基于聚類分析法的腦電圖數(shù)據(jù)分析的研究.pdf

1、腦電圖數(shù)據(jù)是經(jīng)過實驗記錄得到的反映腦電活動隨時間變化的實驗時間序列數(shù)據(jù)。對腦電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析是腦電圖數(shù)據(jù)分析較有效的方法，為腦電圖的研究提供了有益的分析結(jié)果。 研究目的：本文通過對客觀記錄的受試者攝入酒精事件的腦電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類分析，按腦電功率和相對功率進(jìn)行聚類并分析聚類簇的差異，從而分析攝入酒精事件與21導(dǎo)聯(lián)電極分類的關(guān)系。 研究方法：分別對6例正常受試者的21導(dǎo)聯(lián)電極的腦電圖數(shù)據(jù)按功率和相對功率進(jìn)行聚類分析，對安

2、靜閉眼和五次在睜眼狀態(tài)下攝入啤酒6個事件的腦電圖數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)分析的的方法是系統(tǒng)聚類分析和K-means聚類分析。程序?qū)崿F(xiàn)采用獨立設(shè)計的腦電圖分析工具箱和聚類分析程序。 研究結(jié)果：按波的相對功率聚類分析發(fā)現(xiàn)，正常狀態(tài)下大致按前額極、額部和中央、后頭部、兩側(cè)得到四個聚類簇。36個事件的聚類結(jié)果中有18個額極單獨為一個簇，3個額極被分開，15個額極與額部、中央或左顳部聚類為簇。正常狀態(tài)下額極獨立為簇，一旦攝入酒精，額極普遍和額部

3、、中央為簇，繼續(xù)飲酒額極又區(qū)別于其余電極而獨立為簇，這種變化在事件中交替出現(xiàn)。后頭部大多始終被聚類為一個簇，有個別電極與其它部位聚類為簇或為孤立點。中央部36個事件有14個與后頭部聚類為簇，其余大多與前頭部或顳部聚類為簇。顳部各電極在飲酒事件中表現(xiàn)出活躍性，甚至出現(xiàn)孤立點。按事件的功率進(jìn)行系統(tǒng)聚類發(fā)現(xiàn)攝入酒精后額極和除中央點外的前頭部的腦電功率分別減小15.74％和10.76％；前中顳部減小5.25％；左后顳部功率增大18.34％，除左

4、后顳部外的后頭部和中央點分別增大16.50％和14％。最后選取兩個電極對六個事件的數(shù)據(jù)進(jìn)行了K-means聚類，研究結(jié)果表明飲酒導(dǎo)致腦電的變化是逐漸進(jìn)行的。 研究結(jié)論：腦電活動對攝入酒精有顯著反應(yīng)，正常狀態(tài)下大致按腦電部位得到四個聚類簇，剛飲酒時額極與中央?yún)^(qū)出現(xiàn)類似的波而聚類為簇，繼續(xù)飲酒又有差異而各自為簇，這種變化交替出現(xiàn)。中央部在各事件中基本與前頭部或后頭部的鄰近電極聚為簇，后頭部波基本較穩(wěn)定地隨飲酒事件獨立變化而獨立為簇，