python绘制局部EEG导联的脑地形图

本文介绍了如何使用Python的MNE库在EEG数据中实现20导联信号的局部脑地形图绘制,包括plot_joint和plot_topomap两种样式,以及如何设置extrapolate参数。重点讲解了如何根据实验需求调整通道位置和绘制选项。

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目的:绘制EEG局部脑地形图

接上篇:Python 利用MNE实现自定义矩阵大脑拓扑图的绘制
在这里插入图片描述

1. 实验要求

信号采集时,为了缩短时间,采集时不采集所有导联的信号
例如:

  • 有个32导联的脑电帽
  • 只采集20个导联的信号
  • 并将这20个导联的位置放置到顶叶了(对帽子导联进行重新排布)

2. 通道定位

具体参考:Python 利用MNE实现自定义矩阵大脑拓扑图的绘制


3. 绘制局部脑地形图

3.1 第一种绘制样式:plot_joint

加上这一句:**topomap_args = dict(extrapolate=“local”)**即可
更多可参考官网:Visualising statistical significance thresholds on EEG data

times=[-0.5, 0.0, 0.5, 1.2, 4.0] 
evoked.plot_joint(  # evoked: 你自己的evoked
                    times=times, 
                    topomap_args=dict(extrapolate="local") ,  # *** 加上这一句即可
                    title='LeftHand')

在这里插入图片描述

3.2 第二种绘制样式:plot_topomap

加上这两句:
topomap_args = dict(extrapolate=“local”);
** topomap_args
即可
更多可参考官网:Plotting topographic maps of evoked data

times = np.arange(0.05, 0.151, 0.02)
topomap_args = dict(extrapolate="local") # 加上这一句
evoked.plot_topomap(times, 
					ch_type="mag",
					**topomap_args # 和加上这一句即可
					)

在这里插入图片描述

### 使用 Python 绘制 10-20 系统电极地形图 为了实现这一目标,`MNE-Python` 是一个非常强大的库,专门用于处理和可视化神经科学中的 EEG 和 MEG 数据。通过 `MNE-Python` 可以方便地创建基于国际 10-20 系统的头皮分布图。 #### 安装依赖包 首先需要安装几个重要的 Python 包来支持数据分析与绘图功能: ```bash pip install mne numpy matplotlib scipy pandas ``` #### 导入所需模块并设置全局参数 确保导入所有必需的库,并配置 Matplotlib 的默认样式以便更好地展示中文标签和其他细节[^2]。 ```python import os import numpy as np import mne import matplotlib.pyplot as plt plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False # 支持负号正常显示 plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['SimHei'] # 设置字体为黑体 plt.rcParams['savefig.dpi'] = 300 # 图片保存时的分辨率 plt.rcParams['figure.dpi'] = 300 # 屏幕上显示图像的分辨率 ``` #### 创建虚拟通道位置信息 对于没有实际测量数据的情况,可以通过定义标准的 10-20 系统坐标系来模拟电极的位置。这里使用 `mne.channels.make_standard_montage()` 函数快速获取预设好的 montage 对象。 ```python montage = mne.channels.make_standard_montage('standard_1020') print(montage) ``` #### 构建伪EEG数据集 为了让例子更加具体化,在此构建一组随机生成的数据作为示例输入给后续的绘制函数。这一步骤可以根据实际情况替换为真实的实验记录。 ```python n_channels = len(montage.ch_names) # 获取电极数量 data = np.random.randn(n_channels, 1) * 1e-6 # 随机数乘以一个小系数使得数值合理 info = mne.create_info(ch_names=montage.ch_names, sfreq=250., ch_types='eeg') # 假定采样率为250Hz evoked = mne.EvokedArray(data, info) evoked.set_montage(montage) ``` #### 绘制地形图 最后调用 `plot_topomap()` 方法即可轻松得到一张美观清晰的大表面投影图。该方法允许自定义多个参数来自定义最终呈现效果,比如调整色彩映射范围、添加标题等。 ```python evoked.plot_topomap(times=[0], show=False) # 自定义更多选项 fig, ax = plt.subplots() evoked.plot_topomap(times=[0], axes=ax, vmin=-5e-7, vmax=5e-7, cmap='RdBu_r', contours=0, outlines='head', extrapolate='local', image_interp='linear') ax.set_title('Random Generated Data Topography Map (10-20 System)', fontsize=14) plt.show() ``` 上述过程展示了如何利用 `MNE-Python` 结合其他常用工具链完成从准备到可视化的全流程操作。值得注意的是,真实应用场景下应当依据具体的科研需求对代码做出相应修改优化[^1]。
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