视觉诱发脑电的AR建模分析

1、视觉诱发脑电的AR建模分析(作者：邢东君 班级：2309102004)研究视觉空间选择性注意脑电中注意与非注意模型的差异，能够从模型中探 讨人对不同刺激或人关注的不同而产生的脑电信号的差异。本实验是对14位被 试者的注意与非注意脑电数据中的枕部位置建立AR模型，运用单因素方差分析 法计算是否有显著性，并绘制图形来比较模型差异。结果显示，注意和非注意的 枕部曲线的模型系数没有显著性的差异，证明了它们之间只有幅度的差异而没有 形状的差异。一、模型选取随机信号的建模最近在生物医学处理的应用相当普遍，在自发脑电、诱发脑 电、肌电、心电、胃电等方面都有人尝试应用模型法进行研究。应用较多的是 AR(自回归

2、模型Auto-Regression)模型，因为建立这种模型的计算工作比较容 易。根据Wold的证明：任何平稳的ARMA(自回归移动平均)模型或MA模型 均可用无限阶或阶数足够的AR模型去近似。二、数据的选取用MATLAB数学软件处理14位志愿者(都是在校健康的本科生)参与得到的 脑电实验数据。从数据中选择不同的时间段(90ms-120ms，120ms-150ms ；150ms-200ms，180ms-220ms)作为建模的数据。MATLAB 命令： x=ra/lu(146:161,60)； y=ra/lu(161:176,86);x=la/ru(161:176,60);y=la/ru(146:

3、161,86)； 二 x=ra/lu(176:201,60);y=ra/lu(191:211,86);x=la/ru(191:211,60);y=la/ru(176:201,86) 由于所选的时间段在有关的参考文献不同的方法绘制的图形中能够看到差异较 为显著，因此选此时间段作为本次设计的数据。三、建模建模和模型分析是设计的重点。脑电采样信号的提取通过建立AR模型能够 被辨别出来，脑电试验得到了 4种状态的数据，使用MATLAB对4种状态下的 数据(ra表示刺激在右边，注意右边;lu表示刺激在右边，注意在左边;la表示刺 激在左边，注意左边;ru表示刺激在左边，注意右边)建立3阶AR模型,得到此

4、 模型的系统函数H(Z)的系数A(a0,a1,a2,a3)，即预测的估计量。每一采样中， 预测系数a(x)从自适应AR模型中提取出来，每一调整计算出a(x)，也得到AR 模型的极点。其中H(Z)是分子为1的系统函数，它的系数与脑电信号有着相 关的联系。四、分类和比较将所有被试者的不同状态归类。（例如，将被试者A和B的ra：刺激在右边， 注意右边归入一类），因为选取了两个时间段，所以归类时要分别归类，得到的 是所有参与者的归类后的数据，即所有（ra,lu,la,ru）模型系数各为一个表。方差分 析是数理统计学中常用的数据处理方法之一，使工农业生产和科学研究中分析试 验数据的一种有效的工具，它可以

5、从数值上反映出要比较系统的差异。在本次设 计中也采用单因子差分anoval方法处理模型系数相同列的值A（例如ra和lu AR 模型系数的第2列）得到每组的P值（通过P值可以看出差异），此P值下，将 它们的每列值作为纵坐标绘制在同一图，将它们画在同一图中可以容易比较图形 的差异。五、图形分析在前面建立的模型中，得到了的系统函数H（Z），这些模型信息与脑电差异 有对应的关系，下面图形表示需要比较的两种状态的估计参数的比较图，第一列 表示/1，第二列表示a2,第三列表示a3。2468101214p= 0.717610121468p=0.6844-0.1 L02468101214p= 0.717610

6、121468p=0.6844-0.1 L0图1 60图1 60导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第2列比较图2 60导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第3列比较-1.3-1.3图3 60图3 60导刺激右边，注意右边与刺 激右边，注意左边第4列比较图4 60导 刺激左边，注意左边与 刺激左边，注意右边第2列比较图5 60导 刺激左边，注意左边与图6 60导 刺激左边，注意左边与刺激左边，注意右边第3列比较刺激左边，注意右边第4列比较图7 86图7 86导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第2列比较图8 86导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第3列比较-0.05 L

7、02468101214p= 0.9246241468p= 0.6328-0.05 L02468101214p= 0.9246241468p= 0.6328-1.4l012图9 86导 刺激右边，注意右边与刺 图10 86导 刺激左边，注意左边与 激右边，注意左边第4列比较刺激左边，注意右边第2列比较图11 86导刺激左边，注意左边与刺 激左边，注意右边第3列比较图12 86导刺激左边，注意左边与 刺激左边，注意右边第4列比较图13 60导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第2列比较图14 60导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第3列比较图15 60导刺激右边，注意右边与 刺激右边

8、，注意左边第4列比较图16 60导刺激左边，注意左边与 刺激左边，注意右边第2列比较图17 60导 刺激左边，注意左边与 刺激左边，注意右边第3列比较图18 60导刺激左边，注意左边与 刺激左边，注意右边第4列比较图19 86导刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第2列比较图20 86导 刺激右边，注意右边与 刺激右边，注意左边第3列比较.8-0.9-0.2,3zwgao图21 86导 刺激右边，注意右边与刺 图22 86导 刺激左边，注意左边与激右边，注意左边第4列比较刺激左边，注意右边第2列比较图23 86导 刺激左边，注意左边与图24 86导 刺激左边，注意左边与刺激左边，注意右边第3列比