大脑认知状态识别方法、装置和存储介质与流程

1.本发明涉及一种大脑认知状态识别方法、装置和存储介质，属于信号处理技术领域。


背景技术：

2.在对病患的监护过程中，医护人员需要及时获知病患的脑部状态，进而根据识别得到的脑部状态及时对病患进行干预。
3.现有方案中，在获取到病患的脑电信号之后，医护人员需要人工分析脑电信号，进而确定病患的脑部状态。显而易见的，人工分析对医护人员的要求较高，且受医护人员的主观影响，分析结果可能会存在误差且人工分析的分析效率较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种大脑认知状态识别方法、装置和存储介质，用于解决现有技术中存在的问题。
5.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.根据第一方面，本发明实施例提供了一种大脑认知状态识别方法，所述方法包括：
7.获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；
8.根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；
9.根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。
10.可选地，
11.所述目标脑区包括左脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点；
12.所述目标脑区包括右脑区，所述目标采集点包括右脑区中的至少两个采集点；
13.所述目标脑区包括左脑区和右脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点和右脑区中的至少两个采集点。
14.可选地，所述根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布，包括：
15.对于所述目标脑区，根据所述目标脑区的脑电信号生成以各个采集点和所述阿尔法频段中的各个频率为横纵坐标，包括所述各个采集点的脑电信号功率的功率频率分布图。
16.可选地，所述根据所述目标脑区的脑电信号生成以各个采集点和所述阿尔法频段中的各个频率为横纵坐标，包括所述各个采集点的脑电信号功率的功率频率分布图，包括：
17.以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述目标脑区的所述脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图，不同功率对应不同颜色。
18.可选地，所述目标脑区包括左脑区和右脑区，所述以所述阿尔法频段中的各个频
率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述目标脑区的所述脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图，包括：
19.对于每侧脑区，以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述脑区的脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图。
20.可选地，所述根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态，包括：
21.根据获取到的各个功率频率分布，检测所述至少两个采集点在目标频段内的功率差异是否在预设范围内；所述目标频段为目标频率
±
z，所述z小于预设阈值；
22.若检测结果为功率差异在所述预设范围内，则识别所述目标脑区的认知状态正常。
23.可选地，若检测结果为功率差异不在所述预设范围内，则识别所述目标脑区存在认知状态障碍。
24.可选地，所述方法还包括：
25.获取所述目标病患的年龄；
26.根据所述年龄获取所述目标频率。
27.第二方面，提供了一种大脑认知状态识别装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如第一方面所述的方法。
28.第三方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如第一方面所述的方法。
29.通过获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。解决了现有技术中识别准确率较低且效率较低的问题，达到了可以根据功率频率分布自动识别认知状态，进而提高准确度和识别效率的效果。
30.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
31.图1为本发明一个实施例提供的自主移动底盘的结构示意图；
32.图2为本发明一个实施例提供的采集脑电信号时各个采集点的示意图；
33.图3为本发明一个实施例提供的生成的左侧脑区的功率频率分布图的一种可能的示意图；
34.图4为本发明一个实施例提供的右侧脑区的功率频率分布图的一种可能的示意图。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术
人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
