基于加权相位延迟指数的阿尔茨海默病静息态脑电图定量分析

目的分析阿尔茨海默病(AD)、轻度认知功能障碍(MCI)患者定量脑电图的特征,探讨定量脑电图在早期检测和评估认知衰退方面的效用。方法本研究选取AD患者、MCI患者和认知功能正常的老年人作为研究对象,采用64导脑电图记录静息状态下脑电信号,通过加权相位延迟指数(wPLI)分析人组患者全脑功能连接的差异性。结果AD组在θ频段的相对功率超过对照组,在β频段则低于对照组。此外,三组间的功能连接呈现差异性。在θ和频段,AD组不同脑区之间的相位同步性增强。而在α频段中,AD组局部脑区之间功能连接强度减弱。同时,θ和β频段下的全脑电极平均相功率改变均与临床认知评估量表呈现相关关系。结论定量脑电图分析显示AD患者脑波存在频率慢化的特点。另外,AD患者同时存在脑网络皮层神经通路功能代偿和失连接现象。

脑电图在脑卒中后认知功能评定中的应用

目的:探讨脑卒中后认知障碍(PSCI)患者脑电图谱与认知评定量表评分的相关性,分析其临床意义。方法:选取脑卒中患者75例,采用简易精神状态检查量表(MMSE)评定筛查,随机分为认知障碍组(PSCI组)和非认知障碍组(非PSCI组),每组30例,另选30例健康人为对照组。3组均行脑电图检查、蒙特利尔认知量表(MoCA)及洛文斯顿作业疗法认识评定量表(LOTCA)评定。使用Spearman等级相关分析脑电图特征变化与MoCA、LOTCA评分的相关性,比较3组评定结果。结果:MMSE、MoCA、LOTCA认知量表评分比较,PSCI组明显低于于非PSCI组、健康对照组(P<0.05),非PSCI组明显低于健康对照组(P<0.05)。αAP和αRP两个脑电指标比较,PSCI组低于非PSCI组和健康对照组(P<0.05),非PSCI组低于健康对照组(P<0.05)。DTABR指标比较,健康对照组明显低于非PSCI组、PSCI组(P<0.05),非PSCI组明显低于PSCI组(P<0.05)。αAP与MoCA、LOTCA之间呈正相关(r=0.734,r=0.922,P<0.05);αRP与MoCA、LOTCA之间呈正相关(r=0.575,r=0.630,P<0.05);DTABR与MoCA、LOTCA之间呈负相关(r=-0.569,r=-0.614,P<0.05)。结论:基于频域功率谱分析的脑电数据可作为脑卒中后认知功能的评估办法,且与认知评估量表之间具有相关性,二者结合能更客观全面地评估认知障碍的存在。

基于CNN-NLSTM的脑电信号注意力状态分类方法

通过脑电信号进行注意力状态检测,对扩大脑-机接口技术的应用范围具有重要意义。为了提高注意力状态的分类准确率,该文提出一种基于CNN-NLSTM的脑电信号分类模型。首先采用Welch方法获得脑电信号的功率谱密度特征并将其表示为二维灰度图像。然后使用卷积神经网络从灰度图像中学习表征注意力状态的特征,并将相关特征输入到嵌套长短时记忆神经网络依次获得所有时间步骤的注意力特征。最后将两个网络依次连接来构建深度学习框架进行注意力状态分类。实验结果表明,该文所提出的模型通过进行多次5-折交叉验证评估后得到89.26%的平均分类准确率和90.40%的最大分类准确率,与其他模型相比具有更好的分类效果和稳定性。

一种基于脑电信号的疲劳驾驶检测方法

脑电信号一直被誉为疲劳检测的“金标准”,基于脑电信号的功率谱特征和微分熵特征,构建了基于Conformer和门控Transformer网络(gated Transformer network,GTN)的脑电信号分类器。引入深度可分离卷积,实现了基于脑电信号的疲劳检测方法。该方法使用SEED-VIG数据集进行验证,同时引入了其他主流时序分类模型作为对比。采用所提方法对疲劳状态进行分类时,准确率最高可达97.5%。通过混淆矩阵分析,证明了该方法识别各状态时都有很高的准确率。实验结果表明,微分熵特征在各分类器上的训练效果更好,相比其他模型,所提出的基于Conformer和GTN的分类器在4种特征处理数据集上的平均准确率达到96.2%,具有明显优势。

