基于小波熵的网络成瘾脑电复杂性分析

通过考察青少年网络成瘾患者的脑电复杂性参数即小波熵及其脑电信息图,分析网络成瘾患者与正常人的差异,试图揭示网络成瘾对患者大脑产生的影响,并为网络成瘾综合症的诊断提供依据.分别采集9名网络成瘾者(实验组)和9名正常受试者(对照组)在上网前后的自发脑电,然后对其进行小波熵及其脑电信息图分析.结果发现网络成瘾患者上网前的自发脑电的小波熵值明显低于正常组上网前的自发脑电小波熵值(P<0.05),但上网40min后,其脑电小波熵值明显升高(P<0.05),此时与正常组无显著性差异;而正常组受试者上网前后的脑电小波熵值没有显著性的差异(P>0.05).此结果证实了网络成瘾患者在上网前,其脑电复杂性较低,大脑活动水平较低,而通过网络可以唤起其大脑的活动,因此小波熵值可以作为网络成瘾综合症诊断的客观指标之一.

网络成瘾患者的EEG小波熵与复杂度特征分析

通过分析网络成瘾患者与正常受试者的自发脑电复杂性的差异,研究网络成瘾患者自发脑电复杂性的特点。对9名网络成瘾患者(实验组)和9名正常受试者(对照组)在安静状态下的自发脑电分别进行小波熵和复杂度分析。发现网络成瘾患者的自发脑电的小波熵值以及复杂度值在绝大多数导联位置上均比正常受试者具有显著性的降低(P<0.05),两种方法的分析结果相似。网络成瘾患者在安静状态下的自发脑电的小波熵值以及复杂度值比正常受试者均有显著降低,提示脑电的复杂性显著降低。因此在安静状态下脑电复杂性降低是网络成瘾患者的一大显著特征。

过度使用互联网对脑电时频特性的影响研究

应用小波变换以及非负矩阵分解的方法研究了过度使用互联网对脑电时频特性的影响.采用经典的oddball刺激实验,分别采集过度使用互联网者与正常受试者在新奇刺激出现时的事件相关电位(Event-related potentials,ERP),并利用小波变换以及事件相关谱扰动提取ERP的gamma节律时频信息,然后对其ANOVA统计计算的F检验结果进行两分量的非负矩阵分解.结果发现,过度使用互联网导致ERP的P300波幅降低(p<0.05),潜伏期延长(p<0.05),另外对于gamma节律的影响主要发生在刺激后300ms,频率范围在40—50Hz内,主要集中在大脑的中央顶部.此结果说明过度使用互联网对大脑进行信息的整合和编码造成了影响.

基于PDA的血细胞自动计数系统的研究

为克服现有血细胞计数仪结构复杂、体积大的缺点,介绍了一种基于个人数字助理(PDA)的便携式血细胞自动计数系统。本系统具有操作简便、体积小、准确度高等优点,能够满足野外血细胞计数检验的需要。系统包括显微镜、CCD摄像头、PDA,并采用eVC++4.0编程,实现了WIN CE操作系统下细胞图片的实时观察与处理,直接获得细胞计数结果。细胞计数综合运用图像处理的多种方法,采用二维最大熵法分割图像,并结合区域增长、空洞填充、区域标号等技术,实现了红细胞、白细胞及血小板的自动计数功能。实验结果表明:与人眼计数结果的相对误差均低于5%。

过度使用互联网对事件相关电位N400的影响

通过分析过度使用互联网患者与正常受试者事件相关电位N400的差异,找到过度使用互联网患者事件相关电位N400的特征,从而为过度使用互联网患者的诊断和治疗提供理论依据。对10名过度使用互联网患者(实验组)和10名正常受试者(对照组)分别进行单个汉字结尾笔画非匹配实验。结果表明,当单个汉字结尾笔画非匹配时,过度使用互联网患者所诱发出的N400与正常受试者所诱发出的N400相比较,潜伏期明显提前(P<0.05),波幅也明显降低(P<0.05),并且在对照组中所产生的N400其在大脑上的分布要比实验组中所产生的N400更加广泛。表明过度使用互联网患者与正常受试者的事件相关电位N400存在着显著性差异。

