERP仅指该狭义定义。
广义定义:凡是外加一种特定的刺激作用于机体, 在给予刺激或撤消刺激时, 在神经系统任何部位引起的电位变化。
Vaughau于1969年首先提出事件相关电位 (ERP) 的概念, 为一个与实际刺激或预期刺激有固定时间关系的脑反应变化。事件相关电位是指与刺激的种类无关, 而与刺激的认知、期待和判断相关联的一组电位成分。目前研究最为广泛的是P 3 0 0和N400, P300是一种与脑高级功能有关的长潜伏期电位, 它在进行脑损伤用力的定位诊断和大脑某些高级功能的研究中有重要意义。
1.2 P300的概念
P300系Sutton等1965年所发现。P300即为晚成分的第三个正波P3, 由于当初发现的P3是在300ms左右出现的正波, 故称之为P300。P是英文“正波” (positivity) 的简写, 300则是潜伏期约为300毫秒之意。后来随着与P300类似的成分的不断被发现, P300形成了一个含有多个子成分的家族。这个家族称为后正复合体 (late positive complex) 。不过有时也将P300或P3作为这个家族的总称使用, 而最初发现的经典的P300此时称为P3b。然而, 在一般情况下, 如果不加说明, 所谓P300或P3仍然是指最初发现的经典的P300单个波。 (经典的P300波形如图1所示。) 1.3 P300的研究意义及其应用
研究发现, P300可以从注意, 记忆, 大脑功能成熟性的各个方面对脑的高级功能做出评价。在临床上人们发现很多伴有认知功能损害的疾病都伴有P300潜伏期、波幅的改变, P300多应用于对于脑损伤或病变引起的多种疾病的判断, 早期诊断及一些辅助治疗。目前研究的较多的是用P300的改变研究痴呆方面疾病。近年来对痴呆的事件相关电位研究有新进展。
2 由视觉刺激引出的P300的ERP实验设计
2.1 确定本次实验的模式
我们采用诱发P300的经典实验模式——Oddball模式, 该实验模式是指采用两种或多种不同刺激持续随机交替出现, 它们出现的概率显著不同, 经常出现的刺激称为大概率或标准刺激, 偶尔出现的称为小概率或偏差刺激。令被试对偏差刺激进行反应, 因此该偏差刺激称为靶刺激或目标刺激。
2.2 编制实验所需的刺激序列
包括刺激方式、刺激类型、刺激呈现时间、刺激、间隔、刺激总次数、刺激序列的随机出现、刺激概率等。
2.3 被试的选择
我们选择的被试为20多岁的年轻人, 都为男性。在同一个年龄阶段, 他们的教育背景大致相当。这样做的目的是为了我们日后分析试验样例时有可比性。
3 ERP实验结果的基本分析
(1) 我们对实验数据进行了最基本的统计学分析, 并与以前人们做过的类似试验的相关结论进行了对比。以下是实验得到的一些结果。
(1) 对ERP实验的数据进行处理, 最终我们的到的ERP波形可以很容易看出, P300波形图, 这说明我们实验是成功的。得到的P300波形图见图2所示。
(2) 整体来说, 大多数被试得到的P300波形的幅值在顶后部处最大, 幅值其次大的则没有显著规律。 (具体数据见统计表1。)
(3) 我们同时做了以红绿圆为刺激图形和以正倒三角形为刺激图形的ERP实验, 结果发现对同一被试来说, 以红绿圆为刺激图形所得到的P300潜伏期要比以正倒三角形为刺激图形所得到的P300潜伏期短。 (具体波形见图3。)
(4) 对于所有的被试, 以红绿圆为刺激图形的ERP实验所得到的P300波形在Pz电极处的平均波幅为13.977μV, 潜伏期为337ms;以正倒三角形为刺激图形的ERP实验所得到的P300波形在Pz电极处的平均波幅为13.201μV, 平均潜伏期为386.2ms。 (统计数据见表2。)
(5) 我们对所做的以红绿圆为刺激图形的EP实验同样的做叠加处理, 最后所的波形在300ms左右出现一个小波峰, 这可能是由于撤反映引起的。 (具体波形见图4所示。)