不同室温下的人体生理参数与热感觉相关性

人体某些生理参数存在表征人体热感觉变化的可能性,为了探究不同室温环境中人体生理参数(皮肤温度、脑电)与热感觉变化之间的联系,通过客观实验并结合人体主观问卷调查,分析了人体皮肤温度、脑电频谱功率在冷环境、中性环境、热环境下与热感觉的相关性。研究发现平均皮肤温度、额头温度与热感觉变化显著相关,变化趋势具有一致性;通过对脑电数据进行快速傅里叶变换能量分析,发现处在不同室温下人体的整体热感觉同δ频带(0.5~4 Hz)以及α频带(8~13 Hz)的频谱功率变化显著相关,与β频带(13~30 Hz)的频谱功率变化中度相关。此外,人体在应对冷环境时δ、α、β频带的平均频谱功率变化更为显著,由冷环境过渡至中性环境单位热感觉标度下的平均频谱功率变化幅度要高于热环境,在脑电频谱能量这一生理参数层面揭示了人体对冷环境更敏感。

左乙拉西坦联合丙戊酸钠治疗缺血性卒中后癫痫患者的临床效果

目的探讨左乙拉西坦联合丙戊酸钠对缺血性卒中(IS)后癫痫患者脑电图功率谱、神经功能、不良反应、癫痫发作及病情控制情况的影响。方法选择2021年10月至2022年10月江西省人民医院收治的50例IS后癫痫患者,按随机数字表法分为对照组与试验组,每组各25例。对照组采用丙戊酸钠治疗,试验组采用左乙拉西坦联合丙戊酸钠治疗,两组均治疗8周。比较分析两组脑电图功率谱变化、神经功能恢复情况、癫痫发作情况、病情控制率、不良反应。结果治疗后,试验组的α频段脑电相对功率、β频段脑电相对功率均高于对照组,δ频段脑电相对功率、θ频段脑电相对功率、美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)评分均低于对照组,癫痫发作次数少于对照组,癫痫发作持续时间短于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组的病情控制率为100.00%,高于对照组的76.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患者在用药期间均未发生不良反应。结论左乙拉西坦联合丙戊酸钠能够对IS后癫痫患者脑电图功率谱变化产生正性影响,提高α、β频段脑电相对功率,下调δ、θ频段脑电相对功率,改善癫痫发作与神经功能,积极控制病情,且安全性较高。

经颅直流电刺激时长对脑运动皮层活跃度影响的研究

经颅直流电刺激(tDCS)作为一种新兴的非侵入式脑刺激技术,可以增强皮层兴奋性从而促进运动功能康复。然而在运动功能康复训练中,该技术刺激时长参数设置的标准尚未明确。在刺激直流电强度保持1.5 mA恒定的情况下,通过采集脑电信号,研究阳极tDCS时长对大脑皮层运动区活跃度的影响。选择11名健康受试者接受基于以往实验经验值的3种不同时长(10、15、20 min)C3区阳极刺激,并在此基础上增加一种25 min的同模式刺激实验。在刺激前后分别采集脑电信号,测量C3区mu和beta节律在静息态和运动想象时的事件相关去同步下的功率谱密度两个特征参数,并计算平均值,比较4种不同时长的阳极刺激对大脑皮层运动区活跃度的影响。结果显示,mu和beta节律在不同时长刺激前后功率谱密度(μV^(2)/Hz)的变化量分别为10 min:2.835±0.842,15 min:3.975±0.978,20 min:7.022±1.562,25 min:1.413±1.329和10 min:0.890±0.421,15 min:1.645±0.630,20 min:3.122±0.710,25 min:0.321±0.259;mu和beta的事件相关去同步变化量(%)分别为10 min:10.06±2.81,15 min:14.11±2.87,20 min:22.12±4.67,25 min:3.77±3.03和10 min:6.72±3.19,15 min:11.78±5.02,20 min:17.81±3.16,25 min:2.54±2.30。研究表明,在3种经验值范围内,刺激时间越长,脑运动皮层活跃度越强,且存在显著性差异(P<0.05),但继续延长刺激时长反而导致脑运动皮层活跃度降低。本研究结果有望为基于tDCS技术的运动功能康复训练的刺激时长设置提供有意义的参考。

