癲癇腦電信號分析研究.pdf

1、癲癇是一種嚴重危害人類健康的常見慢性腦部疾病,其發(fā)作時表現(xiàn)為大腦神經(jīng)元興奮性增高以及過度同步化放電,并導致短暫性中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能失常。腦電圖(EEG)是癲癇臨床診斷的主要依據(jù),也是抗癲癇藥物副作用和手術(shù)后遺癥的重要評價指標。因此,腦電信號分析在癲癇的臨床診斷、治療和預后評估中有重要價值。腦電圖是腦神經(jīng)細胞電活動在大腦皮層或頭皮表面的總體反映。在癲癇發(fā)作過程中,表征腦神經(jīng)元活動的腦電信號在不同的混沌狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換,通過非線性方法分析癲癇不同

2、腦功能狀態(tài)下腦電信號的混沌特性,有可能為癲癇預測、控制以及闡明其發(fā)病機理提供理論依據(jù)。本課題中我們將近似熵分析方法運用于臨床癲癇患者腦電信號的分析,證實了近似熵可以用于癲癇患者的背景腦電信號和癇樣放電的鑒別檢測。同時,我們成功建立了匹羅卡品誘導的癇樣放電大鼠模型,并采用近似熵和似然同步方法分析了癲癇大鼠在無癇樣放電、連續(xù)性癇樣放電及周期性癇樣放電三種不同腦功能狀態(tài)下的皮層和海馬腦電信號,得到以下結(jié)果:1.近似熵分析(1)0.5～30Hz

3、的皮層和海馬腦電信號的近似熵分析發(fā)現(xiàn):從無癇樣放電向連續(xù)性癇樣放電轉(zhuǎn)換時,左右皮層和海馬腦電信號的近似熵均顯著降低(p＜0.01)。該結(jié)果證實,在癇樣放電時相關(guān)腦區(qū)神經(jīng)元活動從復雜的混沌狀態(tài)趨向于簡單的同步活動。隨時間演化的近似熵分析進一步證明了近似熵可以鑒別背景腦電信號和癇樣放電。(2)分頻段(δ:0.5～4.5Hz、θ:4.5～8Hz、α:8～12Hz、σ:12～16Hz、β:16～30Hz)皮層和海馬腦電信號在不同腦功能狀態(tài)之間轉(zhuǎn)

4、換時的近似熵分析發(fā)現(xiàn):從無癇樣放電向連續(xù)性癇樣放電轉(zhuǎn)換時,左右皮層腦電信號δ節(jié)律的近似熵顯著升高(p＜0.01),且其快波(2～4.5Hz)成分的相對含量顯著增多(p＜0.05),而腦電信號高節(jié)律(α、σ、β)的近似熵顯著降低(p＜0.05),可以推測各腦區(qū)癲癇腦電信號的復雜度在腦功能狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換時的變化主要取決于腦電信號高節(jié)律復雜度的變化;從連續(xù)性癇樣放電向周期性癇樣放電轉(zhuǎn)換時,δ節(jié)律的近似熵顯著降低(p＜0.01),提示癇樣放電的終