过度使用互联网对脑电事件相关电位gamma节律同步效应的影响研究

本文应用小波变换和短时傅里叶变换的方法研究过度使用互联网对脑电事件相关电位(event-related potentials,ERP) gamma节律同步效应的影响。采用汉字认知失匹配实验,分别采集过度使用互联网者与正常受试者的ERP,并利用小波变换分别提取ERP中的gamma节律成分,然后利用Gabor变换对其进行时频分析。结果发现对于正常受试者,gamma节律的活动与ERP的N200、P300、N400具有明显的同步效应。然而对于过度使用互联网者,其gamma节律活动较正常受试者明显减弱.并且其gamma节律的同步效应较正常受试者明显延迟。此结果说明过度使用互联网对于脑电gamma节律同步效应产生了负性影响,这表明过度使用互联网对于大脑进行信息的整合和编码造成了影响。

单个汉字结尾笔画事件相关电位N400的研究

目的通过分别研究单个简单汉字结尾笔画匹配与非匹配以及单个复杂汉字结尾笔画联想正确与联想错误事件相关电位N400的变化，探讨正常人单个汉字结尾笔画事件相关电位N400的特征。方法对10名23岁．26岁右利手健康受试者，分别进行单个简单汉字结尾笔画匹配与非匹配的ERP实验，以及单个复杂汉字联想正确与联想错误的ERP实验。结果无论是单个简单汉字结尾笔画非匹配时还是单个复杂汉字联想错误时均可以诱发出波形较宽大而且走向明显向负的N400，其波幅均在中央顶部偏高，但两实验的诱发电位也有明显的差别。结论单个简单汉字结尾笔画匹配与非匹配的N400以及单个复杂汉字结尾笔画联想正确与联想错误的N400与字词认知中的语义密切相关，而且作为象形文字的汉字与作为拼音文字的西文在认知过程中存在差异。

单个汉字结尾笔画事件相关电位N400的研究

目的通过分别研究单个简单汉字结尾笔画匹配与非匹配及单个复杂汉字结尾笔画联想正确与联想错误事件相关电位N400的变化,探讨正常人单个汉字N400的特征。方法对10例23～26岁右利手健康受试者。

基于重建图像信噪比特征的脸部位置检测方法

目的通过研究找到一种基于重建图像信噪比(signal-to-noise,SNR)的人脸检测方法,从而提高在图片中找到人脸所在位置的准确率。方法首先通过图像向特征脸空间投影得到重建图像,然后利用重建图像的SNR进行人脸检测。经实验发现,在对一幅图像进行扫描的过程中,人脸的位置既是信噪比值横向的极大值点,又是纵向的极大值点,且在单幅人脸图像中,人脸处的SNR为全局极大值,因此可以利用该动态规律准确地找到人脸位置。结果利用上述方法对耶鲁人脸库100张人脸和自拍的50张人脸进行实验,结果表明,通过搜索全局最大值确定出人脸的位置,准确率为98%。进一步,利用上述方法对已经得到的人脸进行第二次搜索,找到不包含头发等周围图像的中心脸部区域。最后,通过图像锐化和模板匹配相结合的方法找到眼睛位置,旋转图像使双眼在同一水平位置上,并根据比例关系可重新精确地划出中心人脸区域,眼睛定位准确率达96%。结论基于重建图像SNR的人脸检测方法可以提高寻找人脸的准确率,因此该方法是一种简单而有效的脸部位置检测方法。

