基于非线性方法的微意识状态脑电分析
发布时间：2022-01-20 22:27
意识障碍患者的意识恢复是当今世界关心的问题。由于脑电分析方法对患者基础神经功能要求低,因此非常适用于意识障碍大脑皮层功能的检查以及患者意识状态评估。本文利用非线性脑电分析方法对意识障碍患者的意识评估以及脊髓电刺激的调控效果进行研究。本文首先介绍了意识障碍患者脑电信号的采集和预处理过程,并将微意识状态患者的脑电信号与正常状态和植物状态对比。本研究通过对微意识状态患者神经振荡及能量分布的分析,发现微意识状态患者脑电的振幅大于植物状态但是小于正常状态,并且信号中delta频段密度高但是高频能量缺失。其次,本文介绍了6种熵算法并基于Renyi排序熵提出了更加简单快捷的最小Renyi排序熵。通过对7种熵算法与修正的昏迷康复量表评分的相关性分析,得出样本熵、Renyi排序熵和最小Renyi排序熵对意识障碍患者意识的有较高的评估能力。为了辅助临床进行脊髓电刺激最佳参数的选择,本研究对7种指标刺激前后的变化情况进行了统计,将统计结果联系临床实际情况可得出最佳刺激频率为70Hz。为了进一步基于脑电研究微意识状态患者的意识及脊髓电刺激的作用机制,本文采用了分形理论和多重分形理论。为描述患者脑电信号的分形特...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
各种脑状态的意识程度
提供了一定电生理学依据，旨在为意识障碍患者的临床指标的刺激参数选择电刺激的刺激范式，陆军总医院在对患者进行手术调控时，采用的是美敦激器。刺激电极在患者体内放置的位置为前胸皮下脊髓硬 所示。电极与刺激器连接的导线放置在脊髓硬膜的中间区10μs 幅值为 3V 的脉冲可以在两个电极间产生电压差。刺可通过体外的无线控制器进行设置。本研究中对微意识z、20Hz、50Hz、70Hz 和 100Hz 的刺激调控，每两次刺激天以上。在调控的具体实施中，这 17 名微意识状态患者频率先后顺序被随机地打乱。
(5) 检验EEGDFA 指标。用以上方法中的前三步去趋势波动分析法计算每一组替代数据的 DFA 指数，本文将其命名为surrDFA 。将各个频段每条通道的 指标与其对应的 30 组 进行 Wilcoxon 符号秩检验(signrank.m)，置信区间为 95%。若在零假设下得到的 h 1，显著性 p 值小于 0.05，则该通道的 为显著 DFA指数(GDFAE)。若显著性 p 值大于 0.05，则GDFAE为空： :0,0.05:1,0.05nullhpDFAEhpGDFAEEEG(4-6)如果某一通道的 相比于其对应的 30 组 具有显著性，那么该通道的长程时间相关性为真实相关，反之为伪相关。图 4-3 中展示了两条典型通道的窗长与波动函数的线性拟合结果图，图中包括 EEG 以及 30 组替代数据。红色星号和红色直线代表 EEG 数据，蓝色散点和黑色直线代表 30 组替代数据，除灰色区域外的白色区域为拟合区域。黄色、粉色和绿色的星号分别对应于图 4-2 中相应颜色的三个窗长。两条通道的 (红)和 (蓝)也在图 4-3 中给出。图中左侧的通道是一条伪长程相关的通道，右侧为真实长程相关性通道。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Spinal Cord Stimulation Frequency Influences the Hemodynamic Response in Patients with Disorders of Consciousness[J]. Juanning Si,Yuanyuan Dang,Yujin Zhang,Yaxin Li,Wenyue Zhang,Yi Yang,Yue Cui,Xiaoping Lou,Jianghong He,Tianzi Jiang. Neuroscience Bulletin. 2018(04)
[2]脊髓电刺激疗法在脊柱领域的临床应用[J]. 王洪昌. 中国继续医学教育. 2017(30)
[3]轻度认知障碍的全脑网络研究进展:来自图论的证据[J]. 魏珑,杨澄,王丽嘉,王远军,聂生东. 生物医学工程学杂志. 2017(01)
[4]不同的音乐刺激对最小意识状态患者脑电波变化的影响[J]. 刘娜,陈伟,孙洁,翟宏伟. 实用医学杂志. 2016(09)
[5]短时程脊髓电刺激治疗带状疱疹性神经痛的疗效观察[J]. 罗裕辉,熊东林,蒋劲,肖礼祖,高翃,杨娟,王臻,姚尚龙. 中国疼痛医学杂志. 2016(02)
[6]呼唤式护理干预对最小意识状态患者的影响研究[J]. 陈芳,张芳,马兰,冯玲. 护理与康复. 2016(01)
[7]脑电信号的非线性动力学分析[J]. 刘桂珍,于影,李宪芝,闻邦椿. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]基于样本熵算法的抑郁症患者脑电特征分析[J]. 杨超,肖文香,陈真诚,王冬翠,陈刚,田树香,罗邵辉. 桂林电子科技大学学报. 2014(05)
[9]癫痫脑电及节律波的非线性动力学特征研究[J]. 黄瑞梅,杜守洪,陈子怡,张振,周毅. 生物医学工程学杂志. 2014(01)
