帕金森病丘脑底核场电位信号多特征提取及药物影响研究

发布时间：2017-05-11 17:01

  本文关键词：帕金森病丘脑底核场电位信号多特征提取及药物影响研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：帕金森病(Parkinson's Disease,PD)是一种常见的神经系统退行性疾病,其震颤、肌肉强直及运动迟缓等运动症状的产生与黑质纹状体内多巴胺的缺失有关,服用多巴胺类药物能够有效抑制这些症状,且药物治疗是帕金森病临床治疗的基础。研究表明帕金森病存在着基底神经节-丘脑-皮层环路神经元异常放电。丘脑底核(Subthalamic Nucleus,STN)神经活动与帕金森病密切相关,其局部场电位(Local Field Potentials,LFPs)信号具有高时间分辨率和高空间分辨率的特点,可提供丰富的神经波动成分信息,反映帕金森病人的脑功能状态。药物治疗作为一种外界刺激会对脑功能状态产生显著影响,该影响可能与帕金森病的治疗机制密切相关。本文从帕金森病患者丘脑底核局部场电位信号入手,研究药物治疗对帕金森病丘脑底核神经波动的影响。通过分析局部场电位的节律性、平衡性及耦合性等局部神经网络特征,研究药物治疗下丘脑底核神经波动的变化,以及这些变化与帕金森病症状改善之间的关系,试图寻找可用于闭环深部脑刺激调控的神经信号生物学标记,并且建立神经波动与帕金森病运动症状之间的桥梁,为寻找更为客观的帕金森病临床评估指标奠定基础。实验采集接受双侧深部脑刺激器植入手术的帕金森病患者在服用多巴胺类药物前后坐姿静止态下丘脑底核局部场电位信号,同时对患者进行肌电监测,筛选出无震颤状态下绝对静止的25 s数据用于后续分析,并收集患者深部脑刺激植入手术前3个月左右服药前后的帕金森病症状评估量表,对场电位的节律性、平衡性及耦合性特征进行分析,并比较药物对其影响。神经活动的节律性包括稳态的节律性和动态节律性,即同步化特征和同步化特征的时间稳定性,分别使用功率谱密度及时变能量的变异系数来量化;使用不同频率成分同步化强度的比值度量神经活动的平衡性;不同频段信号时变能量的互相关系数作为神经活动耦合性的指标。实验主要分为两个部分,首先通过差异性统计分析寻找服药前后局部场电位显著变化的特征,然后通过分析与帕金森病各运动症状间的相关性对特征的意义进行研究。实验结果表明,服药后Theta频段同步化增强、低Beta频段同步化降低,且Theta同步化与肌肉强直和运动迟缓症状呈负相关,低Beta同步化与肌肉强直和运动迟缓呈正相关;Theta和高Gamma同步化的稳定性均显著降低,且Theta同步化稳定性与运动整体症状呈负相关,高Gamma同步化稳定性与运动整体症状呈正相关;(4~10Hz,10~20Hz)间平衡性降低,其与肌肉强直及运动迟缓呈正相关,(12~20Hz,20~38Hz)间平衡性增强,其与震颤呈正相关;药物对(30~38Hz,4~10Hz)(49~55Hz,25~30Hz)(50~60Hz,4~10Hz)(59~65Hz,20-28Hz)等多频段间的耦合性有显著影响,其中只有(59~65Hz,20~28Hz)间的耦合性与肌肉强直呈正相关。丘脑底核局部场电位在药物治疗下多频段节律性、平衡性及耦合性发生变化,这些变化反应了药物作用下帕金森病脑功能状态受药物治疗的影响,其中部分特征与帕金森病震颤、肌肉强直及运动迟缓等运动症状密切相关,这些特征可用于描述神经波动与行为学症状间的关系。本文通过对局部场电位多维特征进行分析,找到了多种与药物治疗相关的神经波动特征,并通过相关分析将其分成运动症状相关和非运动症状相关两类。文中多维度特征的发现将有助于建立基于多特征融合的更为敏感和特异的神经信号生物学标记,为实现脑功能状态判别提供判定指标;为神经波动与帕金森病症状之间建立了桥梁,为帕金森病临床评估的量化提供基础。
【关键词】：帕金森病 丘脑底核 局部场电位信号 神经标记物 药物治疗
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R742.5;TN911.7
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 课题背景10-17
• 1.2.1 帕金森病10-12
• 1.2.2 局部场电位信号12-16
• 1.2.3 药物治疗16-17
• 1.3 帕金森病局部场电位信号研究现状17-18
• 1.4 选题目的与意义18-19
• 1.5 本文的主要工作19-22
• 第2章 局部场电位信号及帕金森病临床评估22-32
• 2.1 实验设计及信号采集22-25
• 2.2 局部场电位信号筛选25-27
• 2.2.1 静息数据的筛选25
• 2.2.2 局部场电位信号的通道选取25-27
• 2.3 信号预处理27-31
• 2.3.1 低通滤波27-28
• 2.3.2 信号降采样28
• 2.3.3 自适应迭代滤波28-29
• 2.3.4 高通滤波29-31
• 2.4 局部场电位信号常用频段划分31
• 2.5 本章小结31-32
• 第3章 药物治疗对神经波动节律性的影响32-46
• 3.1 研究方法简介32-35
• 3.1.1 功率谱分析32-33
• 3.1.2 时频分析33-34
• 3.1.3 统计分析34-35
• 3.1.4 相关性分析35
• 3.2 神经活动的节律性35-38
• 3.2.1 稳态节律性35-36
• 3.2.2 动态节律性36-38
• 3.3 与药物治疗相关的节律性特征提取38-41
• 3.4 节律性特征与帕金森病运动症状的相关性分析41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 药物治疗对神经波动平衡性的影响46-52
• 4.1 神经波动平衡性定义46-47
• 4.2 与药物治疗相关的平衡性特征提取47-49
• 4.3 平衡性特征与帕金森病运动症状间的相关性分析49-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 药物治疗对神经波动耦合性的影响52-60
• 5.1 耦合性方法简介52-56
• 5.2 与药物治疗相关的耦合性特征提取56-58
• 5.3 耦合性特征与帕金森病运动症状间的相关性分析58-59
• 5.4 本章小结59-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 参考文献62-66
• 在学期间学术成果情况66-67
• 指导教师及作者简介67-68
• 致谢68