慢性疼痛认知异常病人的脑电图功率谱特征

目的:分析慢性疼痛认知异常病人的脑电图功率谱特征及与蒙特利尔认知功能评估量表(Montreal cognitive assessment,MoCA)的相关性。方法:选取2022年6月至2023年6月连续在深圳市人民医院疼痛科就诊的慢性疼痛病人及招募的相匹配的健康受试者,共筛选278例慢性疼痛受试者,其中参与试验全部过程并完成脑电图检查者124例,健康受试者8例。采集Mo CA评分和静息态脑电图,按照年龄、性别、疼痛部位、受教育年限、抑郁症筛查量表(item 9 of the patient health questionnaire,PHQ-9)进行匹配。按照认知功能评分等级分为慢性疼痛认知异常组(A组,n=8)、慢性疼痛认知正常组(B组,n=8)和健康对照组(C组,n=8),并对各组病人或健康受试者的认知功能和各脑区功率谱差异及两者之间的相关性进行分析。结果:慢性疼痛认知异常组病人语言能力和延迟记忆力较认知正常组降低,视空间与执行能力、计算力、语言能力、延迟记忆力较健康对照组降低(P<0.05);慢性疼痛认知异常组病人额叶、中央区、颞叶、顶叶、枕叶脑电图功率频谱比值均高于认知正常组和健康对照组(P<0.05);慢性疼痛认知异常病人语言能力与中央区、颞叶、顶叶功率谱比值呈负相关(r=-0.760、-0.756、-0.756,P<0.05)。结论:慢性疼痛认知异常病人以语言能力和延迟记忆力下降为特征,且语言能力和中央区、颞叶、顶叶功率谱比值呈负相关,提示脑电图功率谱作为慢性疼痛认知异常早期识别的定量生物标志物具有一定的临床意义。

穴位电刺激对痛信息处理过程的调制作用之脑电图研究(英文)

目的 :利用 6 4通道脑电图记录与分析系统探讨经皮穴位电刺激对镇痛相关的脑电活动的调制作用。方法 :共 15名健康青年被试参加了本研究。每名被试进行两轮实验 ,分别接受穴位电刺激和对照刺激 (非穴位刺激 )。在治疗前后分别接受中等程度的疼痛刺激 ,并对每次疼痛刺激的强度进行评分。记录治疗前、中、后的脑电信号并进行频谱分析。结果 :穴位电刺激时刺激对侧的中央及顶叶皮层θ波与治疗后的疼痛评分有负相关性 ,即疼痛评分越低或镇痛效果越好 ,则该脑区的θ波成分越多 ;类似的 ,穴位刺激时对侧前额叶、同侧额叶下部、颞叶和顶枕叶的 β波也与治疗后的疼痛评分有负相关性。相反 ,在对照刺激时的脑电图没有发现类似的相关性。 结论 :脑电图频谱分析揭示穴位电刺激对某些特定脑区的疼痛信号处理过程具有一定的调制作用 ,这可能是针刺镇痛的机制之一。

基于脑电功率谱特征的脑力疲劳分析

目的研究连续数学运算对脑力疲劳的影响,探讨脑电的功率谱特征与脑力疲劳之间的关系,寻找脑力疲劳程度评价的客观指标。方法对连续数学运算前后以及休息后3种状态下脑电的功率谱重心频率以及功率谱熵进行了分析,并采用主观评价和行为学方法对3种状态进行对照分析。结果连续数学运算后脑电功率谱重心频率以及功率谱熵显著降低,主观感觉疲劳程度、数学运算及PVT测试的平均反应时间显著增加;休息后脑电功率谱特征、主观感觉疲劳程度及反应时间的变化规律相反。结论脑电功率谱重心频率以及功率谱熵与脑力疲劳有较强的相关性,随着脑力疲劳程度的增加,脑电功率谱重心频率以及功率谱熵降低。同时脑电功率谱特征与主观评价和行为学分析结果有较强的一致性,有望成为衡量脑力疲劳程度的客观指标。

运用δ和θ频带脑电功率分析八段锦“调心”效应的性别差异

目的:通过脑电δ和θ频带功率分析八段锦'调心'效应的性别特征。方法:选择在校大学生为受试者,均接受八段锦训练,分析比较不同性别组训练前后δ和θ频带功率差异。结果:训练后,男性组δ频带的总体平均功率显著低于训练前,女性组δ频带的总体平均功率显著高于训练前。在脑电地形图上,训练后δ和θ频带平均功率在男性组大部分脑区呈同步降低的趋势,女性组大部分脑区呈同步升高的趋势。此外,训练后左右半球对应大部分导联(脑区)的δ频带平均功率的相关性,男性组皆明显降低,女性组皆明显升高;左右半球对应大部分导联(脑区)的θ频带平均功率的相关性,2组皆升高或由不具有相关性变为相关。结论:无论是在δ、θ频带的总体和导联平均功率,还是在大脑左右半球对应大部分导联(脑区)的平均功率相关性,八段锦'调心'效应皆具有明显的性别差异,这可能是八段锦能够提高不同性别大学生心理健康水平的大脑生理机制之一。

