中文摘要：

针对监控系统中的特征提取和状态辩识两个关键性问题，提出了一系列动态信号分析和信息融合方法，设计了不同类型的智能监控系统，满足神经临床和自动化加工的需要。基于最新神经振荡同步理论，提出了提取脑电信号中谐波和非线性特征、以及多通道信号的同步估计方法，设计了癫痫发作预测和病灶定位系统；估计脑电信号的复杂度，设计了一全新的麻醉深度估计系统。通过提取声发射、电机电流和力信号的特征，融合自动化加工过程的信息，设计了切削刀具磨破损状态和冲压/注塑质量监控系统。申请人01年洪堡学者、07年入选教育部新世纪优秀人才支持计划、09年获国家基金"视听觉信息的认知计算"重大计划培育项目和首届河北省杰出青年基金。发表SCI收录论文75篇，IF>5论文7篇,SCI他引511次；其中近5年发表SCI收录论文36篇，SCI他引412次。部分论文被IEEE TPAMI、Trends Neurosci.等著名期刊引用。

结论摘要：

项目在“神经振荡同步理论分析方法及在临床应用”领域做了深入的研究。在神经振荡理论研究方面，提出了针对神经振荡耦合关系的谐小波相位同步方法、针对不同神经元的锋电位序列的排序条件互信息和归一化排序转移熵方法、针对神经元放电和局部场电位间的耦合关系的加权锋电位场相干耦合算法，为跨尺度的信息耦合提供了新思路。在麻醉状态监测方面，提出了谐小波双一致、排序自互信息等方法。针对麻醉中的爆发抑制，提出了递归率检测方法。在麻醉意识消失机制上，发现在2-14mm的局部空间尺度上脑区同步随麻醉加深增强。另外，采用小波双一致分析麻醉脑电相位耦合，发现慢波振荡调制高的alpha频段活动。在临床神经疾病的研究方面，针对失神癫痫提出了多尺度排序的状态检测方法；针对癫痫棘波的控制提出了非线性无迹卡尔曼滤波方法。针对慢性痛，采用小波平行因子分析，有效区别了慢性痛和对照组在脑功能上的差别。针对糖尿病诱发的认知功能障碍，提出了用脑电相对功率谱和相干性特征检测早期认知功能障碍；并提出了基于多通道脑电的多变量同步分析和经验模态分解熵方法；针对儿童语言认知功能，研究了theta-gamma耦合与bottom-up及top-down认知加工的关系。在神经分析方法的高性能计算方面，利用计算机图形处理单元对多通道脑电信号分析方法进行加速并行计算，成功用于癫痫发作定位，大大提高了计算效率。在基金的支持下，在国际专业领域的重要期刊如Neuroimage、Anesthesiology及IEEE Transactions on Computers等发表SCI论文32篇。培养博士后4名、博士6名、硕士20余名。申请国家发明专利17项。针对脑功能监测和调控在临床上的需求，设计了麻醉深度监测系统、多通道脑电神经振荡分析系统等多种脑功能监测系统。这些系统已进入原型设计阶段并正在进行临床测试和研究。