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量化脑电分析方法及其在癫痫易发作期检测中的应用
对于癫痫患者,癫痫易发作期(seizure vulnerable period,SVP)的检测有助于预测癫痫发作并采取相应的治疗和抑制措施.本文采用量化脑电分析方法研究癫痫易发作期的临床诊断价值.对经过带通滤波预处理的量化脑电信号分析得到反映大脑状态的线性特征量(过零率和谱距)和非线性特征量(大Lyapunov 指数、复杂度、相位同步和互信息),以及比较不同导联之间的特征差异,并将它们应用于慢性颞叶癲痫大鼠模型长时程连续脑电数据和癫痫病人临床脑电数据的分析.癫痫易发作期与正常状态期间对比,分析单个导联特征量变化趋势得到大Lyapunov指数、复杂度和过零率的值下降,而相位同步、互信息和谱距的值上升;选择两个合适的导联,分析不同导联之间的特征差异是大Lyapunov指数、复杂度、相位同步、互信息和过零率差异减小或趋于一致,而谱距的差异增大.结果表明量化脑电特征量可以反映癫痫易发作期相对正常状态期间的变化,并且有些特征变化在每次集中发作的第一次发作之前较长的一段时间内就开始了,即进入癲痫易发作期的时刻相对第一次发作时刻在时间上具有一个提前量,这个时间提前量为临床处置提供了前提.
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严重意识障碍患者康复过程EEG非线性特征与CRS-R评分相关性分析与可视化表征
研究严重意识障碍患者意识康复过程脑电非线性特征与行为学意识量表CRS-R评分之间的相关性,并将非线性特征用于脑功能的可视化表征,为建立脑电非线性特征用于评估严重意识障碍患者意识康复过程提供电生理学依据.采集严重意识障碍患者(小意识状态(MCS) 10例和植物状态(VS)8例)意识康复过程中前后两次安静状态的脑电数据,计算近似熵、样本熵、排列熵和复杂度LZC等4种脑电非线性特征,对比分析非线性特征变化与CRS-R评分变化之间的相关性,并利用脑电地形图将近似熵非线性特征进行可视化表征.结果表明,MCS组和VS组CRS-R评分变化均为显著差异(P<0.01);MCS组的近似熵和复杂度LZC变化为显著差异(P<0.05),而VS组只有近似熵变化为显著差异(P<0.05);MCS组近似熵、复杂度LZC的变化与CRS-R评分变化的相关系数分别为0.851和0.693,呈显著正相关,VS组只有近似熵变化与CRS-R评分变化为显著正相关,相关系数为0.778;近似熵用于患者脑地形图可视化表征具有较好的效果.近似熵非线性特征用于评估严重意识障碍患者的意识康复过程具有一定的可行性.
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脑电信号的分形截距特征分析及在癫痫检测中的应用
脑电信号的非线性特征会随癫痫发作而改变,脑电信号的特征分析和检测对癫痫的诊断和治疗具有重要意义.提出对癫痫脑电信号进行毯子维和分形截距的特征分析,并将分形截距应用于癫痫脑电信号的检测.首先提取脑电信号的分形截距和毯子维特征,并对两种特征的均值和方差进行比较,后使用支持向量机分类器,实现脑电信号的分类检测.发现癫痫发作时脑电信号的分形截距显著高于发作间期,而脑电信号的毯子维在发作前后变化规律则不明显.将分形截距作为分类特征,能有效地区分癫痫脑电与间歇期脑电,具有较强的癫痫脑电检测性能,分类检测的准确率达到96%以上.
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脑电双频谱指数监测在ICU中的应用
Bispectral index-脑电双频谱指数是经过计算机自动处理的脑电图定量分析指标.双频谱分析是一统计学技术,用以研究非线性特征的现象.脑电信号即为大量神经细胞的非线性耦合的产物,是一个高度非线性多单元连接的复合体;它将时间-振幅关系的原始脑电信号转换成频率-功率的关系,这种时域变为频域的变换,应用了快速傅立叶变换[1],傅立叶分析提供了获取频域信息的一种较为完整的方法,它使我们利用频率、幅值和相位来描述时域中的振动波形,找出杂乱无章的脑电信号中的主要振动频率特点[2].
