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基于多导联EEG的精神分裂患者alpha波段连接性算法的研究

作　者: 李兰兰
导　师: 胡斌
学　校: 兰州大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 精神分裂症 alpha连接性脑电信号维数复杂度 Omega复杂度 LCD
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 6次
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内容摘要

精神分裂症是一种严重威胁人类健康的精神类疾病,据世界卫生组织统计,精神分裂症是当今世界导致残疾的第四大原因。随着社会文明程度的发展,人类对精神分裂症的重视程度也随之提高。由于精神分裂症发病原因不详,症状复杂,故造成了该病诊断困难,耽误病人的治疗。随着电生理学的发展,脑电信号以其无创获取和高时间分辨率的优点受到众多学者和医学研究者的青睐。脑电信号是大脑皮质神经元突触后电位变化引起的,它包含着大量的生理信息,因此利用脑电信号分析精神分裂患者是诊断精神分裂症的一个重要方法。本文以非线性动力学理论为基础研究精神分裂患者alpha波段的脑连接性,应用多导联分析的方法从不同空间角度综合反映患者脑电信号的时间与空间特性,根据算法的物理意义分析精神分裂症患者大脑不同区域的连接特性。实验结果表明,维数复杂度和Omega复杂度适用于脑电信号的分析和研究,文中采用的从全局、局部和本地三个角度相结合的方法客观的描述了脑电信号的时空特性,从多个角度稳定地反映精神分裂患者脑电信号的空间同步性,确定患者大脑的异常空间区域与同步性趋势,为精神分裂患者的诊断提供了一个客观的依据。文中采用62个测试样本,全面的描述精神分裂患者信息传输过程中不同导联间的连接性和协调程度,应用多导联分析的方法从全局、局部和本地三个空间角度出发对精神分裂患者的alpha波段脑电信号进行同步性分析。用统计分析的方法对三个空间区域的特征做独立样本双尾t检验和ROC曲线分析,并将其结果与经典单导联算法关联维数和Fisher信息熵作对比,对本文应用的算法有效性和可靠性做验证。最终确定患者的信息传输过程中大脑存在弱连接状况,这种不连接症状是分区域存在的,主要异常区域为大脑前区和左半球区,引起患者大脑连接异常的主要导联存在于前额区和左颞区。

全文目录

中文摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 精神分裂症的概述  8-9
  1.2 脑电信号的概述  9-12
    1.2.1 脑电信号的发展  9-10
    1.2.2 脑电信号的基本特征  10-12
  1.3 本论文研究的目的及意义  12-13
  1.4 本论文的研究内容与结构安排  13-15
第二章脑电信号处理相关算法研究进展  15-19
  2.1 脑电信号的时频域分析法  15-16
  2.2 脑电信号的非线性动力学分析法  16-17
  2.3 精神分裂患者脑电信号研究方法的现状  17-19
第三章基于非线性动力学的精神分裂患者脑电信号分析方法  19-31
  3.1 基于单导联的脑电分析方法  19-25
    3.1.1 关联维数  19-23
    3.1.2 fisher信息熵  23-25
  3.2 基于多导联的脑电分析方法  25-28
    3.2.1 全局关联维数  25-26
    3.2.2 Omega复杂度  26-28
    3.2.3 LCD (Local Omega Complexity Differentials)  28
  3.3 脑连接性理论在精神分裂研究中的发展过程及优势  28-31
第四章脑电信号的采集和预处理  31-36
  4.1 实验设计和研究方法  31
  4.2 脑电信号的电极安装方法  31-33
  4.3 脑电信号的采集和预处理  33-36
    4.3.1 脑电信号的采集  33-35
    4.3.2 脑电信号的预处理  35-36
第五章 alpha波段脑电信号处理结果与分析  36-45
  5.1 单导联特征实验结果  36-37
  5.2 多导联特征结果  37-40
    5.2.1 全局和局部Omega/维数复杂度结果  37-38
    5.2.2 左右对称区域结果  38
    5.2.3 本地特征结果  38-40
  5.3 多导联特征ROC曲线分析结果  40-41
  5.4 实验结果分析与讨论  41-45
第六章总结与展望  45-47
参考文献  47-50
在学期间的研究成果  50-51
致谢  51

基于多导联EEG的精神分裂患者alpha波段连接性算法的研究

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