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【2h】

Entwicklung, Testung und Anwendung von Verfahren zur nichtlinearen Analyse von kortikalen Aktivierungs- und Deaktivierungsmustern im EEG

机译：脑电中皮质激活和失活模式的非线性分析方法的开发，测试和应用

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Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung zweier zeitvarianternichtlinearer Verfahren (1) zur Quantifizierung der nichtlinearenStabilität und (2) zur Detektion und Quantifizierung von quadratischenPhasenkopplungen (QPC). Ausgangspunkt der methodischen Entwicklung zurnichtlinearen Stabilität war die zeitinvariante Schätzung des größtenLyapunovexponenten. Diese wurde auf eine punktweise Betrachtung adaptiertund eine Optimierung der für die Schätzung wesentlichen Parameter mittelsSimulationen und realer Daten vorgenommen. Nichtlineare Signalanteile inden untersuchten Daten wurden mittels eines Nichtlinearitätstestes unterNutzung surrogater Daten quantifiziert. Ausgangspunkt der methodischenEntwicklung zur Quanitifzierung von QPC war die zeitinvariante,parametrische Schätzung des Bispektrums. Der Übergang zu einerzeitvarianten Schätzung erfolgte über die Bestimmung von AR-Parametern mitdem ”recursive instrumental variable” Algorithmus. Die Optimierung der fürdiese Schätzung relevanten Parameter erfolgte über einen zweidimensionalenAnsatz mittels datengetriebener Simulationen. Das Ziel der Untersuchungendes EEGs (bzw. ECoGs) war die gemeinsame Anwendung beider Verfahren.Untersucht wurden Schlafmuster sowie die Auswirkungen vibroakustischerStimulationen (VAS) im fetalen ECoG, Burst-Interburst-Muster (BIM) imneonatalen EEG und Burst-Suppression-Muster (BSM) im EEG von sediertenPatienten. Die Analyse des fetalen ECoGs konnte das Auftreten zyklischerECoG-Aktivität schon ab einem sehr frühen Gestationsalter zeigen undwesentlich zum Grundverständnis der zeitlichen Abfolge der Entwicklung vonSchlafstadien beitragen. Im ECoG während VAS konnte eine Arousalreaktionwährend des NREM-Schlafes festgestellt und durch den Zeitverlauf desParameters für die Kennzeichnung der nichtlinearen Stabilität quantifiziertwerden. Durch die Analyse des neonatalen EEGs während BIM konnte ein10-Sekunden-Rhythmus des QPC-Verlaufs nachwiesen werden. Im EEG dersedierten Patienten während BSM konnten hohe QPC-Werte detektiert undzeitlich quantifiziert werden. Die gemeinsame Anwendung beidernichtlinearer Verfahren konnte dabei entscheidend zum Erkenntnisgewinnbeitragen und ergänzend bei der Interpretation der Ergebnisse eingesetztwerden.
机译：这项工作的目的是开发两种时变非线性方法（1）量化非线性稳定性和（2）检测和量化二次相位耦合（QPC）。非线性稳定性方法学发展的出发点是最大Lyapunov指数的时不变估计。这适用于逐点视图，并且使用模拟和实际数据优化了估计必不可少的参数。使用替代数据，使用非线性测试对检查数据中的非线性信号分量进行量化。定量QPC定量方法学发展的起点是双谱的时不变参数估计。通过使用“递归工具变量”算法确定AR参数，可以过渡到时变估计。使用数据驱动的模拟，使用二维方法优化了与该估计相关的参数。检查EEG（或ECoGs）的目的是同时使用这两种方法，研究了胎儿ECoG的睡眠模式和振动声刺激（VAS），新生儿EEG中的突发突增模式（BIM）和突发抑制模式（BSM）。在镇静患者的脑电图中。胎儿ECoG的分析表明，从很早的胎龄开始就出现了循环ECoG活性，并极大地促进了对睡眠阶段发展的时间顺序的基本理解。在VAS期间的ECoG中，可以通过参数的时间过程确定和量化NREM睡眠期间的唤醒反应，以识别非线性稳定性。通过分析BIM期间的新生儿脑电图，可以证明QPC过程的10秒节律。在BSM期间的镇静患者的脑电图中，随着时间的流逝，可以检测并量化高QPC值。两种非线性方法的联合应用可以对知识获取做出决定性的贡献，也可以用于结果的解释。

著录项

  • 作者

    Schwab Karin;

  • 作者单位
  • 年度 2008
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