单个汉字认知过程中事件相关电位的特征表现

通过分析单个汉字结尾笔画匹配与非匹配事件相关电位(ERP)的差异,探讨汉字与英文在认知过程中的差异以及汉字认知的特点．研究结果表明,结尾笔画匹配和非匹配时的ERP波形存在着明显的差异：其一,非匹配的ERP波形中出现了明显的P300,这是匹配组中大多数电极位置上没有出现的成分(P＜0．05)；其二,汉字结尾笔画非匹配N400的波幅明显高于匹配组(P＜0．05),N400分布在除右侧颞叶以外的大脑其余各区,左侧波幅偏高．但是,由单个汉字非匹配组与匹配组的ERP相减所得的差异波N400的波幅并无大脑半球之间的明显差异,进一步证实了汉字的认知是左右脑半球并用的认知加工过程,与英文认知加工过程中的左半球优势存在着差异．同时,还发现在所有的电极上,非匹配组N400以后的其他负性成分的波幅比匹配组N400以后的相对应的负性成分的波幅都要高,提示N400以后的其他负性成分也可能与汉字词汇后水平的整合加工过程有关．

过度使用互联网对脑电信号的影响

当前,青少年上网成瘾已经成为一个严重的社会问题,为此,使用样本熵与功率谱分析方法,对9例过度使用互联网与9例较少使用互联网的受试者的脑电复杂度与功率谱进行了对比研究.发现过度使用互联网者在上网后各电极位置的脑电样本熵值较上网前均明显增大(P<0.05),而较少使用互联网者在上网后大部分电极位置处的样本熵值均较上网前有所减小,并且在一些电极位置处明显减小(P<0.05);而且。相比于上网前,过度使用互联网者在上网后所有电极位置处较慢的δ波成分均明显减少(P<0.05),θ波成分无明显变化,较快的α波、β波和γ波成分大都明显增加(P<0.05),而较少使用互联网者在上网前后脑电的各个成分大都没有明显的变化.这说明过度使用互联网会对大脑产生一定的影响.

过度使用互联网对听觉事件相关电位的影响

当前,青少年上网成瘾已经成为一个严重社会问题。我们通过对9例过度使用互联网与9例较少使用互联网的受试者的听觉事件相关电位的对比研究,发现过度使用互联网会对人的听觉事件相关电位产生明显的影响。这提示过度地使用互联网会对大脑的认知功能产生一定的影响。

经颅磁刺激诱导人愉快状态的研究

经颅磁刺激具有无创性和安全性,为了研究使人获得愉快感觉的磁刺激在大脑特定部位施加的频率和强度,通过听拉德斯基进行曲形成愉快状态,同时用128导联数字脑电系统采集脑电波信号并进行功率谱分析,确定产生愉快感觉的特征频率是32 Hz.利用ASA源分析软件对愉快的发生源区域进行偶极子定位,发现愉快的发生区域集中在脑桥腹侧正中下部的区域.对该区域施加频率为32 Hz的脉冲磁场刺激5 min,发现人的愉快程度明显提高.

人兴奋状态的脑波模型及脑内敏感区定位

研究目的是确定人兴奋时的脑波特征及兴奋发生源在脑区的解剖位置,通过饮用定量的咖啡使人摄入咖啡因形成兴奋,同时用128导联数字脑电系统采集脑电EEG(electroencephalo-graph)信号,与饮用咖啡之前的安静状态的EEG信号进行功率谱比对。发现两者之间有明显的区别,表现出人在兴奋时的脑波特征是10Hz以下的低频成分受到明显抑制,同时高频成分明显增加,特别是产生一个38Hz的波峰,高度在200μV左右。利用ASA源分析软件对兴奋的发生源区域进行定位,发现兴奋的发生区域集中在脑桥腹侧正中下部的区域。

睡眠剥夺对脑电活动相位相干性的影响研究

将小波变换和相位相干分析应用到事件相关电位实验的脑电信号中。在正常状态和一夜睡眠剥夺状态下提取12名受试者的视觉ERP,进行30-60Hz的小波变换,以此计算前额叶区域的导联内相位相干,以及枕叶和前额叶之间的相位相干性。发现睡眠剥夺引起前额叶的导联内相位相干活动减少和延迟,表明大脑维持完成任务的能力下降;枕叶与前额叶之间的gamma波段相位相干活动减少,表明功能区域之间的电活动传递效应减弱。基于小波变换的相位相干分析可以得到脑电的同步活动,为更好地理解睡眠的机制和评价睡眠剥夺对认知的影响提供了一条思路。