(6) 观察每个被试的以不同图形为刺激得到的P300波形, 对于同一被试, 不同导联的P300潜伏期是有差别的, 但这种差别不是很大。 (具体差别见表1和表2。)
(7) 在对ERP实验中的非靶刺激做叠加处理后, 发现叠加后的波形也会在300ms左右产生一个比靶刺激所产生P300波形的幅值小得多的波峰。所以说明非靶刺激也可以产生P300, 只是波幅要小很多。 (如图5。)
(2) 脑电地形图分析。
地形图是地理学中的概念, 是一种可以表达方位与高度的平面或三维地理图形, 既能反映一个地区的地理位置, 又能反映其地形地貌。地形图通常以统一的标准颜色表达各地区的海拔高度。将地理地形图的信息表达方式引入到脑电图学, 便形成了脑电地形图 (BEAM, Brain electrical activity mapping) 。
ERP研究中呈现的大多是电压地形图, 如图6所示, 该图为图形识别P300成分的电压地形图。其中图6 (b) 为图6 (a) 中P300波形在峰顶时刻385ms时的大脑电压分布图, 从图中可以看出该成分以顶区分布特征。
4 实验分析
我们已经得出一些结果, 在这里我们将对这些结果进行统计分析, 并对统计分析和脑电地形图这两种不同的分析方法作分析对比。
(1) 统计分析结果显示P300波幅在Pz处最大, 这一点与以前人们做实验得结论一致。
(2) 随着试验难度增加, P300潜伏期延长, 波幅下降, 潜伏期的延长显著且稳定, 提示P300潜伏期代表了反应速度, 而波幅反映了心理负荷量。
(3) 我们对所做的以红绿圆为刺激图形的EP实验得到的数据同样做叠加处理, 也会再300ms左右产生, 在将来的研究中, 将会继续关注这方面的研究进展, 对这一小波峰作进一步的确认。
事件相关电位P300 篇2
2011年6月-2012年12月收治早期血管性痴呆的脑梗死患者50例, 均符合纳入标准, 男28例, 女22例, 平均年龄 (61.52±4.56) 岁。
入组标准: (1) 所有病例均符合脑血管病的诊断标准, 并经头颅MRI或者头颅CT证实。 (2) 发病时间<3个月。 (3) 符合血管性痴呆的诊断标准。 (4) Hachinski缺血评分>7分。 (5) 早期血管性痴呆的判定:精神状态检查表 (MMSE) 评分<26分;临床痴呆评定 (CDR) =1.0;日常生活能力评定>16分。 (6) 患者家属同意并签署知情同意书。 (7) 文化程度是初中到大学范围。
排除标准: (1) 阿尔茨海默病 (AD) 或者其他神经系统疾病所导致的痴呆。 (2) 意识障碍。 (3) 不能配合检查者。
治疗方法:所有血管性痴呆患者给予尼膜同片30 mg/次, 3次/d;银杏叶胶囊0.12 g/次, 3次/d;吡拉西坦片0.8 g/次, 3次/d;阿斯匹林肠溶片100 mg/d、阿托伐他汀钙片20 mg/次, 晚上服用。以上药物均口服半年。
P300检查方法:受试者坐在安静的检查房内, 在检查过程中避免吞咽等动作。记录电极放在前额正中发际前方 (Cz) , 前额接地线 (FPz) 。参考电极分别置于两侧耳后 (A1、A2) , 分别为Fz、Pz, 进行听觉刺激检查。通过耳机给予900 Hz的低频纯音及2 000 Hz的高频纯音刺激, 强度75 d B。受试者应该注意两种刺激中的小概率刺激, 要求受试者能够分辨这两种不同频率刺激的声响, 在靶刺激出现时, 默记次数。我们要观察的是事件相关电位P300各成分的波形、潜伏期 (ms) 和波幅 (μv) 。
认知功能评定:应用简易智能精神状态量表 (MMSE) 初步筛查有无认知功能障碍, MMSE<26分为异常;用临床痴呆评定 (CDR) 进行痴呆筛选, CDR=0为健康, CDR=0.5为可疑痴呆, CDR=1.0为轻度痴呆, CDR=2.0为中度痴呆, CDR=3.0为中度痴呆。使用日常生活能力量表 (ADL) 评定受试者的日常生活能力, 评定的结果总分≤16分为完全正常, 总分>16分为不同程度的功能下降, 总分≥22分提示明显功能障碍。
