脑电数据处理

管理员
2021-05-31 21:58:09

脑电数据处理

管理员 2021-05-31 21:58:09 30 30

为提高服务水平,帮助科研人员更好的使用脑电图做研究,我们推出基于Python的脑电数据处理服务。如感兴趣或有需要,请关注微信公众号后留言,或联系010-64919061/64919062

具体脑电数据处理业务包括:

脑电数据预处理

脑电数据预处理包括通道定位,去除无用电极,滤波(高通滤波、低通滤波、带宽滤波、凹陷滤波),降采样,分段,基线矫正,使用独立主成分分析和信号空间投影进行伪迹矫正、伪迹去除,插值坏电极,去除极端值,重参考等。

各通道频谱图

独立主成分地形图

成分属性图

时域分析-ERP

为了便于分析脑电的事件相关电位,根据事件对原始脑电进行分段,得到Epoch类型数据。进一步按照不同事件类型将Epoch类型数据进行叠加平均,得到Evoked类型数据。最后对Evoked类型数据从多个角度进行统计分析和多重比较矫正(FEWFDR),即可得到不同事件下的脑电数据差异,从而得出实验结论。

Evoked 数据地形图

 

频域分析

对各被试、各通道、各分段的脑电信号做傅里叶变换,得到各个频率点上的能量(即功率频密度),将时域数据转换成频域数据,再做统计分析,并进行多重比较矫正(FWEFDR)。其中,统计分析方式有以下几种:

  1. 沿着频率点统计:选择感兴趣的空间区域(通道),沿着频率点进行统计检验。
  2. 沿着通道统计:选择感兴趣的频段,沿着通道进行统计检验。
  3. 提取特定通道、特定频段的能量数值,进行统计检验。

波段地形图

T值和P值图

P值地形图

 

时频分析

由于时域分析仅能体现幅值随时间的变化,缺少频段信息以及频域分析仅能查看频段能量的分布,并不能体现特定频段能量随时间的变化,并且仅适用于稳态数据分析,所以采用短时傅里叶变换或小波变换对各被试、各通道、各分段的数据做时频变换,得到各时频点的能量,再做统计分析,并进行多重比较矫正(FWEFDR)。

时频地形图

通道时频图

波段时频地形图

p值矩阵

功能连接分析

通过计算无向指标,如相关性(Pearson相关)、相干性(Coherence)、相位锁定值(Phase-Locking Value)、相位延迟指数(Phase lag indexPLI)等,构建对应的功能连接矩阵,绘制功能连接图并做统计分析和多重比较矫正(FWEFDR),得到统计分析结果。

相干矩阵

相干性圈状图

p值圈状图

溯源分析

一般而言,脑电图能采集和获得的是大脑外部的信息和数据,而不是直接提取的大脑内部信息。但大脑外部的信息有时并不一定能准确表现大脑内部的活动和功能,我们可能更加感兴趣的是它内在的结构和生理机制、内在的功能行为和连接状态,这时就需要对脑电数据进行溯源分析。

溯源分析的主要方法为通过头模型(head model),源空间(source model)以及电极坐标信息(channel positions)计算出前向解(forward solution),再利用前向解和反向算子计算出源信号,最后计算出脑区源信号进行统计分析。

源信号

p值图

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