EEG信号处理与分析常用工具包介绍【第2波】

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ERPLAB工具包

ERPLAB工具包是由ERP领域的大牛Steven J Luck团队研发的专门针对ERP分析的工具包。ERPLAB并不是一个独立的工具包，而是作为EEGLAB工具包的一个插件。ERPLAB可以进行滤波、重参考、去除噪声等ERP的预处理，可以计算和绘制平均ERP和差异波，可以绘制幅值地形图，最为重要的是可以计算（局部）峰潜伏期、（局部）峰幅值、平均幅值、面积幅值等多种ERP参数。此外，ERPLAB还提供了permutation和Mass Univariate统计分析方法。除了功能上的一应俱全，对于编程小白来说最为重要的是，ERPLAB具有GUI界面，只需点击几个按钮和键盘即可完成一系列操作。当然，对于有编程经验的研究者，ERPLAB也提供了现成的代码和函数供调用。
官方网址：https://erpinfo.org/

图1

LORETA/sLORETA/eLORETA软件

LORETA/sLORETA/eLORETA软件是由瑞士苏黎世大学医院的Roberto D. Pascual-Marqui等研究者研发而成，用于EEG、MEG信号的分析。LORETA/sLORETA/eLORETA最主要的功能是进行基于LORETA技术的EEG和MEG信号的溯源分析，以及计算源空间上的功能连接。
官方网址：http://www.uzh.ch/keyinst/loreta.htm

图2（来源：官网）

SPM工具包

SPM（Statistical Parametric Mapping）工具包是由英国及伦敦大学的Friston等人开发的基于Matlab平台的开源工具包，功能非常强大。做fMRI研究的朋友可能对SPM更为熟悉，但是，SPM除了能够处理fMRI数据外，还可以处理多种神经影像数据，包括PET,SPECT, EEG/ MEG。SPM除了包括常规的EEG/MEG预处理和分析功能，主要具有以下3个主要的特点：1）可以利用一般线性模型（general linear model）对计算得到的地形图、时频分析、和3D溯源结果进行统计分析，并可以用随机场理论（randomfield theory）进行多重比较矫正；2）贝叶斯EEG/MEG溯源分析；3）动态因果模型（dynamiccausal modelling，DCM）应用于EEG/MEG的分析。
官方网址：https://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/

图3

BioSig工具包

BioSig全称是Biomedical Signal Processing，即生物医学信号处理，是由德国Berlin Institute of Technology的Carmen Vidaurre等人开发，可以在Matlab和C/C++环境运行。BioSig工具包可以用于处理多种生物医学信号，包括EEG、ECoG, ECG, EOG, EMG,甚至可以处理呼吸信号。BioSig工具包提供了干扰信号的去除、特征提取、分类、计算功能连接和基于PDC的有效连接等功能。BioSig工具包主要的特色应该是具有脑机接口BCI系统，可以用于BCI的研究。BioSig工具包中的BCI系统包含的功能如图4所示。
官方网址：http://biosig.sourceforge.net/

图4

参考文献：
[1]Javier L C , Luck S J . ERPLAB: an open-sourcetoolbox for the analysis of event-related potentials[J]. Frontiers in HumanNeuroscience, 2014, 8.
[2]Litvak V , Mattout, Jérémie, Kiebel S , et al. EEGand MEG Data Analysis in SPM8[J]. Computational Intelligence and Neuroscience,2011, 2011:1-32.
[3]Vidaurre C , Sander T H , Schl?Gl A . BioSig: TheFree and Open Source Software Library for Biomedical Signal Processing[J].Computational Intelligence and Neuroscience, 2011, 2011:1-12.

总结
工具包虽好，但是我们在应用某些分析技术时，尽量还是要先理解这些分析技术的原理，而不只是“傻瓜式地”点几个工具包中的按钮。