意識(shí)障礙患者的腦電信號(hào)分析與研究.pdf

1、意識(shí)障礙是大腦損傷后臨床上較常見的一種疾病，多是由腦部高級(jí)神經(jīng)中樞功能活動(dòng)受損所引起，嚴(yán)重的意識(shí)障礙表現(xiàn)為昏迷。腦電信號(hào)(EEG)是一種能夠反映人類思維意識(shí)活動(dòng)的生物電信號(hào)，通過安放在大腦頭皮或顱內(nèi)的電極所記錄。意識(shí)障礙患者的腦電信號(hào)分析與研究一直是當(dāng)今康復(fù)醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，因此，對意識(shí)障礙患者的腦電信號(hào)進(jìn)行深層次研究對患者大腦意識(shí)功能評價(jià)、臨床診斷治療、康復(fù)監(jiān)測與評估等具有重大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值和社會(huì)意義。
　　本文從意識(shí)障

2、礙患者腦電信號(hào)分析的目的意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀出發(fā)，以腦電信號(hào)的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，以信號(hào)處理的理論方法為手段，從多個(gè)角度對意識(shí)障礙患者在不同模式刺激下的腦電信號(hào)特征進(jìn)行對比分析和研究，并結(jié)合正常人腦電信號(hào)特征，探索不同模式刺激下病理樣本與正常樣本腦電特征的異同，為意識(shí)障礙患者的臨床診斷和治療提供一些輔助性的參考指標(biāo)。本文所做的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　(1)系統(tǒng)全面地介紹了意識(shí)障礙的相關(guān)基礎(chǔ)理論及診斷方法，從研究目的出發(fā)，設(shè)計(jì)了腦電信號(hào)

3、采集的實(shí)驗(yàn)方案，并以正常人腦電信號(hào)作為對照組，分別采集各自在安靜狀態(tài)、喚名刺激和抬手指令三種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ较翪3、C4、T3和T4通道的腦電信號(hào)，以此為研究對象，探索不同測試對象在相同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱碳は履X電信號(hào)特征的異同以及同一測試對象各自在不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱碳は履X電信號(hào)的變化特點(diǎn)。
　　(2)在腦電信號(hào)預(yù)處理方面，針對干擾源產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲，采用希爾伯特變換方法對腦電信號(hào)進(jìn)行消噪，并根據(jù)腦電信號(hào)的頻率特性進(jìn)行自適應(yīng)濾波，提出了腦電信號(hào)“幅度抑制

4、函數(shù)”的概念。通過與傳統(tǒng)的小波變換消噪方法對比，分別從定性和定量的角度評估了兩者的消噪效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所用希爾伯特變換方法的整體消噪效果優(yōu)于小波消噪，且對腦電信號(hào)噪聲中的異常值具有較好的抑制效果，執(zhí)行速度也更快，此為后續(xù)腦電信號(hào)的特征分析打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
　　(3)在意識(shí)障礙患者腦電信號(hào)的特征分析方面，重點(diǎn)研究了基于小波包變換的腦電節(jié)律特征分析方法、基于腦電信號(hào)灰建模的特征分析方法和腦電非線性動(dòng)力學(xué)特征分析方法（近似熵和復(fù)雜

5、度），并以這些方法為手段，對臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析。其中，將灰色系統(tǒng)理論中的灰建模思想引入到意識(shí)障礙患者腦電信號(hào)的特征分析中，是本文對腦電信號(hào)特征提取方法的又一種新嘗試，用灰色分析方法來處理腦電信號(hào)，在某些情況下會(huì)比一些其它按統(tǒng)計(jì)規(guī)律和先驗(yàn)條件來處理數(shù)據(jù)的方法有更明顯的優(yōu)勢。
　　(4)在臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和分析方面，利用本文重點(diǎn)研究的三種不同腦電信號(hào)特征分析方法，從不同角度對意識(shí)障礙患者和正常人腦電信號(hào)的臨床實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和

6、對比分析，找出了它們在相同或不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱碳は履X電特征的變化趨勢和異同點(diǎn)，以此為突破口，總結(jié)出了一些可供意識(shí)障礙患者臨床診斷和治療的輔助性參考指標(biāo)。在進(jìn)行腦電近似熵和復(fù)雜度實(shí)驗(yàn)時(shí)，為分析不同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱碳は禄颊吣X電非線性指數(shù)的異同以及相同實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酱碳は抡Ｈ撕突颊吣X電非線性指數(shù)的變化趨勢，分別采用單因素方差分析和兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行定量統(tǒng)計(jì)驗(yàn)證，并利用SPSS統(tǒng)計(jì)分析軟件實(shí)現(xiàn)。研究結(jié)果表明，腦電信號(hào)用于意識(shí)障礙患者的刺激反應(yīng)和意識(shí)狀態(tài)分析