搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于复杂度的针刺脑电信号特征提取

边洪瑞 王江 韩春晓 邓斌 魏熙乐 车艳秋

引用本文:
Citation:

基于复杂度的针刺脑电信号特征提取

边洪瑞, 王江, 韩春晓, 邓斌, 魏熙乐, 车艳秋

Features extraction from EEG signals induced by acupuncture based on the complexity analysis

Bian Hong-Rui, Wang Jiang, Han Chun-Xiao, Deng Bin, Wei Xi-Le, Che Yan-Qiu
PDF
导出引用
  • 为探究针灸刺激对大脑活动产生的影响,文章设计了4种针刺频率针刺右腿足三里穴获取脑电的实验.首次采用排序递归图和关联维数方法提取针刺脑电信号的复杂度参数来反映针刺大脑的功能状态,并基于这些方法研究了针刺作用对大脑功能区域的影响以及不同针刺频率与脑电复杂度的相关性.发现针刺时脑电的复杂度高于针刺前,尤以频率为100次/min的针刺影响最为明显;从FP2, F7, T3导联脑电中提取的确定性指标(DET)可作为区分针刺状态与针刺前状态的一种特征参数.
    To explore the effects of acupuncture stimulation on brain activities, an experiment is designed that acupunctures at Zusanli point of the right leg are performed at four different frequencies to obtain electroencephalograph (EEG) signals. For the first time the complexity parameter of EEG is extracted by order recurrence plot and correlation dimension method, which reflects the functional state of the brain under acupuncture. The effects of acupuncture on the functional region of brain and correlation among different acupuncture frequencies and the complexity of EEG are investigated. The results show that the complexity of EEG during acupuncture is higher than that before acupuncture and especially during acupuncture at a frequency of 100 times/min. Furthermore, the determinism (DET) extracted from EEG signals of electrodes FP2, F7 and T3 can be used as a characteristic parameter of distinction between the state during acupuncture and the state before acupuncture.
    • 基金项目: 国家自然科学基金重点项目(批准号:50537030)、国家自然科学基金(批准号:61072012)和国家自然科学基金青年科学基金(批准号:50907044,60901035)资助的课题.
    [1]

    Yuan H, Yuan L R, Ma H F, Zhang L 2002 Acupuncture Research 27 211 (in Chinese) [袁 红、袁丽荣、马惠芳、张 丽 2002 针刺研究 27 211]

    [2]

    Li W M, Chen Y B, Wang X Y 2008 Acupuncture Research 33 65 (in Chinese) [李为民、陈颖波、王晓艳 2008 针刺研究 33 65]

    [3]

    Han C X, Wang J, Che Y Q, Deng B, Guo Y, Guo Y M, Liu Y Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 5880 (in Chinese) [韩春晓、王 江、车艳秋、邓 斌、郭 义、郭永明、刘阳阳 2010 物理学报 59 5880]

    [4]

    Shen J 2001 J. Altern. Complement Med. 7 S121

    [5]

    Hawkins D R 1995 Power vs. Force: The Hidden Determinants of Human Behavior(Sedona: Veritas Publishing)p83

    [6]

    Gollub R L, Hui K K S, Stefano G B 1999 Acta Pharmacologica Sinica 20 769

    [7]

    Cho Z H, Oleson T D, Alimi D, Niemtzow R C 2002 J. Altern. Complement Med. 8 399

    [8]

    Wu M T, Sheen J M, Chuang K H, Yang P, Chin S L, Tsai C Y, Chen C J, Liao J R, Lai P H, Chu K A, Pan H B, Yang C F 2002 Neuroimage 16 1028

    [9]

    Zhang W T, Jin Z, Luo F, Zhang L, Zeng Y W, Han J S 2004 Neurosci Lett. 354 50

    [10]

    Shen H, Wang B J, Tang X W 2006 Chin. J. Med. Phys. 23 216 (in Chinese) [沈 花、王宝俊、唐孝威 2006中国医学物理学杂志 23 216]

    [11]

    Yin L, Jin X L, Shi X, Tian J H, Ma L, Yi D Y, Zeng H N 2002 Chin. J. Rehabilitation Theory and Practice 8 523 (in Chinese) [尹 岭、金香兰、石 现、田嘉禾、马 林、尹大一、曾海宁 2002 中国康复理论与实践 8 523]

    [12]

    Paraskeva A, Melemeni A, Petropoulos G, Siafaka I, Fassoulaki A 2004 Am. J. Chin. Med. 32 789

