基于静息态皮质脑电的术中脑功能区定位算法研究

发布时间：2021-08-12 05:34

　　术中脑功能区定位能够指导医生在保护重要脑功能区的前提下最大程度切除癫痫、脑肿瘤等病灶,是提高神经外科手术成功率的关键环节。目前术中脑功能区定位的“金标准”——皮质电刺激法定位时间长、难度大、有创。如何准确、快速、无创地实现术中脑功能区定位,一直是困扰国内外神经外科手术的重大问题,亟待解决。本文开展基于静息态皮质脑电的术中脑功能区定位算法研究,包括静息态ECoG采集、预处理、特征提取和分类算法设计几个方面,探索术中脑功能区定位的新方法。首先,优化静息态ECoG的采集方法和预处理算法。设计智能电极接触状态检测器,检测和指示皮质电极与大脑皮层接触良好、电极悬空、电极间相互短路的三种状态,以保证在检测到良好接触时采集准确的ECoG;采用小波分解与重构算法滤波,使用db3小波对静息态ECoG进行7层小波分解,并重构d4～d7（2-32Hz）四个频段的信号,去除0-2Hz的低频干扰和32Hz以上的高频噪声,完成对静息态ECoG的滤波。其次,设计特征提取和分类算法。首先,使用db3小波对静息态ECoG进行7层小波分解,计算分解后2-4Hz、4-8Hz、8-16Hz、16-32Hz四个频段的频带能量特... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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本文的研究路线

华南理工大学硕士学位论文12第二章大脑功能区与脑电信号本章主要介绍大脑的功能区分布及脑电信号产生的生理基矗首先介绍大脑的内部结构及脑功能区分布，然后介绍脑电信号的产生原理及记录方式，最后介绍脑电信号的特点及应用。2.1大脑的结构与脑功能区2.1.1大脑的结构人脑主要分为三大区域，分别为大脑、小脑和脑干。其中大脑是人体神经系统的最高级中枢，人体的运动、语言、感觉等功能活动，都依赖于大脑的正常指挥和控制，大脑的结构相对复杂，主要由四部分组成：颞叶、额叶、顶叶、枕叶，每部分根据分布位置不同又可进一步细分，如图2-1所示。图2-1大脑的结构[50]颞叶：颞叶跨越范围比较广，按分布位置可分为颞上回、颞中回和颞下回三部分，其中，颞上回的后部是听觉皮质区，与听觉功能相关。此外，颞叶还与语言理解、情感及记忆等功能有重要关联，“海马体”就存在于此区域，颞叶能够获取大脑其他区域传递的信息，并传入“海马体”引起记忆。额叶：位于大脑的最前端。它与人体的语言、思维、情感等活动有重要关联，此外，它还参与信息过滤的功能活动，帮助我们更准确的获取和表达相关信息。顶叶：主要负责对我们的感官信息进行整合，帮助我们更好的融入外界环境，它与人体的表达、阅读、逻辑思维等活动有重要关联。枕叶：分布在额叶和顶叶之后，位于大脑的后半部分。它与人体视觉相关功能有重

第二章大脑功能区与脑电信号13要关联，能够对视觉信息进行解码，帮助我们获取外部环境信息，更快的识别要寻找的物体。大脑作为人体最高级的神经中枢，各区域相互协调、合作，共同完成运动、语言、感觉等功能活动。2.1.2大脑皮层的功能区大脑通常被分为左脑半球和右脑半球，其中左脑半球主要负责人体的嗅觉、触觉、视觉、听觉等感官功能，语言表达、运动、思维等基本功能，以及阅读、运算、推理等高级功能；右脑半球是“艺术脑”，主要负责人体的情感、绘画、音乐、想象等艺术活动。大脑半球表面覆盖的灰质和白质层称为大脑皮质，它是神经系统的最高级中枢，大脑皮质表面的不同区域关联着不同的功能活动，如运动、语言、感觉等，Brodmann皮质功能分区如图2-2所示。图2-2Brodmann皮质功能分区[51]运动区：主要分布在中央前回，骨骼、肢体等的运动与该区域有重要关联。感觉区：主要分布在中央后回，肢体的痛觉、触觉等感觉活动与该区域有重要关联。语言区：可分为视觉性语言区、听觉性语言区、运动性语言区等。其中，视觉性语言区主要分布在顶叶下部，图形识别、文字理解等信息获取功能与该区域有重要关联，该区域损伤时，患者能够看见信息但无法理解信息；听觉性语言区主要分布在中央沟与额上回之间，对个人语言的整理表达、对他人语言的理解等功能与该区域有重要关联；运动性语言区主要分布在额下回的后部，该区域主要负责人体的正常说话表达功能，若


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