脑地形图（Topographicalmapofbrain）以及代码实现 |
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脑地形图（Topographicalmapofbrain）以及代码实现
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目录 引言 大脑结构 EEG信号 脑地形图 脑地形图的作用 分析数据 观察电极是否损坏 代码实现（matlab） eeglab工具包-topoplot 自己动手绘制脑地形图 loc文件 eeg文件 感谢 引言本文档为个人学习笔记，如有不当之处，恳请各位读者留言指正。 
脑地形图
脑地形图是脑功能研究和临床诊断的重要手段。对于脑地形图的理解，在一定程度上，可以帮助你分析脑电数据。 大脑结构
大脑（白纸）
对于大脑的理解，不同的人有不同程度的理解，也许在你上中学的时候，老师或者一些长者告诉你，大脑是由很多的沟和回组成的，他们告诉你可以想象把一张白纸揉的皱皱巴巴的，然后塞到脑壳中（你的长辈描述的肯定没我这么暴力）。这么表述本身没什么问题，在描述外观的层面来说，说的是对的。 但是如果你是一个EEG或MEG研究者的话，这种程度的理解，还远远不够。 
大脑（源）
EEG信号
你可以想象，在大脑的表面有很多的平面，并且，平面上有很多的源，一般来说，我们认为源是一个个1-2mm的圆柱体。这些小圆柱体会产生磁场以及电流。这个时候我们在大脑的特定位置放置电极来采集电流电压信号。即为，EEG信号。 
EEG信号
根据你放置的电极数量，分为64导联、128导联等。 脑地形图
脑地形图
我们看到，采集到的脑电信号是一组又一组的时域信号，但是脑地形图需要在每一个电极的位置”“放置“一个唯一的值，因此要么，你绘制像上图一样的某时刻的脑电图，要么是求一些特征值，在这里不在赘述。肯定的是一定要一个唯一确定的值。如果你用的64导联，那么用的数据就是一个1*64（或64*1）的大小。 脑地形图的作用 分析数据这个分析方法很多，本文不介绍 观察电极是否损坏
电极损坏的脑地形图
从这个图中我们就可以看出在右上区有一个损坏的电极。 代码实现（matlab）根据上面说的，你应该可以知道我们想要绘制脑地形图的话需要，脑电信号和电极位置坐标，两个信息。如果你不明白的话也没有关系，我会告诉你的。 我的数据是通过Neuronscan得到的.cnt文件。这个方式的到的数据是没有电极位置的文件的，一般来说你会有一个.loc文件。
如果你用的是eeglab工具包提供的topoplot()函数的话，你可以直接用下面的代码。 对了，这里的topodata就是你的EEG数据。在后面的就是一些参数，它们可以调节你的脑地形图的背景、颜色等参数。 topoplot(topodata,'mychan.loc','maplimits','absmax','style','map','whitebk','on','electrodes','labels','plotchans',n_l,'colormap','jet','headrad',0.52,'shading','interp' ,'interplimits','electrodes','hcolor','k');如果你正确运行了代码，你应该会得到这样的图。
好了，topoplot就讲到这里。 自己动手绘制脑地形图我们的重点在于，如何自己绘制一个脑地形图。这样做的好处就是，你可以随意调控参数、插值方式等细节。更为重要的是你可以得到一些topoplot得不到的数据。 loc文件先来处理loc文件，首先，loc文件包含的内容为。电极序号（1、2、3、...）、电极的极坐标位置（theta、radius）以及电极的名称（这个是文本类型的数据）。 %% 读取电极位置文件loc chanel_loc = fileread('.../mychan.loc'); % 写上你自己的loc文件的绝对路径 Cell_0 = textscan(chanel_loc, '%f%f%f%s'); c1=Cell_0(1,1);c2=Cell_0(1,2);c3=Cell_0(1,3);c4=Cell_0(1,4); serial=cell2mat(c1); theta=cell2mat(c2); radius=cell2mat(c3);label=c4; eeg文件我们来看一下基本的思路。 %% 绘制电极位置 [elocsX,elocsY] = pol2cart(pi/180*theta,radius);% 极坐标系转化到笛卡尔坐标系 figure(1), clf; scatter(elocsY,elocsX,100,'ro','filled'); set(gca,'xlim',[-1 1],'ylim',[-1 1]); axis equal; title('电极位置'); interp_detail = 100; %初设100个点，后期科更改 interpX = linspace(min(elocsX)-.11,max(elocsX)+.11,interp_detail); interpY = linspace(min(elocsY),max(elocsY),interp_detail); [gridX,gridY] = meshgrid(interpX,interpY); hold on; plot3(gridY(:),gridX(:),-ones(1,interp_detail^2),'k.');运行完代码你就会得到这样的图。
其中，红色的就是电极的位置，黑色的点就是通过插值函数之后得到的个个点的位置，简单地来说就是，EEG信号文件以及loc文件是无法绘制出我们想要的脑地形图的，我们需要在各个点（红花点）之间创建新的点（黑点），利用插值函数，使这些黑点有值，在绘制等高线图就可以了。 下面就是简单的调用一下插值函数。 topoplot函数中，用的是griddata。这个函数做了插补和外插。 rmax = 0.5;% 不要修改这个参数 % interpFunction = TriScatteredInterp(elocsY,elocsX,bcr_13hz_400mVpp_g1_fft_13Hz'); % topodata = interpFunction(gridX,gridY); [Xi, Yi, topodata] = griddata(elocsY, elocsX, data',gridX, gridY, 'v4'); mask = (sqrt(Xi.^2 + Yi.^2) |
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