    [13]

    Li L, Jin Z L, Li B 2011 Acta Phys. Sin. 60 048703 (in Chinese) [李 凌、金贞兰、李 斌 2011 物理学报 60 048703]

    [14]

    Ma Q L, Bian C H, Wang J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4480 (in Chinese) [马千里、卞春华、王 俊 2010 物理学报 59 4480]

    [15]

    Meng Q F, Zhou W D, Chen Y H, Peng Y H 2010 Acta Phys. Sin. 59 123 (in Chinese) [孟庆芳、周卫东、陈月辉、彭玉华 2010 物理学报 59 123]

    [16]

    Fang X L, Jiang Z L 2007 Acta Phys. Sin. 56 7330 (in Chinese) [方小玲、姜宗来 2007 物理学报 56 7330]

    [17]

    Ye M Y, Wang X D, Zhang H R 2005 Acta Phys. Sin. 54 2568 (in Chinese) [叶美盈、汪晓东、张浩然 2005 物理学报 54 2568]

    [18]

    Xie Y, Xu J X, Yang H J, Hu S J 2002 Acta Phys. Sin. 51 205 (in Chinese) [谢 勇、徐健学、杨红军、胡三觉 2002 物理学报 51 205]

    [19]

    Hwa R C, Ferree T C 2002 Phys. Rev. E 66 021901

    [20]

    He T, Zhou Z O 2007 Acta Phys. Sin. 56 0693 (in Chinese) [贺 涛、周正欧 2007 物理学报 56 0693]

    [21]

    Stam C J, van Woerkom T C, Pritchard W S 1996 Electroencephalogr Clin Neurophysiol 99 214

    [22]

    Lee Y J, Zhu Y S, Xu Y H, Shen M F, Zhang H X, Thakor N V 2001 Clin Neurophysiol 112 1288

    [23]

    Liu H F, Dai Z H, Chen F, Gong X, Yu Z H 2002 Acta Phys. Sin. 51 1186 (in Chinese) [刘海峰、代正华、陈 峰、龚 欣、于尊宏 2002 物理学报 51 1186]

    [24]

    Dong F, Jin N D, Zong Y B, Wang Z Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6145 (in Chinese) [董 芳、金宁德、宗艳波、王振亚 2008 物理学报 57 6145]

    [25]

    Takens F 1981 Dynamical Systems and Turbulence (Springer Berlin, Heidelberg) p366

    [26]

    Groth A 2005 Phys. Rev. E 72 046220

    [27]

    Li C S, Wang H, Zhao H B, Liu C 2009 Chin. J. Biomedical Engineering 28 846 (in Chinese) [李春胜、王 宏、赵海滨、刘 冲 2009 中国生物医学工程学报 28 846]

    [28]

    Lopes da Silva F H, Hoek A, Smits H, Zetterberg L H 1974 Kybernetik 15 27

    [29]

    Wendling F, Bellanger J J, Bartolomei F, Chauvel P 2000 Biol. Cybern 83 367

    [30]

    Abarbanel H D I, Kennel M B 1993 Phys. Rev. E 47 3057

    [31]

    Fraser A M, Swinney H L 1986 Phys. Rev. A 33 1134

  • [1]

    Yuan H, Yuan L R, Ma H F, Zhang L 2002 Acupuncture Research 27 211 (in Chinese) [袁 红、袁丽荣、马惠芳、张 丽 2002 针刺研究 27 211]

    [2]

    Li W M, Chen Y B, Wang X Y 2008 Acupuncture Research 33 65 (in Chinese) [李为民、陈颖波、王晓艳 2008 针刺研究 33 65]

    [3]

    Han C X, Wang J, Che Y Q, Deng B, Guo Y, Guo Y M, Liu Y Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 5880 (in Chinese) [韩春晓、王 江、车艳秋、邓 斌、郭 义、郭永明、刘阳阳 2010 物理学报 59 5880]

    [4]

    Shen J 2001 J. Altern. Complement Med. 7 S121

    [5]

    Hawkins D R 1995 Power vs. Force: The Hidden Determinants of Human Behavior(Sedona: Veritas Publishing)p83

    [6]

    Gollub R L, Hui K K S, Stefano G B 1999 Acta Pharmacologica Sinica 20 769

    [7]

    Cho Z H, Oleson T D, Alimi D, Niemtzow R C 2002 J. Altern. Complement Med. 8 399

    [8]

