Methoden der zeitvarianten Bispektralanalyse zur Untersuchung transienter quadratischer Phasenkopplungen in biomedizinischen Signalen

In der Biosignalanalyse ist es oft interessant, Kopplungen zwischen Frequenzkomponenten eines oder mehrerer Signale zu untersuchen. Insbesondere quadratische Phasenkopplungen spielen eine bedeutende Rolle und können mit Hilfe der Bispektralanalyse analysiert und quantifiziert werden. In biologischen Systemen sind derartige Kopplungen oft an temporäre Ereignisse / Prozesse gebunden und treten somit nur transient in Erscheinung. Dies wiederum erfordert besondere Anforderungen an die Analysealgorithmen. Deshalb wurden in diesem Projekt Methoden zur zeitvarianten Bispektralanalyse (Bispektrum, Bikohärenz, Phasenbikohärenz) auf der Basis der adaptiv rekursiven Kumulantenschätzung III. Ordnung, der adaptiv rekursiven Fouriertransformation, der Gaborexpansion und der Wigner-Distribution mit rekursivem Kernel entwickelt und u. a. bei der Analyse quadratischer Phasenkopplungen im EEG während Burst-Suppression (siehe Abbildung) und zwischen Herzfrequenzkomponenten Neugeborener zum Einsatz gebracht.