利用脑电图功率谱密度研究电针的镇静作用

目的采用脑电图功率谱密度(PSD)探讨电针对健康人产生镇静作用的可能机制。方法对12例健康受试者的双侧足三里、神门、三阴交穴位给予电针刺激,分别记录30min无电针(静息态)及电针(电针态)两种状态下的多通道脑电图(EEG)信号,同时双频谱指数监测仪(BIS)监测被试者的镇静程度。利用PSD分析电针过程中脑电图的功率变化。结果与静息态相比,电针状态BIS值降低(P<0.05);脑电信号δ波段功率增加(P<0.05),α波段功率降低(P<0.05)。结论电针单独作用可产生镇静作用,电针产生的镇静作用使得脑电活动发生改变,慢波活动增加,推测与其产生的镇静作用相关。

基于脑电信号的驾驶员情绪状态识别研究

为研究驾驶员情绪状态识别技术,利用特定题材的影音氛围诱发兴奋和悲伤2种情绪,结合汽车模拟驾驶试验采集驾驶员情绪化驾驶时的脑电信号,利用db5小波分解算法分解信号,提取受情绪状态显著的脑电信号成分,并计算相应的功率谱。结果表明:驾驶员左右额叶区脑电β波受情绪状态影响显著;平静状态时,驾驶员左右额叶脑电β波功率值Pβ大小近似,数值较小;兴奋状态时,左右额叶脑电Pβ大小近似,相比于平静时显著增加;悲伤状态时,左额叶脑电Pβ显著增加,右额叶脑电Pβ相比于平静时无显著变化。Pβ可作为区分驾驶员平静(平常)、兴奋和悲伤这3种情绪状态的依据。

基于脑电功率谱-连续隐马尔科夫链的精神疲劳分级模型

提取多通道脑电(EEG)功率谱特征,训练连续高斯密度混合隐马尔科夫模型(CHMM),建立了基于功率谱-CHMM的精神疲劳分级模型.分级结果表明:EEG各节律功率谱及其比值是精神疲劳的敏感指标,CHMM对于不同的精神疲劳状态具有较高的分类精度,最高分类正确率达到97.5%;在训练样本相同的情况下,CHMM比反向传输人工神经网络具有更高的分类精度.

颈动脉狭窄支架成形术实施前后患者定量脑电图分析研究

目的观察颈动脉狭窄支架成形术(CAS)实施前后患者定量脑电图(QEEG)功率谱的变化,探讨其在CAS实施后脑功能改善程度的评估价值。方法选取2014年1月—2015年10月滨州医学院附属医院实施CAS的颈动脉狭窄患者36例,均于CAS实施前、后进行脑电图(EEG)检查。记录EEG检查结果,测量双侧前额区(FP_1、FP_2)、中央区(C_3、C_4)、枕区(O_1、O_2)、颞区(T_3、T_4)各频段(δ﹢θ)/(α﹢β)的相对功率比值(DTABR)。结果 CAS实施前,EEG检查结果正常9例,轻度异常15例,中度异常10例,重度异常2例。CAS实施后,EEG检查结果正常12例,轻度异常17例,中度异常6例,重度异常1例。CAS实施前、后EEG检查结果比较,差异无统计学意义(Z=-1.882,P=0.060)。CAS实施前、后双侧枕区(O_1、O_2)DTABR比较,差异无统计学意义(P>0.05);CAS实施后双侧前额区(FP_1、FP_2)、中央区(C_3、C_4)、颞区(T_3、T_4)DTABR均低于CAS实施前(P<0.05)。结论 CAS实施前、后QEEG在前头部有明显变化,可能与颈动脉在头部血流分布特点有关。QEEG可作为评价重度颈动脉狭窄患者CAS实施前、后脑功能改善的有效参考指标之一。