39.请参考图1，其示出了本技术一个实施例提供的大脑认知状态识别方法的方法流程图，如图1所示，所述方法包括：
40.步骤101，获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；
41.人体脑部包括两侧大脑半球，每侧大脑半球分为多个脑区，认知活动由多个脑区协同完成。本技术可以对单侧脑区进行认知状态识别，也可以同时对两侧脑区分别进行认知状态识别，因此，在本技术中目标脑区可以为左脑区、右脑区或者同时包括两者。并且，在一种可能的实施例中：
42.所述目标脑区包括左脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点；
43.本实施例的信号采集条件为：采样率512hz，低通滤波30hz，高通滤波0.5hz，通过个体的头皮电极在10-20国际系统的19个采集点，如大脑左侧的fp1、f3、f7、t3、c3、t5、p3、o1，右侧大脑的fp2、f4、f8、t4、c4、t6、p4、o2，以及大脑中线中的采集点，以耳垂为参考电极。比如，请参考图2，其示出了本技术采集脑电信号时各个采集点的示意图。在本实施例中，当目标脑区包括左脑区时，目标采集点包括左脑区中的8个采集点中的至少两个，并且，为了提高识别准确率，本技术以目标采集点同时包括上述8个采集点来举例说明。
44.所述目标脑区包括右脑区，所述目标采集点包括右脑区中的至少两个采集点；
45.与左脑区类似，在目标脑区包括右脑区时，目标采集点可以包括右脑区中的8个采集点中的至少两个，并且，为了提高识别准确率，本技术以目标采集点同时包括上述8个采集点来举例说明。
46.所述目标脑区包括左脑区和右脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点和右脑区中的至少两个采集点。
47.在目标脑区同时包括左脑区和右脑区时，则目标采集点可以同时包括左右两侧的至少两个采集点。并且，实际实现时，可以同时包括左侧的8个采集点和右侧的8个采集点。
48.步骤102，根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；
49.本技术中阿尔法频段的频率范围为7hz-13hz。
50.在获取到各个采集点的脑电信号之后，即可根据每个采集点的脑电信号确定该采集点的频率和脑电信号的功率。之后，即可获知各个采集点在阿尔法频段的功率频率分布，也即可以得到各个采集点处在阿尔法频段中的各个频率和功率之间的对应关系。
51.在一种可能的实施例中，本步骤包括：对于所述目标脑区，根据所述目标脑区的脑电信号生成以各个采集点和所述阿尔法频段中的各个频率为横纵坐标，包括所述各个采集点的脑电信号功率的功率频率分布图。其中，在目标脑区包括左脑区和右脑区时，则对于每侧脑区可以分别执行上述步骤。
52.实际实现时，可以以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述目标脑区的所述脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图，不同功率对应不同颜色。
53.实际实现时，不同功率对应不同颜色，或者不同功率段对应不同颜色。比如，本技术中通过红、橙、黄、绿、青、蓝、紫分别对应由高到低的不同功率。可选地，其具体对应方式可以根据脑电信号的功率值范围来设置，对此并不做限定。
54.比如，在一种可能的实施例中，脑电信号在各个采集点的最大功率为0.35，则其对应红色，最小功率为0对应紫色，中间依次过度。则当左脑区中的f7采集点在阿尔法频段中的11.5hz处的功率为0.35时，则可以在横坐标为11.5hz，纵坐标为f7处通过红色表征功率，类似的，其他各个采集点通过类似表征方式进行表征，本实施例在此不再赘述。
55.在一种可能的实施例中，请参考图3和图4，其分别示出了生成得到的左脑区和右脑区的一种可能的功率频率分布图。
56.步骤103，根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。
57.可选的，本步骤可以包括如下步骤：
58.第一，根据获取到的各个功率频率分布，检测所述至少两个采集点在目标频段内的功率差异是否在预设范围内；所述目标频段为目标频率
±
z，所述z小于预设阈值；
59.由于不同年龄段认知状态正常的稳定频率所有差别，因此，本步骤还可以包括：
60.(1)、获取所述目标病患的年龄；
61.(2)、根据所述年龄获取所述目标频率。
62.比如，若目标病患的年龄在18岁之下，则目标频率可以为第一频率；若目标病患的年龄在18岁以上，则目标频率为第二频率。其中，第一频率小于第二频率。比如，第一频率为9hz，第二频率为11.5hz。
63.预设范围为第一功率至第二功率，第一功率和第二功率之间的差值小于差值阈值。也即本步骤检测各个采集点在目标频段中的功率是否稳定。
64.第二，若检测结果为功率差异在所述预设范围内，则识别所述目标脑区的认知状态正常。
65.若检测结果为功率差异在预设范围内，则说明功率稳定，可以识别为目标脑区的认知状态正常。
66.第三，若检测结果为功率差异不在所述预设范围内，则识别所述目标脑区存在认知状态障碍。
67.反之，则识别为存在认知状态障碍。
68.实际实现时，若各个采集点在偏移目标频段的其他频段的功率差异在预设范围
内，则识别目标脑区的认知状态存在生理性衰退。