    Wu M T, Sheen J M, Chuang K H, Yang P, Chin S L, Tsai C Y, Chen C J, Liao J R, Lai P H, Chu K A, Pan H B, Yang C F 2002 Neuroimage 16 1028

    [9]

    Zhang W T, Jin Z, Luo F, Zhang L, Zeng Y W, Han J S 2004 Neurosci Lett. 354 50

    [10]

    Shen H, Wang B J, Tang X W 2006 Chin. J. Med. Phys. 23 216 (in Chinese) [沈 花、王宝俊、唐孝威 2006中国医学物理学杂志 23 216]

    [11]

    Yin L, Jin X L, Shi X, Tian J H, Ma L, Yi D Y, Zeng H N 2002 Chin. J. Rehabilitation Theory and Practice 8 523 (in Chinese) [尹 岭、金香兰、石 现、田嘉禾、马 林、尹大一、曾海宁 2002 中国康复理论与实践 8 523]

    [12]

    Paraskeva A, Melemeni A, Petropoulos G, Siafaka I, Fassoulaki A 2004 Am. J. Chin. Med. 32 789

    [13]

    Li L, Jin Z L, Li B 2011 Acta Phys. Sin. 60 048703 (in Chinese) [李 凌、金贞兰、李 斌 2011 物理学报 60 048703]

    [14]

    Ma Q L, Bian C H, Wang J 2010 Acta Phys. Sin. 59 4480 (in Chinese) [马千里、卞春华、王 俊 2010 物理学报 59 4480]

    [15]

    Meng Q F, Zhou W D, Chen Y H, Peng Y H 2010 Acta Phys. Sin. 59 123 (in Chinese) [孟庆芳、周卫东、陈月辉、彭玉华 2010 物理学报 59 123]

    [16]

    Fang X L, Jiang Z L 2007 Acta Phys. Sin. 56 7330 (in Chinese) [方小玲、姜宗来 2007 物理学报 56 7330]

    [17]

    Ye M Y, Wang X D, Zhang H R 2005 Acta Phys. Sin. 54 2568 (in Chinese) [叶美盈、汪晓东、张浩然 2005 物理学报 54 2568]

    [18]

    Xie Y, Xu J X, Yang H J, Hu S J 2002 Acta Phys. Sin. 51 205 (in Chinese) [谢 勇、徐健学、杨红军、胡三觉 2002 物理学报 51 205]

    [19]

    Hwa R C, Ferree T C 2002 Phys. Rev. E 66 021901

    [20]

    He T, Zhou Z O 2007 Acta Phys. Sin. 56 0693 (in Chinese) [贺 涛、周正欧 2007 物理学报 56 0693]

    [21]

    Stam C J, van Woerkom T C, Pritchard W S 1996 Electroencephalogr Clin Neurophysiol 99 214

    [22]

    Lee Y J, Zhu Y S, Xu Y H, Shen M F, Zhang H X, Thakor N V 2001 Clin Neurophysiol 112 1288

    [23]

    Liu H F, Dai Z H, Chen F, Gong X, Yu Z H 2002 Acta Phys. Sin. 51 1186 (in Chinese) [刘海峰、代正华、陈 峰、龚 欣、于尊宏 2002 物理学报 51 1186]

    [24]

    Dong F, Jin N D, Zong Y B, Wang Z Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 6145 (in Chinese) [董 芳、金宁德、宗艳波、王振亚 2008 物理学报 57 6145]

    [25]

    Takens F 1981 Dynamical Systems and Turbulence (Springer Berlin, Heidelberg) p366

    [26]

    Groth A 2005 Phys. Rev. E 72 046220

    [27]

    Li C S, Wang H, Zhao H B, Liu C 2009 Chin. J. Biomedical Engineering 28 846 (in Chinese) [李春胜、王 宏、赵海滨、刘 冲 2009 中国生物医学工程学报 28 846]

    [28]

    Lopes da Silva F H, Hoek A, Smits H, Zetterberg L H 1974 Kybernetik 15 27

    [29]

    Wendling F, Bellanger J J, Bartolomei F, Chauvel P 2000 Biol. Cybern 83 367

    [30]

    Abarbanel H D I, Kennel M B 1993 Phys. Rev. E 47 3057

    [31]

