朱佳俊　林挺宇　张恒运　林海斌　武雪松　程海洋

摘要：大脑由数以亿计的神经元细胞组成，当大脑活动时，神经元之间的联系是依靠着同步发生的突触后产生的电位，这些电位经综合后形成的宏观现象就是脑电波。脑电波是自发的有节律的神经元活动且能够反映人体大脑状态如清醒和睡眠等等。现代研究已证实脑波可划分为4个波段：δ波（0.5～4Hz）、θ波（4～8Hz）、α波（8～13Hz）、β波（13～30Hz），与大脑的活跃状态息息相关，基于此特点就可以通过脑波来判断人体大脑的活跃度以及睡眠状况。由于脑电图难以直观地观察出频率的变化趋势，这对于初学者是有一定的难度，因此通常采用周期图、单窗口图和多窗口图进行脑波分析，能够判断分析脑波频率的变化趋势及各波段脑波的变化。其中多窗口图具有低偏差、低方差的优点，由于测试过程脑波容易受到一些外在因素的干扰，要尽可能地从原始数据中剔除伪迹噪音，本文也概述了脑波中常见的伪迹和一些滤波预处理方法。

关键词：脑电波（EEG）;睡眠;多窗口图;伪迹;预处理

【Abstract】Thebrainiscomposedofhundredsofmillionsofneurons.Whenthebrainisactive，theconnectionsbetweenneuronsdependonthesynchronouspostsynapticpotentials.Themacroscopicphenomenonformedbytheaggregationofthesepotentialsisthebrainwave.EEGisspontaneousandrhythmicactivityofneuronsandcanreflectthestateofhumanbrain，suchasawakeandsleep.Modernresearchhasconfirmedthatbrainwavescanbedividedintofourbands：δwave（0.5～4Hz），θwave（4～8Hz），αwave（8～13Hz），βwave（13～30Hz），whicharecloselyrelatedtotheactivestateofthebrain.Basedonthisfeature，theactivityofhumanbrainandsleepstatusthroughbrainwavecouldbejudged.ItisdifficultforbeginnerstoobservethechangetrendofEEGfrequencyintuitively.Therefore，periodogram，singletaperspectralandmultitaperspectralareusuallyusedforEEGanalysis，whichcanjudgeandanalyzethechangetrendofbrainwavefrequencyandthechangesofvariouswavebands.Themultitaperspectralhastheadvantagesoflowdeviationandlowvariance.SincetheEEGiseasilydisturbedbysomeexternalfactorsinthetestprocess，theartifactnoisecouldbeeliminatedfromtheoriginaldataasmuchaspossible.ThispaperalsosummarizesthecommonartifactsintheEEGandsomefilteringpretreatmentmethods.

【Keywords】

EEG;sleep;multitaperspectral;artifact;pretreatment

作者简介：朱佳俊（1996-），男，硕士研究生，主要研究方向：动力电池热管理研究。

0引言

大脑里含有数以亿计的脑细胞，又称神经元。神经元之间通过神经递质进行传递信息，当这些信号的能量积累量超过一定的閾值时，就会产生脑电波（EEG）[1]。大脑在工作时会产生自发性电生理活动，该活动可通过专用的脑电记录仪以脑电波的形式表现出来，在脑电研究中，至少存在有4个重要的波段[2]。……