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘焯霖;帕金森病的诊治体会[J];新医学;2000年10期

2 张巍,雷征霖,孙秀兰,宋春莉;血管性帕金森综合征与帕金森病患者的临床对比分析[J];中华神经科杂志;2000年05期

3 刘萍,边强;尼古丁有助于帕金森病治疗[J];国外医药(合成药 生化药 制剂分册);2000年04期

4 王建,刘焯霖;帕金森病病因的新线索[J];国外医学(内科学分册);2000年04期

5 覃艳玲;帕金森病患者的护理体会[J];广西医科大学学报;2000年S1期

6 侯强,于长本;帕金森病伴发的抑郁[J];临床精神医学杂志;2000年06期

7 张巍,梁战华,雷征霖;肌萎缩侧索硬化症合并帕金森病1例报告[J];临床神经病学杂志;2000年03期

8 庄立;帕金森病的症状前指标[J];现代康复;2000年02期

9 刘泉开;帕金森病治疗的新进展[J];现代诊断与治疗;2000年02期

10 于嘉;帕金森病与临床用药[J];首都医药;2000年12期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 邹密;;老年帕金森病患者跌倒的危险因素及护理干预[A];中华护理学会全国第12届老年护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2009年

2 康婧;罗晓光;任艳;何志义;;应激诱发帕金森病的相关因素分析[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年

3 李友海;田仰华;陈先文;汪凯;;帕金森病患者的时间感知研究[A];中华医学会第十三次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2010年

4 李如奎;;帕金森病研究进展[A];第三届全国中西医结合神经系统疾病学术会议论文集[C];2000年

5 杨晓军;李筱婷;;从中医角度探讨帕金森病[A];中国中西医结合学会成立20周年纪念大会论文集[C];2001年

6 周文泉;于向东;;对帕金森病研究的思索[A];第三次全国中西医结合养生学与康复医学学术研讨会论文集[C];2002年

7 韩蓉蓉;范亚瑜;吴集雄;徐晓华;刘汉伟;;帕金森病特殊类型的植物神经功能障碍——食性低血压[A];中华医学会第七次全国神经病学学术会议论文汇编[C];2004年