人兴奋状态的EEG模型及兴奋时的脑区定位

本研究目的是确定人兴奋时的脑波特征及兴奋发生源在脑区的解剖位置,通过饮用定量的咖啡使人摄入咖啡因形成兴奋,同时用128导联数字脑电系统采集EEG(E lectroencepha logram)信号,与未饮用咖啡之前的安静状态的EEG信号进行功率谱比对。发现两者之间有明显的区别,表现出人在兴奋时的脑波特征是10 H z以下的低频成分受到明显抑制,同时高频处产生一个38 H z的波峰,高度在200左右。利用A SA源分析软件对兴奋的发生源区域进行定位,发现兴奋的发生区域集中在脑桥腹侧正中下部的区域。

睡眠剥夺对大脑状态影响的时-频-空分析

结合脑电信号EEG的小波变换和非负矩阵分解,寻求正常睡眠和睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)两种条件下,大脑状态在时域、频域和空域的主要差异,探讨其发生机制,并建立综合评价方法.为此,获取两种条件下11名受试者的听觉诱发电位,对脑电gamma频段做小波变换得到时频信息,采用ANOVA统计计算每个时频点的F检验值,对此进行两分量的非负矩阵分解.结果表明,SD引起的大脑状态变化主要发生在40 Hz左右,刺激后约400 ms处的额叶和前额叶位置.基于此,分别从时频复合域、时域和空域的角度来分析具体的变化,发现SD引起gamma振荡减少,活动时间延迟,额叶功能区兴奋性降低,推断SD的作用机制在于降低了神经元的活动和同步化效应.分析表明结合EEG的小波变换和非负矩阵分解,可以建立一条从时、频、空三域全面评价大脑状态主要变化的途径.

近视与视觉事件相关电位P300关系的研究

对8名无其他眼科疾病的近视眼患者在摘除和佩戴眼镜两种情况下分别进行视觉oddball模式刺激,并记录其脑电信号.刺激分为两组:一组为形状相同但颜色不同的几何图形,另一组为颜色相同但形状不同的图形.在每组刺激中,分别比较在摘除与佩戴眼镜两种情况下由该刺激诱发的视觉事件相关电位P300.结果发现在这两组刺激中,近视眼患者在摘除与佩戴眼镜两种情况下的P300无显著性差异.这说明大脑对颜色与二维图形的认知功能基本上不会受到视力的影响.

人兴奋状态的EEG模型及兴奋时的脑区定位

本研究目的是确定人兴奋时的脑波特征及兴奋发生源在脑区的解剖位置,通过饮用定量的咖啡使人摄入咖啡因,形成兴奋,同时用128导联数字脑电系统采集脑电图EEG信号,与未饮用咖啡之前的安静状态的EEG信号进行功率谱比对。发现两者之间有明显的区别,表现出人在兴奋时的脑波特征是10 Hz以下的低频成分受到明显抑制,同时高频处产生一个38 Hz的波峰,高度在200左右。利用ASA源分析软件对兴奋的发生源区域进行定位,发现兴奋的发生区域集中在脑桥腹侧正中下部。

基于极低频磁刺激的大脑谐振效应

为了探索极低频脉冲磁刺激对大脑的影响,设计了极低频磁刺激自发脑电对比实验,对受试者进行相同强度、频率、作用时间的磁刺激,引入磁诱导事件相关去同步/同步(ERD/ERS)的概念,综合分析了功率谱的变化以及ERD/ERS现象的产生情况,并对各导联不同频段的ERD/ERS信号进行脑地形图成像,获得了ERD/ERS在大脑不同区域的空间分布,发现各个导联对应的头部区域发生了不同程度的低频段的ERS现象以及高频段的ERD现象,表明极低频磁刺激可诱发低频脑电波,使大脑产生谐振效应,取得了发现性的成果.