统计学方法:SPSS 17.0统计软件, 计量资料的比较采用t检验, P<0.05表示差异有统计学意义。
结果
治疗前血管性痴呆患者P300波形分化欠佳, 波形欠规则, P300潜伏期延长, 波幅降低。所有患者治疗半年后复查事件相关电位P300, P300波形分化较治疗前规则, 潜伏期缩短, 波幅升高, 见表1。
讨论
最近, WHO对全球各地区1980-2009年间的147个人群进行了痴呆患病率研究, 做了一项Meta分析, 根据各项患病率研究的结果, 经过泊松随机效应模型的分析, 估计全球各地区年龄≥60岁痴呆的患病率为4.19%~8.48%[1]。而急性脑血管病所致的血管性痴呆是继阿尔茨海默病后发病率居第2位的痴呆。其主要的临床表现为认知功能障碍和相应的神经功能障碍, 患者在发生血管性痴呆前表现为血管性认知障碍, 如果能在病变的早期发现认知功能障碍, 将有助于血管性痴呆的早期诊断及早期干预。因此, 在临床上急需找到诊断、评价和反映治疗效果的检查和客观的指标。
近年来的研究表明头颅核磁共振、脑电图、单光子发射断层扫描等有助于血管性痴呆的早期诊断[2,3]。事件相关电位是最常用的一种检测高级神经电活动的基本方法。其主要成分包括外源性成分, 如P1、N1、P2和内源性成分N2、P3。P300反映的是大脑对刺激进行识别和编码后形成新的信息并储存的过程, 可以作为认知功能障碍性疾病诊断、评估病程、疗效及预后的重要指标[4]。以往的研究也表明事件相关电位能够客观、敏感地评价认知功能障碍, P300潜伏期反映了患者认知功能障碍的严重程度[5]。目前血管性痴呆的治疗主要包括防治卒中、改善认知功能和控制行为和精神症状。在本研究中, 痴呆患者均给予尼膜同、银杏叶制剂、脑复康、阿司匹林等治疗, 治疗半年后复查事件相关电位。研究结果表明, 经过治疗血管性痴呆患者P3波形分化与半年前比较有所好转, P3潜伏期较前缩短, 波幅较前增高, 治疗前后相比较, P<0.05, 差异具有统计学意义, 提示事件相关电位对于血管性痴呆早期干预治疗的疗效观察等具有重要的应用价值, 为临床医生提供了一种判断血管性痴呆早期治疗效果的客观、灵敏、特异性较强的电生理检查方法。
参考文献
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P300电位的临床应用进展 篇3
1 概述
Sutton1965年开始事件相关电位 (Event-raleted potential) 的研究, 他通过人脑对某客体认知加工处理 (如注意、记忆、思维等) 时, 在头颅表面记录到平均叠加电位, 进而反映认知过程中大脑皮层神经电生理活动的改变, 对认知领域的电生理研究有了开创性的意义。
事件相关电 (ERP) 是由易受物理刺激特性影响的“外源性成分”和不受刺激物理特性影响的“内源性成分”组成, 其N1、P2属外源性成分, 作为评价受试对象注意力和合作程度的可靠指标[1], N2、P3属内源性成分, 是受试者对刺激信息进行加工的客观反应, N2、P3波潜伏期提示大脑在识别刺激中对事件进行编码、分类、识别的速度, 能客观的反映大脑认知功能和判断功能等高级思维活动, 而P3波幅代表受试对象对信息的感受能力和资源投入的多少[2,3,4]。
2 P300的应用进展
P300电位反映了脑的功能状态, 主要作用是对患者认知功能的判断。认知是大脑对个体对感觉信号接收、转换、合成、编码、储存、重建等一个复杂的心理过程, P300作为电位生理学研究认知功能的方法, P300电位作为神经电生理学判断大脑高级功能的方法, 是认知功能研究的一项客观、敏感和特异性强客观指标, 有着广泛的应用前景。
2.1 痴呆
