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基于AVMD的非线性经颅电刺激伪迹去除方法
文献摘要：
经颅交流电刺激(transcranial alternating current stimulation,tACS)是一种应用广泛的无创脑刺激方法.由于非线性tACS伪迹的干扰,很难直接获取刺激时神经电活动的真实情况.为此,提出一种自适应变分模式分解(adaptive variational mode decomposition,AVMD)方法用于去除非线性tACS伪迹.该方法利用希尔伯特变换(Hilbert transform,HT)提取伪迹包络,然后利用窗口傅里叶变换(window Fourier transform,WFT)确定VMD分解的模态数.再利用VMD分解原始数据得到多个本征模态信号.最后根据各模态信号的幅度特征重构真实脑电成分.在模拟数据和公开实验数据上测试AVMD方法的性能,分别采用重构脑电与真实脑电之间的相关系数(模拟数据)以及重构脑电和sham脑电统计特征的平均绝对误差(实验数据)进行方法性能评价.结果表明,对于模拟数据,在调幅深度ma ∈[0.001,0.01]、相位调制深度mp ∈[0.001,0.01]和刺激频率farti∈[10,100]的条件下,重构脑电和真实脑电的平均相关系数分别为0.988 5、0.893 5和0.948 4.对于实验数据,重构脑电和sham脑电之间统计特征的平均绝对误差在刺激频率为11 Hz时分别为0.989 6(峰度)、2.991 8(均方根幅度)、0.175 1(样本熵),在刺激频率为62 Hz时为0.940 7(峰度)、2.473 1(均方根幅度)和0.084 1(样本熵).与移动叠加平均法(superposition of moving averages,SMA)、自适应滤波法(adaptive filtering,AF)和经验模态分解法(empirical mode decomposition,EMD)相比,AVMD 方法表现出更稳定更好的非线性tACS伪迹去除性能.该方法的提出为闭环tACS刺激仪器的开发提供支持.
文献关键词：
经颅交流电刺激;非线性伪迹;变分模态分解;脑电
中图分类号：
作者姓名：
陈妮;范泽平;曹欣燃;覃玉荣
作者机构：
广西大学电气工程学院 南宁 530004;广西医科大学基础医学院 南宁 530021;广西大学计算机与电子信息学院 南宁 530004
文献出处：
引用格式：
[1]陈妮;范泽平;曹欣燃;覃玉荣-.基于AVMD的非线性经颅电刺激伪迹去除方法)[J].电子测量与仪器学报,2022(06):30-41
A类：
farti,非线性伪迹
B类：
AVMD,经颅电刺激,伪迹去除,去除方法,经颅交流电刺激,transcranial,alternating,current,stimulation,tACS,无创,脑刺激,接获,真实情况,变分模式分解,adaptive,variational,mode,decomposition,除非,法利,希尔伯特变换,Hilbert,transform,HT,包络,傅里叶变换,window,Fourier,WFT,原始数据,本征模,模态信号,特征重构,脑电,模拟数据,sham,统计特征,平均绝对误差,性能评价,调幅,ma,相位调制深度,刺激频率,峰度,样本熵,平均法,superposition,moving,averages,SMA,自适应滤波,filtering,AF,经验模态分解法,empirical,EMD,更稳,去除性能,变分模态分解
AB值：
0.388209
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