[发明专利]一种脑地图构建及其处理方法

说明书

本申请提出一种脑地图构建方法，通过受试者的头部和/或躯干上所设置的传感器构成的传感器阵列而得到脑地图；传感器阵列中的每个传感器为一个阵元，每个阵元的传感器信号为该阵元的阵元信号；传感器阵列中的每个阵元对应于脑地图中的一个节点；脑地图中任两个节点之间的关系属性由传感器阵列中的与该两个节点对应的两个阵元的阵元信号之间的数学属性确定；所述传感器信号为神经电信号、脑电信号、肌电信号、生理信号、或运动信号。通过将阵列信号转变成图信号，保证时间结构和空间结构同时在脑电信号或皮层电位信号或肌电信号的处理中得到应用。

技术领域

本申请涉及脑电和/或肌电的信号处理，尤其涉及一种脑地图构建及其处理方法。

背景技术

脑地图(Brain Map)又叫脑连接图、脑连接网络图、脑网络图，通过获取大脑皮层神经电位或者脑电电位或肌电电位信号，构建大脑区域之间的连接关系和方式，也可以通过脑功能成像技术构建脑地图。脑地图节点信号强度和连接结构具有时变性和动态性，由外部对大脑刺激和大脑对躯体控制相关，因而也与肌电和运动信号采集传感器阵列单元有关，形成图网络连接拓扑结构，称之为广义的脑地图。

脑地图的各节点信号构成的阵列信号的处理，是脑地图推广应用到例如脑机接口、人机交互、人机融合领域的难点。

发明内容

鉴于上述问题，本申请旨在提出一种脑地图构建方法和处理方法。

本申请的脑地图构建方法，通过受试者的头部和/或躯干上所设置的传感器构成的传感器阵列而得到脑地图；传感器阵列中的每个传感器为一个阵元，每个阵元的传感器信号为该阵元的阵元信号；传感器阵列中的每个阵元对应于脑地图中的一个节点；脑地图中任两个节点之间的关系属性由传感器阵列中的与该两个节点对应的两个阵元的阵元信号之间的数学属性确定；

所述传感器信号为神经电信号、脑电信号、肌电信号、生理信号、或运动信号。

优选地，以图处理方法来处理该脑地图。

优选地，所述图处理方法为图的拉普拉斯变换。

优选地，所述传感器为是植入受试者的皮层或机体的电极、于受试者的颅骨或机体的表面设置的电极、或受试者的躯体运动传感器或惯性传感器。

优选地，所述数学属性为所述两个阵元的阵元信号之间的振荡性、同步性、相干性、独立性、耦合性、倍频性、分频性、或拟分频性。

优选地，将所述脑地图按照不同的关系属性分解成不同子脑地图；

获得所述子脑地图的拉普拉斯矩阵，并获得该拉普拉斯矩阵所张成的正交图空间；

将所述子脑地图对应的阵元信号变换到与其对应的所述正交图空间的坐标上，以供后续处理。

优选地，所述振荡性通过所述两个阵元信号的频谱或功率谱估计获得；

所述同步性、相干性通过所述两个阵元信号的相关分析获得；

所述独立性通过所述两个阵元信号的稀疏分析获得；

所述耦合性、倍频性、分频性、拟分频性通过所述两个阵元信号的双谱或多谱估计获得。

优选地，所述后续处理包括图卷积处理或图神经网络处理。

本申请的脑地图的处理方法，其中，所述脑地图通过受试者的头部和/或躯干上所设置的传感器构成的传感器阵列而得到，传感器阵列中的每个传感器为一个阵元，每个阵元的传感器信号为该阵元的阵元信号；传感器阵列中的每个阵元对应于脑地图中的一个节点；脑地图中任两个节点之间的关系属性由传感器阵列中的与该两个节点对应的两个阵元的阵元信号之间的数学属性确定；所述传感器信号为神经电信号、脑电信号、肌电信号、生理信号、或运动信号；

将所述脑地图按照不同的关系属性分解成不同子脑地图；