[10]独立分量分析在脑电特征提取分析应用[J]. 王永飞. 铜陵职业技术学院学报. 2013(03)
硕士论文
[1]基于盲源分离的风机轴承的故障特征提取方法研究[D]. 邵玲.华北电力大学 2015
[2]基于互近似熵和互样本熵的脑功能网络构建及应用[D]. 马宏娟.西安电子科技大学 2014
[3]麻醉神经振荡的非线性分析[D]. 孙雪.燕山大学 2013
[4]发作间歇期癫痫患者脑电非线性分析[D]. 朱兰英.福建医科大学 2011
本文编号：3599635
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【图文】：
各种脑状态的意识程度
提供了一定电生理学依据，旨在为意识障碍患者的临床指标的刺激参数选择电刺激的刺激范式，陆军总医院在对患者进行手术调控时，采用的是美敦激器。刺激电极在患者体内放置的位置为前胸皮下脊髓硬 所示。电极与刺激器连接的导线放置在脊髓硬膜的中间区10μs 幅值为 3V 的脉冲可以在两个电极间产生电压差。刺可通过体外的无线控制器进行设置。本研究中对微意识z、20Hz、50Hz、70Hz 和 100Hz 的刺激调控，每两次刺激天以上。在调控的具体实施中，这 17 名微意识状态患者频率先后顺序被随机地打乱。
(5) 检验EEGDFA 指标。用以上方法中的前三步去趋势波动分析法计算每一组替代数据的 DFA 指数，本文将其命名为surrDFA 。将各个频段每条通道的 指标与其对应的 30 组 进行 Wilcoxon 符号秩检验(signrank.m)，置信区间为 95%。若在零假设下得到的 h 1，显著性 p 值小于 0.05，则该通道的 为显著 DFA指数(GDFAE)。若显著性 p 值大于 0.05，则GDFAE为空： :0,0.05:1,0.05nullhpDFAEhpGDFAEEEG(4-6)如果某一通道的 相比于其对应的 30 组 具有显著性，那么该通道的长程时间相关性为真实相关，反之为伪相关。图 4-3 中展示了两条典型通道的窗长与波动函数的线性拟合结果图，图中包括 EEG 以及 30 组替代数据。红色星号和红色直线代表 EEG 数据，蓝色散点和黑色直线代表 30 组替代数据，除灰色区域外的白色区域为拟合区域。黄色、粉色和绿色的星号分别对应于图 4-2 中相应颜色的三个窗长。两条通道的 (红)和 (蓝)也在图 4-3 中给出。图中左侧的通道是一条伪长程相关的通道，右侧为真实长程相关性通道。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Spinal Cord Stimulation Frequency Influences the Hemodynamic Response in Patients with Disorders of Consciousness[J]. Juanning Si,Yuanyuan Dang,Yujin Zhang,Yaxin Li,Wenyue Zhang,Yi Yang,Yue Cui,Xiaoping Lou,Jianghong He,Tianzi Jiang. Neuroscience Bulletin. 2018(04)
[2]脊髓电刺激疗法在脊柱领域的临床应用[J]. 王洪昌. 中国继续医学教育. 2017(30)
[3]轻度认知障碍的全脑网络研究进展:来自图论的证据[J]. 魏珑,杨澄,王丽嘉,王远军,聂生东. 生物医学工程学杂志. 2017(01)
[4]不同的音乐刺激对最小意识状态患者脑电波变化的影响[J]. 刘娜,陈伟,孙洁,翟宏伟. 实用医学杂志. 2016(09)
[5]短时程脊髓电刺激治疗带状疱疹性神经痛的疗效观察[J]. 罗裕辉,熊东林,蒋劲,肖礼祖,高翃,杨娟,王臻,姚尚龙. 中国疼痛医学杂志. 2016(02)
[6]呼唤式护理干预对最小意识状态患者的影响研究[J]. 陈芳,张芳,马兰,冯玲. 护理与康复. 2016(01)
[7]脑电信号的非线性动力学分析[J]. 刘桂珍,于影,李宪芝,闻邦椿. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2015(04)
[8]基于样本熵算法的抑郁症患者脑电特征分析[J]. 杨超,肖文香,陈真诚,王冬翠,陈刚,田树香,罗邵辉. 桂林电子科技大学学报. 2014(05)
[9]癫痫脑电及节律波的非线性动力学特征研究[J]. 黄瑞梅,杜守洪,陈子怡,张振,周毅. 生物医学工程学杂志. 2014(01)
[10]独立分量分析在脑电特征提取分析应用[J]. 王永飞. 铜陵职业技术学院学报. 2013(03)
硕士论文
[1]基于盲源分离的风机轴承的故障特征提取方法研究[D]. 邵玲.华北电力大学 2015
[2]基于互近似熵和互样本熵的脑功能网络构建及应用[D]. 马宏娟.西安电子科技大学 2014
[3]麻醉神经振荡的非线性分析[D]. 孙雪.燕山大学 2013
[4]发作间歇期癫痫患者脑电非线性分析[D]. 朱兰英.福建医科大学 2011
本文编号：3599635
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