8 欧阳荔莎;;进行性核上性麻痹误诊为帕金森病1例[A];全国外科、神经内外科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2006年

9 干静;周明珠;刘振国;陈伟;陆丽霞;吴佳英;;帕金森病患者自主神经功能障碍评估[A];第十一届全国神经病学学术会议论文汇编[C];2008年

10 史新冲;张祥松;易畅;;~(18)F-FDG PET/CT显像在帕金森病诊断中的应用[A];中华医学会第九次全国核医学学术会议论文摘要汇编[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 范又;如何早期发现帕金森病[N];光明日报;2006年

2 罗刚;近八成帕金森病患者看病不及时[N];健康报;2007年

3 蒋雨平;帕金森病认识四误区[N];家庭医生报;2007年

4 孙燕明;帕金森病患者要严防抑郁[N];中国消费者报;2007年

5 程守勤 蒋廷玉;帕金森病发病率居高不下[N];新华日报;2006年

6 杨锋;及早防范帕金森病[N];医药经济报;2006年

7 李尤佳;帕金森病——中老年人的“绊脚石”[N];中国中医药报;2006年

8 刘卫宏;帕金森病并非老年人的“专利”[N];中国中医药报;2007年

9 ;科学家发现：帕金森病早期确诊新法[N];新华每日电讯;2008年

10 程守勤;六成帕金森病人治疗不规范[N];健康报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王敏;帕金森病患者的辅助诊断与手运动补偿研究[D];华东理工大学;2012年

2 黄思菲;快动眼期睡眠行为障碍和帕金森病患者嗅觉分析及价值[D];复旦大学;2014年

3 高靓;CCL2在帕金森病轻度认知功能障碍中的作用及机制研究[D];南方医科大学;2015年

4 谷有全;TLR4在帕金森病小鼠中脑的表达及其对炎症介质释放的影响[D];南方医科大学;2014年

5 李红燕;早发型帕金森病患者的临床特征及维吾尔族早发型家族性帕金森病PARKIN基因突变的研究[D];安徽医科大学;2014年

6 胡盼盼;帕金森病患者的认知神经心理学研究[D];安徽医科大学;2014年

7 刘崴;帕金森病LRRK2和VPS35基因突变研究[D];天津医科大学;2012年

8 康文岩;α-突触共核蛋白在帕金森病发病机制及生物学标记物中的研究[D];上海交通大学;2012年

9 李桂花;新疆地区帕金森病危险因素、症状学和ATP13A2基因多态性研究[D];新疆医科大学;2015年

10 郭素良;帕金森病危险因素及患者生活质量影响因素研究[D];中国协和医科大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 康婧;应激诱发帕金森病的相关因素分析[D];中国医科大学;2010年

2 常崇旺;人工神经网络模型诊断帕金森病的研究[D];第四军医大学;2004年

3 陈伏祥;帕金森病轻度认知障碍患者脑灰质改变研究[D];福建医科大学;2015年

4 韩薇;α-突触核蛋白(SNCA)基因多态性与帕金森病易感性的meta分析[D];河北医科大学;2015年

5 王倩;帕金森病患者自主神经功能的研究[D];河北医科大学;2015年

6 刘疏影;不同帕金森病亚型（早发晚发型）的多巴胺转运体显像特征分析[D];复旦大学;2014年

7 徐睿鑫;杨明会教授治疗帕金森病学术经验研究[D];中国人民解放军医学院;2015年

8 李洋;帕金森病患者嗅觉相关脑区的MRI研究[D];苏州大学;2015年

9 李玲;早期帕金森病患者视网膜及视野改变的临床研究[D];苏州大学;2015年

10 程筱雨;血清反应因子在帕金森病发病中的作用和机制研究[D];苏州大学;2015年

  本文关键词：帕金森病丘脑底核场电位信号多特征提取及药物影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：357655