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第1章 脑电信号1

1.1脑电研究的历史1

1.1.1脑电的发现1

1.1.2脑电研究发展2

1.2脑电的电生理学基础3

1.2.1脑的解剖与功能3

1.2.2脑电波的来源4

1.2.3脑电波的节律性6

1.2.4脑电信号的分类6

1.3脑电信号的采集7

1.3.1被试的准备7

1.3.2系统准备及电极安放8

1.3.3采集9

参考文献10

第2章 脑电信号的预处理12

2.1脑电信号的特征12

2.2脑电信号中的噪声和干扰源13

2.2.1干扰源13

2.2.2噪声（伪迹）13

2.2.3眼电的测量13

2.3伪迹去除方法15

2.3.1伪迹减法15

2.3.2主成分分析16

2.3.3独立成分分析16

参考文献18

第3章 脑电信号的传统分析方法20

3.1时域分析方法20

3.1.1波形特征描述法20

3.1.2自回归AR模型22

3.2频域分析方法26

3.2.1傅里叶变换27

3.2.2功率谱密度27

3.2.3非参数谱估计法27

3.2.4基于AR模型的功率谱估计29

参考文献30

第4章 脑电信号的现代分析方法31

4.1引言31

4.2非线性时间序列分析31

4.2.1非线性动力学系统32

4.2.2重构相空间和嵌入理论33

4.2.3非线性时间序列的定量描述34

4.3刻画动力学系统特性及有限数据序列的非线性分析38

4.3.1相关维数38

4.3.2最大Lyapunov指数39

4.3.3确定性及非线性预测39

4.4检验非线性43

4.4.1一个合适的零假设43

4.4.2使用替代数据法检验非线性43

4.5存在的问题及可能的解决方案44

4.5.1稳定性和时间序列的非稳态44

4.5.2重构相空间及相关维数的估算44

4.5.3基于时间延迟的嵌入方法的维数估算45

4.5.4全局相关维数46

4.6信息学研究方法46

4.6.1引言46

4.6.2互信息47

4.6.3小波熵49

4.7脑电的复杂度52

4.7.1引言52

4.7.2何谓复杂度53

4.7.3复杂度在脑电分析中的应用研究54

4.7.4Lempel-Ziv复杂度算法54

参考文献56

第5章 脑电信号的其他分析方法59

5.1其他方法59

5.1.1盖博变换59

5.1.2匹配跟踪60

5.1.3双谱分析62

5.1.4独立分量分析62

5.2同步性分析63

5.2.1线性相关程度63

5.2.2相位同步64

5.2.3互信息66

5.2.4非线性相互依赖性66

5.3因果性分析67

5.3.1格兰杰因果性67

5.3.2线性格兰杰因果性67

5.3.3有向相干性68

5.3.4部分有向相干性69

5.3.5非线性因果性70

参考文献71

第6章 脑电信号分析的应用现状75

6.1引言75

6.2脑电分析与临床神经和精神疾病诊断76

6.2.1临床定量脑电分析的辅助诊断76

6.2.2信号处理方法引入辅助诊断77

6.3脑电逆问题78

6.4脑电分析与认知科学80

6.4.1自发脑电在认知研究的应用80

6.4.2TMS与EEG81

6.4.3小结83

6.5脑电分析与脑-机接口84

6.5.1主要技术84

6.5.2相关信号处理85

6.5.3需解决的关键问题86

6.5.4脑-机接口的研究趋势87

参考文献87

第7章 脑电信号分析在精神疾病中的应用研究90

7.1精神分裂症脑电非线性特性分析90

7.1.1实验方法90

7.1.2实验结果92

7.1.3讨论和小结96

7.2脑电α节律波的非线性特性98

7.2.1数据预处理——获得EEG的节律波98

7.2.2特征提取101

7.2.3α节律的动力学特性研究106

7.3抑郁症脑电节律波的熵特性109

7.3.1实验方法110

7.3.2α节律的Renyi熵分析111

7.4精神分裂症和抑郁症脑电中异常的LZ复杂度特性113

7.4.1实验方法114

7.4.2结果114

7.4.3讨论116

7.4.4结论117

参考文献118

附录A常用统计分析方法122

附录B相关程序代码143

附录C英文专业词汇索引144