损伤脑区功能恢复过程中的脑电信号非线性动力学研究

发布时间：2021-04-17 00:24

　　脑损伤是造成全世界死亡和残疾的主要原因之一,脑损伤后的功能恢复问题已受到广泛关注。由于大脑在损伤后的恢复过程中会发生复杂的神经重构,脑损伤后的功能康复机制尚未得到充分阐明。本文选择对脑损伤恢复过程中脑电信号特征参数的变化进行研究,期望对脑损伤后功能恢复机制的研究有所帮助。脑电信号的传统研究方法主要为组间比较,但由于不同个体及不同脑损伤部位对脑电信号都有影响,组间比较的设计模式已经无法完全揭示脑功能恢复过程的潜在机制,故本文选择对单个大鼠的两个对称脑区（一侧为损伤区,一侧为非损伤区）的脑电信号进行研究,并对其进行动态监测。希望能更深入了解脑功能恢复过程中两侧脑区的脑电信号的不同之处,找到表征脑功能恢复的脑电信号测度。本文通过对局灶脑缺血组（n=12）、创伤性颅脑损伤组（n=10）、假手术组（n=11）大鼠的损伤脑区与对侧非损伤脑区的脑电信号进行采集及动态跟踪;并对以上各组及对照组（n=10）大鼠的运动功能进行评估,探究脑电信号的各个特征参数与运动功能恢复的相关性。本文研究的主要结果如下:（1）脑损伤后第1天损伤区的theta、alpha、beta频段能量值和样本熵、LZ复杂度均低于非损伤... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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主要工作流程图

杭州电子科技大学硕士学位论文9表2.2脑电信号的常见波形波形频率(Hz)幅度(μV)脑电活动状态delta波0.5–4Hz20–200μV在儿童时期、成人的睡眠状态、深度麻醉状态、大脑受损等状态下出现，被认为是大脑活动处于抑制状态的主要波形。theta波4–8Hz20–150μV在儿童时期、成人的困倦疲惫期、回忆、幻想、昏睡时出现。alpha波8–13Hz20–100μV在安静、放松、不激动、沉思等状态下出现，被认为是大脑处于清醒安静状态下的主要脑电波形。beta波13–30Hz5–20μV在思考、分析问题、情绪激动时出现，被认为是大脑处于刺激状态下主要脑电波形。2.2.2脑电信号采集2.2.2.1脑电信号采集系统实验使用的脑电信号采集设备是上海诺诚电气股份有限公司生产的Nation系列无线视频脑电图仪。脑电图仪硬件主要组成如下：电脑主机部分、无线接收盒、脑电盒、信号采集电极。如图2.1所示，脑电信号采集所用的软件为NCC。图2.1脑电图仪硬件组成2.2.2.2脑电信号采集(1)脑电电极记录脑电信号的电极主要有两种：一种是将电极贴于头皮上的，这种方法是无损的，主要用于人体实验，此法电极容易脱落；另一种是将电极插入到大脑皮层下方，这种方法是有损的，常用于动物实验，此法电极不易脱落。由于脑电信号极其微弱、特别容易受到干扰，而且皮层电极容易脱落，所以综合考虑本实验采用的是将电极插入大脑皮层下的方法来采集大鼠的脑电信号。(2)电极放置方式由于本实验需要采集左右对称两侧的脑电信号，所以本实验设计在大鼠的大脑左侧植入4个导联电极作为采集电极；对侧右侧脑区同样植入4个导联电极作为采集电极；在大鼠鼻

杭州电子科技大学硕士学位论文10骨区域植入参考电极。(3)参数设置首先要对采集信号的软件进行参数设置，具体参数如下：采集频率：256Hz，滤波器：30Hz低通滤波器，50Hz陷波器，阻抗小于5k欧姆，电极为8导联，其中非损伤脑区(左侧脑区)4导联，损伤脑区(右侧脑区)4导联，由于采集电极为8导联，因此设置屏幕显示8个通道。脑电信号采集页面如下图所示：图2.2脑电信号采集页面(4)脑电信号采集步骤脑电信号的采集步骤如下：①在采集信号前，打开记录的软件，创建新的采集任务，插上无线接收装置。②把大鼠头顶的电极针用蘸了酒精的棉签清洗干净，再把脑电放大盒和排线连接起来，将排线的另一头与大鼠头部的电极针连接。③点击检测，观察大鼠的脑电波形，看是否有接触不良的导联，若有某导联没有显示，或显示为噪音，则需要再调整一下电极的插头部分，待大鼠安静且屏幕上显示的脑电波均正常显示出来再点击记录。若大鼠剧烈运动或者中间的脑电信号杂乱就停止记录，待大鼠安静下来或者信号基线平稳再继续记录，以此持续记录20min以上。大鼠的脑电信号采集情况如下所示：图2.3大鼠脑电信号采集


本文编号：3142451