基于多导脑电特征的生理性精神疲劳分析

通过对4种生理性精神疲劳状态下4导脑电信号进行功率谱和小波熵特征分析,研究了脑电信号各节律相对功率以及小波熵与生理性精神疲劳程度之间的关系,并分析了它们在不同生理性精神疲劳状态下的变化规律及其相关性.实验分析结果表明,脑电信号各节律的相对功率以及小波熵平均值与生理性精神疲劳程度之间存在很强的关联性,对于不同的生理性精神疲劳状态,随着生理性精神疲劳程度的增加,其脑电信号的小波熵平均值逐渐降低,θ、α和β节律高频快波相对功率的平均值逐渐降低,而δ节律高幅度慢波相对功率平均值逐渐增加.脑电信号各节律的相对功率以及小波熵平均值有望成为衡量生理性精神疲劳程度的指标.

疲劳驾驶的脑电特性探索

研究疲劳驾驶时的脑电特性.利用汽车模拟驾驶系统模拟驾驶员疲劳驾驶的情况,用脑电仪记录驾驶员的脑电情况,得到了驾驶员在正常状态和疲劳状态下驾驶时的脑电数据和波形,分别用平均功率谱方法和非线性的关联维数方法对所得数据进行分析.得到了疲劳驾驶时脑电的2个特征量R和D.可以用驾驶员驾驶时的脑电特征量来评价其疲劳程度.

工业噪声对脑认知影响的功率谱估计分析

为明确工业噪声对大脑认知的负面影响,采集火电厂球磨机的工业噪声,征集10名在校大学生在90 dB(A)的稳态工业噪声状态下及安静状态下的32导联脑电图(EEG)。采用傅里叶变换方法进行频域分析,提取δ频段、θ频段、α1频段、α2频段和β频段功率谱,并进行统计分析。结果表明:噪声环境与静音环境相比较,被试在δ频段、θ频段功率谱值明显增加,在α1频段内,噪声状态的功率谱值高于静音状态,在α2频段内正好相反。生产性噪声刺激可导致被试注意力分散,可通过各波段功率谱值或比率参数等评估噪声对认知的影响程度大小。

运用α和β频带脑电功率分析八段锦对不同神经质人格大学生“调心”效应差异

目的基于α、β频带脑电功率分析八段锦的"调心"效应及其人格特征。方法根据艾森克人格问卷简式量表中国版(EPQ-RSC)中的N量表(代表神经质,即情绪稳定性)将符合入组标准的大学生分成不同人格组,均接受八段锦训练,比较两组α、β频带平均功率在总体和空间(导联)的差异。结果八段锦训练后,在α1、α2和β1、β2频带总体平均功率,中间型人格组显著高于训练前(皆P≤0.01),情绪稳定型人格组与训练前比较皆无统计学差异(皆P>0.05),且情绪稳定型人格组在训练后各频带的总体平均功率皆显著低于中间型人格组(皆P≤0.01);训练后,中间型人格组在α1和α2频带平均功率皆呈全脑区同步性显著增高的特征,在顶区、右枕区和后颞区尤为明显;β1和β2频带平均功率在大部分脑区也呈同步性增高的特征,在顶区或颞区增高明显。情绪稳定型人格组除了α1频带平均功率在大部分脑区普遍同步性增高趋势外,其余频带平均功率则普遍呈同步性降低趋势。结论八段锦训练能够诱发"调心"作用,在大学生α1和α2、β1和β2频带平均功率的总体及空间变化上皆存在明显人格特异性,这可能是八段锦能够改善不同神经质人格大学生不良心理状态的大脑生理机制之一。

氧化槐定碱对大鼠额叶皮层脑电活动及功率谱的影响

目的观察氧化槐定碱(OSR)对麻醉大鼠额叶皮层脑生物电(EEG)变化及其功率谱的影响。方法利用脑立体定位技术,将电极置入大鼠额叶皮层,采用单极引导法及计算机辅助傅里叶变换技术(FFT)以脑电图、功率谱、频率分配为观察指标,记录并分析OSR对大鼠额叶皮层脑生物电变化的影响。结果侧脑室注射(icv)OSR2.5、5、10毫克/只,大鼠额叶皮层脑电出现以低幅慢波为主并伴有梭形睡眠波的波形;脑电总功率明显下降(P<0.05),但δ波占总频率比例升高(P<0.05)。结论 OSR降低皮层脑生物电活动是其中枢抑制作用的明显表现,额叶皮层是参与其中枢抑制作用传导环路上的结构之一。