P300作为客观判断患者智能障碍、确诊相关疾病的依据是影像学检查不能替代的。近年来很多学者及临床工作人员相继报告了应用P300检测各种疾患 (脑血管意外、颅脑损伤、脑肿瘤、代谢性脑病) 造成大脑皮层程度不同部位的损伤, 导致神经细胞脱失、液化坏死、萎缩, 进而导致认知功能下降 (其中额颞叶、边缘叶损害时明显) , P300的应用为其预后及治疗评估提供了重要依据。痴呆是大脑皮层高级功能全面损害的严重智能障碍, P300则表现为潜时延长, 波幅下降, 故P300对痴呆的鉴别、疗效判断和预后方面均具有较大的意义。李长彬等对36例低智儿童进行P300电位的检查, 同时检查脑电图, 发现12例 (66%) 的儿童脑电图无改变, 而21例 (78%) 的P300却出现了潜时延长及波幅降低, 说明P300敏感性优于脑电图;赵宗彦在P300用于学生智力的研究中发现:成绩优异与较差的学生比较, P300潜伏期明显短, 波幅均较高, 故认为P300检查是一种可以帮助判断和指导学生的智力检查方法。
2.2 心理学
(1) 焦虑:进一步相互证实了焦虑患者存在认知功能损害, 特别是注意力方面的损害比较突出, EEG和P300两顶指标有较高的敏感性和一致性, 可作为综合评估焦虑症患者认知功能损害的客观指标[5]。 (2) 精分诊断:EM和P300电位可为精神分裂症患者的诊断提供客观依据, 可作为精神分裂症患儿的诊断指标之一[6]。 (3) 躯体化障碍:躯体化障碍是一种慢性而严重的神经症, 患者常表现为不能完全用躯体疾病解释的反复发作的躯体不适性以及神经系统的症状, .但却没有可证实的相应器质性病变基础, 临床疗效往往不好。已有研究表明, 躯体化障碍患者一定的人格特征 (如明显的依赖性和不能承受挫折) , 患者的知觉认知方式敏感或扩大, 可能是其重要的发病基础, P300电位可以对其认知进行判断[7]。 (4) 抑郁及抑郁患者自杀风险评估:中国张慧杰等的研究表明抑郁障碍患者疾病的病因、发病机制、临床症状谱不同, 但与健康对照者相比, 他们的认知功能的损害是相同的。有研究报告:存在自杀风险的抑郁患者, 大脑细胞的感受能力下降, 认知资源整合分配、投入程度降低, 并且有自杀风险的抑郁患者认知损害比无自杀观念的患者更为明显, 同时认知的损害、高级思维活动受限, 可能进一步影响患者的情绪反应[8], 加重负性情绪, 出现自杀观念及行为。国外研究也有类似结论[9,10]。P300可为研究抑郁的不同生理心理机制提供帮助。 (5) 边缘性人格障碍:边缘性人格障碍, 是一种介于神经症和精神病之间的心理障碍, 表现是多样性的、跳跃性的和不稳定的, 常容易伤害自己及他人。有人将P300用于检查边缘性人格障碍, 发现该类患者存在着多方面信息加工障碍, 出现ERP各波分化差, P300明显存在潜伏期的延长和波幅的降低, 提示伴有认知障碍, P300可用来评估其恢复和预后[11]。
2.3 颅脑外伤
颅脑外伤可因为不同程度部位的脑组织损伤, 导致认知功能下降, 有研究证实颅外伤的严重程度与患者认知功能损害有相关性。脑组织损伤诱发的内源性精神障碍:精神分裂症、情感障碍病等, 也常伴认知功能下降, 临床上易被忽略或诊断为精神因素所致, 如能应用P300对颅脑外伤患者后期认知状况进行评价、可侧面反映颅脑损伤的程度和预后[12]。
2.4 毒品依赖
海洛因依赖患者存在一定的焦虑、抑郁等负性依赖情绪, 负性情绪与认知功能密切相关, 研究人员利用P300发现海洛因依赖患者存在认知功能损害的特征, 而认知功能障碍是心理障碍评价中的一个重要指标[13]。
2.5 昏迷患者P300电位的改变
在浅昏迷期, 大脑仍有和深睡期相类似的事件相关电位产生, 此结果对评估非醒觉状态的脑认知功能受损程度及预后, 有重要的临床意义[14]。
2.6 急性一氧化碳中毒后迟发性脑病
P300电位作为一项被量化的电生理学检查手段, 先于CT、MRI检查出阳性结果, 因而对急性一氧化碳中毒后迟发性脑病的早期诊断及判定疗效有一定意义[15]。
2.7 司法鉴定责中任能力鉴定
