摘要 — 在非快速眼动 (NREM) 睡眠期间对脑电图慢波 (SW) 进行听觉刺激,当其在 SW 的上行阶段进行时,已被证明可以改善认知功能。对于 SW 幅度较低的受试者,如老年人或患有帕金森病 (PD) 等神经退行性疾病的患者,SW 增强尤其可取。然而,现有的估计上行阶段的算法在低脑电图幅度和 SW 频率不恒定时存在相位精度较差的问题。我们介绍了两种用于在自主可穿戴设备上实时估计脑电图相位的新算法。这些算法基于锁相环 (PLL) 和首次基于相位声码器 (PV)。我们将这些相位跟踪算法与简单的幅度阈值方法进行了比较。优化后的算法在相位精度、估计 SW 幅度在 20 到 60 µV 之间以及 SW 频率高于 1 Hz 的相位的能力方面进行了基准测试,这些记录来自健康的老年人和 PD 患者。此外,这些算法在可穿戴设备上实现,并在模拟睡眠脑电图以及对 PD 患者的前瞻性记录过程中评估了计算效率和性能。所有三种算法都在 SW 上行阶段提供了 70% 以上的刺激触发。PV 在瞄准低幅度 SW 和频率高于 1 Hz 的 SW 时表现出最高能力。实时硬件测试表明,PV 和 PLL 对微控制器负载的影响都很小,而 PV 的效率比 PLL 低 4%。主动听觉刺激不会影响相位跟踪。这项工作表明,在低幅度 SW 人群中,也可以在家庭睡眠干预期间使用可穿戴设备提供相位精确的听觉刺激。
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