2013年--生物医学工程 外文翻译---基于重采样空间滤波器方法提取失匹配负波（译文）

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1、 中文 13300 字 出处： Lin Y, Wu W, Wu C, et al. Extraction of mismatch negativity using a resampling-based spatial filtering methodJ. Journal of neural engineering, 2013, 10(2): 026015. 基于重采样空间滤波器方法提取失匹配负波 Extraction of mismatch negativity using a resampling-based spatial filtering method 学 部（院）： 电信学部 专 业

2、： 生物医学工程 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 基于重采样空间滤波器方法提取失匹配负波 - 1 - 基于重采样空间滤波器方法提取失匹配负波 Yanfei Lin1, WeiWu1,2, ChaohuaWu1, Baolin Liu3 and Xiaorong Gao1 （ 1 清华大学医学院，北京 100084，中国 2 华南理工大学自动化科学与工程学院， 广州 510641，中国 3 天津大学计算机科学与技术学院 ，天津 300072，中国 ） 目的： 对于失匹配负波（ MMN）的提取，目前所存在的困难是如何利用较少的 EEG 单一 实验次数提取 MMN 波

3、形。 方法： 本文提出了一种结合重采样技术与空间滤波技术的新的波形处理方法。具体来说 ，这个方法的第一步为重采样 求差 ,随机采样标准波形和偏差波形，再由偏差波形减去标准波形求两者之差； 第二步 为 利用 信噪比最大化（ SIM）空间滤波器提取 MMN 成分。 SIM算法可以通过最大化 ERP 的信噪比来改善 MMN 的提取效果。通过数据仿真来评估该方法的参数（包括三个参数 ：单一实验次数，重复 SIM 次数，采样时间点） 对处理结果的影响。 结果： 结果表明利用此种方法提取 MMN 是可行且可靠的。 利用经典 oddball 实验范式，选用不同频率的听觉刺激， 11 名成年受试者，记录较少

4、单一实验次数 的 EEG 数据（偏差刺激 50 次，标准刺激 250 次）。结果表明该方法可从每位受试者的 EEG 数据中有效提取出 MMN。 意义： 偏差幅度大的刺激与偏差幅度小的刺激相比，前者提取出的 MMN 有明显较大的波峰幅值和较短潜伏期，这与以前文献中采用大量 EEG 数据与多位受试者提取的 MMN的性质相符。 1.引言 失匹配负波（ MMN）是听觉事件相关电位的一种，由经典 oddball实验范式中的偏差刺激诱发产生。 负波出现在刺激出现后 90-300ms，幅值最大 10 (Ntnen et al 1978, 2004, Ntnen and Winkler4 Authors co

5、ntributed equally to this paper.1999).MMN的主要产生源在额颞皮质区 ，它可以从包括频率，强度，时长，位置和其他听觉特征在内的任何声音刺激变化中提取出来 (Pakarinen et al 2007)。 MMN已经广泛应用于昏迷 (Fischer et al 1999),、精神分裂 (Michie 2001)、认知损伤 (Ntnen et al 2011, 2012)等临床研究中。基于重采样空间滤波器方法提取失匹配负波 - 2 - 更进一步，频率 MMN作为频率识别的重要主观指标已经被用于评估频率识别能力 ，这有利于选拔音乐人才 (Tervaniemi 20

6、01)，评估耳蜗植入者的复原能力 (Zhang et al 2011)并诊断诵读困难病症 (Baldeweg et al 1999)。前期研究已经揭露了 MMN的性质，即偏差刺激与标准刺激的差异越大，所提取的 MMN具有更明显的波峰幅值与更早的潜伏期(Sams et al 1985, Novitski et al 2004, Pakarinen et al 2007, Kalyakin et al 2008, 2009)。这些性质已经作为标准来评判不同 MMN提取方法的 MMN提取结果。 用于提取 MMN波形 的算法有很多种 。差异波（ DW）是一种传统方法，利用这种方法可通过平均偏差刺激波形减去平均标准刺激波形来获得