基于颅内脑电信号相关性和相位同步的癫痫发作预测研究

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癫痫是一种很常见的神经系统疾病，由大脑神经元过度同步放电所致。全世界预计超过5000万人患有癫痫病，其反复性、猝发性导致患者心智障碍、意外事故、突然死亡等发生，严重危害患者身心健康。如能在癫痫发作前预测到即将到来的癫痫发作，即便时间很短，也有可能使我们对癫痫进行一定的干预治疗，使得癫痫发作造成伤害大大缓解。
　　研究表明，癫痫发作是一个随时间渐变的过程，特别是发作前的先兆有一定的规律性，这使癫痫预测成为可能。目前，预测癫痫最常用的方法是分析患者的脑电信号，并应用某些统计学方法进行预测。脑电信号又可分为头皮脑电信号（EEG）和颅内脑电信号（iEEG），相比于EEG信号，iEEG信号不易受伪迹和环境噪声的影响，利用iEEG信号进行癫痫预测获得了广泛关注。
　　在本研究中，我们采用植入患者颅内的微电极所采集的颅内脑电信号（MiE）作为癫痫预测数据。这是因为微电极比宏电极更贴近于神经元，并且对于神经元的活动变化要比宏电极更敏感。基于微电极的颅内脑电信号采集器，必然在揭示癫痫的发病机制上要比基于宏电极的颅内脑电信号采集器更具有优势。
　　本文研究了在癫痫发作前，基于微电极的颅内脑电信号在四个频段的相关性和相位的同步问题，这四个频段为：?(1-30HZ)、?(30-80HZ)、链波(80-250HZ)以及快速链波（>250HZ）。研究发现，癫痫发作前，?波和链波频段的相关性和相位同步具有递增趋势，其过程持续时间从几秒钟到几分钟不等。这一发现与目前基于宏电极的脑电信号研究所公认的癫痫发作前同步性降低的结果相反。这一发现表明，临床宏电极所观察到的癫痫信号是由病灶周围大量神经元在癫痫发作时同步放电产生的，同时该结果也支持微观癫痫领域的渐进聚结假说。对早期微观癫痫的检测可为即将来临的癫痫发作实施干预治疗提供重要的依据。

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作者
池剑锋;
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作者单位

杭州电子科技大学;

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授予单位杭州电子科技大学;
学科计算机应用技术
授予学位硕士
导师姓名胡三清,张建海;
年度 2015
页码
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类癫痫;
关键词
同步性; 相关性; 独立成分; 癫痫; 颅内脑电信号; 发作预测;

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