穆俊林等通过对精神分裂症患者责任能力P300电位的关系研究表明:认知功能下降是导致精神分裂症其丧失辨认或控制自己的行为能力的直接因素, 也是精神分裂症的一个突出特点。具有显著神经质和精神质人格的精神分裂症患者, 电位成分中N2及P3潜伏期较正常组明显延长, P3波幅降低, 更易发生认知障碍, 造成冲动、不考虑后果, 进而酿成凶杀案件等不良后果。对精神分裂症患者进行细致的人格分析及P300电位测定, 证实此类患者是否存在认知功能损害的特征, 可以认为判定精神分裂症患者有无司法鉴定责任能力有着重要的价值[16]。
2.8 药物改善认知功能后评估
P300用于药物改善认知功能后评估的研究:如阿立哌唑治疗精神分裂症、长春西汀对尿毒症血液透析患者认知功能的评估[17,18]。
3 总结
事件相关电位P300 篇4
随着目标所处环境复杂性日益增加, 以及目标主动隐身与反探测能力的提高, 现有的计算机目标检测识别方法 (模板匹配、最近邻和决策树等) 遇到较多技术瓶颈, 亟待寻求新的目标探测方法。
人类长期进化的大脑对运动或者敏感目标, 会诱发出一些特殊的神经信息, 这些神经信息可通过脑电信号 (EEG) 来反映, 其中最重要的是P300事件相关电位。P300是一种内源性的与认知功能相关的特殊诱发电位, 通过检测脑电信号中的P300电位, 可以快速实现对目标的探测分选, 进而实现分类识别。
近些年来, 脑-机接口 (brain-computer interace, BCI) 技术的研究在国际上引起了广泛的关注并获得了快速的研究进展。通过利用EEG等来实现人机交互, 是一种新型的人机接口方式。BCI技术在助残、康复、辅助控制、神经机器人、特殊环境条件下的军事应用等领域有着广泛的应用前景[1]。利用人类的脑电波结合先进的认知处理算法, 充分利用人的智能和现有机器的智能结合提高对目标的探测概率。
1 P300电位的形成及特点
人类在长期进化过程中形成的EEG中的事件相关P300电位是一种内源性事件相关电位 (event related potentials, ERP) , 一般出现在刺激发生后300ms左右, 具有时域波形特征, 通常采用Oddball范式诱发。所谓Oddball范式, 是指在标准刺激 (大概率刺激) 的序列中, 偏差刺激或靶刺激 (小概率刺激) 诱发的ERP。偏差刺激或靶刺激出现的概率越小, 诱发的P300振幅越大[2]。自1965年Sutton等人发现P300电位以来, P300电位一直是ERP研究的重要内容, 也是脑科学研究的重要途径之一。Farewell和Donchin等最早将P300作为控制信号应用于BCI[3], 他们设计了基于P300的虚拟打字机, 这样可以使瘫患者通过拼写单词实现与外界交流[4]。此后基于P300的BCI研究大都建立在Farwell等的工作基础之上。例如Hoffman等[5]将呈现的矩阵改为6张生活图片, 同样通过闪烁摸一张图片来诱发P300, 6张图片包含开灯、开窗和看电视等内容。结果发现这一系统能满足患者的某些活动需要。Perez-marcos等[6]用P300电位控制机器人, 是机器人能够实时地写出受试者所注视的字符。
P300电位的波形特点是位于刺激点后约300ms出现一个正向的峰值电位, 其波形如图1所示。
事件相关电位 (ERP) 是大脑对某种事件进行信息加工时诱发产生的一系列电活动, 其中P300是一种内源性的时间相关电位, 与大脑注意力有关, 是对发生概率相对较小的外界事件或刺激的反应。P300一般出现在刺激发生后300ms左右, 它也因此而得名。
P300是一种内源性的与认知功能相关的特殊诱发电位 (Sutbn等人1965年发现) , 主要与心理因素相关。P300即为晚成分的第3个正波, 也称为P3。经典的P300可在Oddball实验范式下出现。该范式是指当对同一感觉通路的一系列刺激由两种刺激组成时, 一种刺激出现的概率很大, 如85%, 通称为标准刺激或背景刺激;另一种刺激出现的概率很小, 如15%, 称为敏感刺激或偏差刺激。由于两种刺激出现的顺序随机, 所以, 对受试者来说偏差刺激具有偶然性。当要求受试者发现偏差刺激后尽快按键或记忆其数目时, 此时偏差刺激也称为靶刺激。在偏差刺激后约300ms就可观察到P300。