    Fraser A M, Swinney H L 1986 Phys. Rev. A 33 1134

  • [1] 钟国华, 林海青. 芳香超导体: 电-声耦合与电子关联. 物理学报, 2023, 72(23): 237403. doi: 10.7498/aps.72.20231751
    [2] 梁艳美, 陆博, 古华光. 利用双慢变量的快慢变量分离分析新脑皮层神经元Wilson模型的复杂电活动. 物理学报, 2022, 71(23): 230502. doi: 10.7498/aps.71.20221416
    [3] 徐海超, 牛晓海, 叶子荣, 封东来. 铁基超导体系基于电子关联强度的统一相图. 物理学报, 2018, 67(20): 207405. doi: 10.7498/aps.67.20181541
    [4] 雷敏, 孟光, 张文明, Nilanjan Sarkar. 基于虚拟开车环境的自闭症儿童脑电样本熵. 物理学报, 2016, 65(10): 108701. doi: 10.7498/aps.65.108701
    [5] 郭家梁, 钟宁, 马小萌, 张明辉, 周海燕. 基于振幅-周期二维特征的脑电样本熵分析. 物理学报, 2016, 65(19): 190501. doi: 10.7498/aps.65.190501
    [6] 周双, 冯勇, 吴文渊. 太阳高纬和低纬活动现象的混沌与分形特征. 物理学报, 2015, 64(24): 249601. doi: 10.7498/aps.64.249601
    [7] 周双, 冯勇, 吴文渊. 一种识别关联维数无标度区间的新方法. 物理学报, 2015, 64(13): 130504. doi: 10.7498/aps.64.130504
    [8] 黄晓林, 霍铖宇, 司峻峰, 刘红星. 等概率符号化样本熵应用于脑电分析. 物理学报, 2014, 63(10): 100503. doi: 10.7498/aps.63.100503
    [9] 王莹, 侯凤贞, 戴加飞, 刘新峰, 李锦, 王俊. 改进的相对转移熵的癫痫脑电分析. 物理学报, 2014, 63(21): 218701. doi: 10.7498/aps.63.218701
    [10] 孟庆芳, 陈珊珊, 陈月辉, 冯志全. 基于递归量化分析与支持向量机的癫痫脑电自动检测方法. 物理学报, 2014, 63(5): 050506. doi: 10.7498/aps.63.050506
    [11] 高鹏, 王超, 支亚, 李旸, 王立玢, 丛正. 铝合金焊缝电涡流磁场信号的非线性特征提取及分类方法研究. 物理学报, 2014, 63(13): 134103. doi: 10.7498/aps.63.134103
    [12] 王兴元, 贺毅杰. 分数阶统一混沌系统的投影同步. 物理学报, 2008, 57(3): 1485-1492. doi: 10.7498/aps.57.1485
    [13] 何 亮, 杜 磊, 庄奕琪, 陈春霞, 卫 涛, 黄小君. 金属互连电迁移噪声的相关维数研究. 物理学报, 2007, 56(12): 7176-7182. doi: 10.7498/aps.56.7176
    [14] 雷 敏, 孟 光, 冯正进. 连续动力系统时间序列的非线性检验. 物理学报, 2005, 54(3): 1059-1063. doi: 10.7498/aps.54.1059
    [15] 肖春燕, 雷银照. 分层球形导体中任意位置直流电流元产生电位的解析解. 物理学报, 2005, 54(4): 1950-1957. doi: 10.7498/aps.54.1950
    [16] 谢 勇, 徐健学, 康艳梅, 杨红军, 胡三觉. 皮层脑电的非线性降噪. 物理学报, 2003, 52(5): 1121-1126. doi: 10.7498/aps.52.1121
    [17] 谢勇, 徐健学, 杨红军, 胡三觉. 皮层脑电时间序列的相空间重构及非线性特征量的提取. 物理学报, 2002, 51(2): 205-214. doi: 10.7498/aps.51.205
    [18] 王安良, 杨春信. 评价奇怪吸引子分形特征的Grassberger-Procaccia算法. 物理学报, 2002, 51(12): 2719-2729. doi: 10.7498/aps.51.2719
    [19] 刘海峰, 代正华, 陈峰, 龚欣, 于遵宏. 混沌动力系统小波变换模数的关联维数. 物理学报, 2002, 51(6): 1186-1192. doi: 10.7498/aps.51.1186
    [20] 丁守谦. 普遍的电偏转三级象差系数及其与光栅图的关系. 物理学报, 1983, 32(2): 145-155. doi: 10.7498/aps.32.145
计量
  • 文章访问数:  10238
  • PDF下载量:  1204
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2011-01-10
  • 修回日期:  2011-01-21
  • 刊出日期:  2011-11-15

/

返回文章
返回