69.上述仅以通过上述识别方式自动识别来举例说明，可选地，在获取到各个采集点的功率频率分布之后，即可展示获取到的分布，医护人员可以根据展示的分布图按照上述规则人工识别认知状态，也即通过功率频率分布给医护人员提供辅助提高了医护人员的识别准确率和识别效率。
70.综上所述，通过获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。解决了现有技术中识别准确率较低且效率较低的问题，达到了可以根据功率频率分布自动识别认知状态，进而提高准确度和识别效率的效果。
71.本技术通过生成功率频率分布图并且分布图中通过颜色表征各个采集点的功率，使得医护人员可以通过功率频率分布图直观的识别目标病患的认知状态，进而进一步提高认知状态识别的准确度。
72.本技术还提供了一种大脑认知状态识别装置，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如上所述的方法。
73.本技术还提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如上所述的方法。
74.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
75.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种大脑认知状态识别方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标脑区包括左脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点；所述目标脑区包括右脑区，所述目标采集点包括右脑区中的至少两个采集点；所述目标脑区包括左脑区和右脑区，所述目标采集点包括左脑区中的至少两个采集点和右脑区中的至少两个采集点。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布，包括：对于所述目标脑区，根据所述目标脑区的脑电信号生成以各个采集点和所述阿尔法频段中的各个频率为横纵坐标，包括所述各个采集点的脑电信号功率的功率频率分布图。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标脑区的脑电信号生成以各个采集点和所述阿尔法频段中的各个频率为横纵坐标，包括所述各个采集点的脑电信号功率的功率频率分布图，包括：以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述目标脑区的所述脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图，不同功率对应不同颜色。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标脑区包括左脑区和右脑区，所述以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述目标脑区的所述脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图，包括：对于每侧脑区，以所述阿尔法频段中的各个频率为横坐标，各个采集点为纵坐标，根据所述脑区的脑电信号生成通过颜色表征功率的功率频率分布图。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态，包括：根据获取到的各个功率频率分布，检测所述至少两个采集点在目标频段内的功率差异是否在预设范围内；所述目标频段为目标频率
±
z，所述z小于预设阈值；若检测结果为功率差异在所述预设范围内，则识别所述目标脑区的认知状态正常。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若检测结果为功率差异不在所述预设范围内，则识别所述目标脑区存在认知状态障碍。8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取所述目标病患的年龄；根据所述年龄获取所述目标频率。9.一种大脑认知状态识别装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，所述存储器中存储有至少一条程序指令，所述处理器通过加载并执行所述至少一条程序指令以实现如权利要求1至8任一所述的方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质中存储有至少一条程序指令，所述至少一条程序指令被处理器加载并执行以实现如权利要求1至8任一所述的方法。

技术总结
本申请公开了一种大脑认知状态识别方法、装置和存储介质，涉及信号处理技术领域，所述方法包括：获取目标病患在目标采集点的脑电信号，所述目标采集点包括目标脑区的至少两个采集点；根据所述脑电信号获取所述目标脑区中的各个采集点在阿尔法频段内的功率频率分布；根据获取到的各个功率频率分布识别所述目标脑区的认知状态。解决了现有技术中识别准确率较低且效率较低的问题，达到了可以根据功率频率分布自动识别认知状态，进而提高准确度和识别效率的效果。效率的效果。效率的效果。


技术研发人员：钱云 杨磊 李慧萍 秦明 钱尧
受保护的技术使用者：南京左右脑科学技术有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/11