P300的测量指标和其他一般诱发电位一样, 主要为潜伏期和波幅。P300的头皮分布广泛, 相对集中在中线部位 (Fz, Cz, Pz, Oz) , 如图2所示。其波幅在顶后部 (Pz) 最大, 中央顶部 (Cz) 次之, 主要特点是具有稳定的时间窗, 对特征识别敏感等, 成分较大易于测量。
综上所述, P300电位的优势特点如下:
(1) P300是完全可以通过视觉刺激诱发的, 所以可以用于目标探测;
(2) P300是与注意相关的信号, 对于新异性目标的出现有较强的反应幅度。而且新异性越强幅度越高, 有利于模式识别算法对信号的处理。能够很好的保证识别准确率和识别时间。
(3) P300由于信号幅度较大, 可以避免传统ERP数据处理过程中大量的叠加平均。只需要少次叠加, 甚至单次即可实现对P300信号可靠稳定的提取。
基于P300电位的特点, 我们设计了P300电位的目标探测系统进行目标的快速精准探测, 使用该系统可以很好地提高目标探测的准确率和降低虚警率。
2 基于P300电位的目标探测系统设计
2.1 系统构成
基于P300电位的目标探测系统主要由八个互相通信的主要模块构成。每个功能模块通过一些可选的过程和算法完成一部分相对独立的工作, 系统的硬件架构组成模块及关系如图3所示。
2.2 实验系统搭建
实验系统搭建的示意图如图4。
2.3 系统工作流程
系统通过图像采集与处理分析模块为BCI系统提供足以诱发出P300的图像序列 (如图5所示) , 然后每次图像出现在显示器上时, 都会将该图像所对应的EEG信号打一个时间开始标签。在模式识别时, 对标签后250ms~350ms的一段数据利用训练好的SVM (支持向量机, Support Vector Machine) [7,8,9,10]进行识别。对分类识别出的P300信号, 依据时间关系, 反推追溯出引起该P300的图像, 从而达到对特定目标探测的功能。
2.4 EEG信号处理
在EEG脑电信号采集过程中, 极易受到各种伪迹噪声的干扰, 因此在预处理模块中, 要对脑电数据进行滤波, 一方面是为了去除脑电中存在的大量噪声, 另一方面可以提取重要成分进行后续处理。这里我们采用空间变换方法[11], 去除各种伪迹干扰。
在特征提取模块中, 小波和时频谱分析[12]、相干平均、小波包分解分析、Hilbert-Huang变换、公共空间模式 (CSP) [13,14,15]方法被用于提取预处理后的EEG信号特征;最后, 在模式分类模块中, 一个SVM被训练来分类从每段EEG中提取出的特征向量。
3 目标探测系统实验测试
本实验具体过程分为训练和测试。训练过程用来得到一个分类效果较好的分类器。测试过程, 也就是对目标识别探测的过程。
实验设置:基于Oddball范式, 标准刺激为缓慢变化的沙漠背景图像和海洋图像 (如图6所示) , 偏差刺激为沙漠或海洋背景中出现飞机、坦克、军舰等图像, 刺激过程中每幅图像呈现的时间为600ms, 且偏差图像出现的概率为16.7%, P300成分采用在线单次提取方法获取, 原始信号波形图和主要特征如图7和图8所示, 其中训练时采用十五导联 (采集受试者大脑的顶部、枕部) 数据, 横坐标为样本点数目, 纵坐标为EEG信号的幅度 (μV) 。
(其中红线表示偏差刺激特征图;蓝线表示标准刺激特征图;绿色条表示偏差刺激与标准刺激的t显著性检验量.)
在这里, 我们以目标探测率和虚警率作为衡量系统的两个标准, 这里虚警包括误警和漏警。实验选取了6名年龄25~29岁的健康男性受试者。在安静, 光照略低的室内环境中进行。首先要对受试者进行训练。实验测试结果如表1所示, 每个测试者的测试结果为多次测试, 取平均值作为最终结果。
4 结论