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大鼠水浸应激过程中心电信号的非线性特征与自主神经调制状况研究
目的 通过分析心电信号的非线性特征,明确大鼠水浸应激过程中自主神经系统功能调制状况,并探讨近似熵与分形标度指数变化与自主神经系统功能调制状况的关系.方法 记录大鼠在单纯捆绑、水浸应激以及切断副交感神经水浸过程的心电信号,计算RR间期的近似熵和分形标度指数,并进行统计分析.结果 水浸应激后,切断副交感神经水浸组与对照组相比,以及切断副交感神经水浸组内不同时间段间相比,两个指标变化均没有显著性差异.其他两组近似熵的变化趋势为,水浸组明显升高,束缚对照组明显下降.同应激前相比应激后大鼠心率的分形标度指数的变化趋势为,水浸组明显降低,其数值均小于O.5,对照组明显升高,除了第5小时以外,其他时段数值均大于0.5.结论 在大鼠水浸应激过程中,近似熵升高,分形标度指数下降,副交感神经兴奋性增强,副交感神经活动占主要优势.
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冠心病虚实证候的非线性混沌特征
目的 观察冠心病虚实证候的非线性参数指标差异,揭示中医证候非线性混沌特征.方法 根据中医辨证结果,将243例冠心病患者进行虚实分组.根据24 h动态心电图检查结果,计算这些冠心病患者的复杂度、近似熵、关联维非线性参数指标.结果 除了实证组的关联维低于虚实夹杂证组外,其余的非线性参数指标实证组均值大于虚实夹杂证组均值,虚实夹杂证组均值大于虚证组均值.结论 非线性分析法能够作为中医证候研究的方法学,用于中医证候分析.
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Lorenz散点图临床应用
Lorenz散点图即RR间期散点图,其反映相邻RR间期的变化,是在直角坐标上标记全部相邻RR间期数据位置的点图.因为Lorenz散点图既能显示HRV的整体特征,又能直观地显示逐搏之间的瞬间变化,揭示心率变异性的非线性特征,在动态心电图分析中应用广泛.
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基于ARIMA-GRNN组合模型的传染病发病率预测
现实世界中传染病发病率受多种因素影响,具有不规则、混沌等非线性特征,因此单纯利用传统的时间序列模型有时难以对系统进行理想的拟合.
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心率变异性非线性特征与冠心病虚实证候相关性研究
目的:观察冠心病患者心率变异性(HRV)非线性指标与中医虚实证候的关系,探索虚证与实证不同的非线性特征.方法:将100例冠心病的患者数据分为虚实两组,分别观察复杂度、关联维数、近似熵等非线性参数.结果:虚、实两组在昼夜每小时平均复杂度、近似熵及关联维教三项指标无显著差异.在复杂度和关联维数昼夜变化趋势图中,虚、实两组间达峰和抵谷的时间及峰谷值都有差异,虚证每次达峰和抵谷的时间均比实证早1~3小时,虚证峰值和谷值均小于实证.近似熵指标昼夜变化趋势图中,虚、实两组间迭峰和抵谷的时间及峰谷值没有明显差异.结论:在一昼夜中,人体的混沌特征(程度)有周期性变化,与人体昼夜阴阳盛衰的变化有关.在阴气盛阳气藏的夜间HRV非线性参数增高;在阳气盛、阴气衰的日间,HRV非线性参数值降低.提示虚与实的差异在非线性表述上是混沌程度变化趋势的差异.
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心房颤动伴室性期前收缩与心房颤动伴室内差异性传导的心电散点图分析
心房颤动是较为常见的心律失常,动态心电图表现为不规则的R-R间期变化.心房颤动伴短偶联间期室性期前收缩与心房颤动伴室内差异性传导的鉴别诊断为心电图诊断中的重点与难点.心电散点图作为一种非线性的表达方式,可揭示不同心电信号的R-R间期非线性特征,目前研究认为,其对不同的心律有自动区分功能[1].本文对心房颤动伴室性期前收缩与心房颤动伴室内差异性传导的24例患者心电散点图进行回顾性分析,了解其不同的心电散点图特征,以期为动态心电图鉴别诊断提供更多的诊断依据,提高诊断准确性现报道如下.
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静注Michaelis-Menten消除动力学稳态浓度的理论研究
Michaelis-Menten消除动力学(下称米氏型消除)是非线性药物动力学中的重要部分.大量临床研究表明[1],呈药动学非线性特征的药物,尤有必要进行血药浓度监测.本文对静注多次给药情况下的稳态动力学特征进行了研究,得到了稳态浓度存在的必要条件及稳态浓度的精确表达式,为临床用药提供了理论依据.
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健康人月经前后太冲、太溪穴位伏安特性观察
经穴实质的研究一直吸引着众多科研工作者的关注,我们以往的研究工作已经证实人体穴位电阻具有非线性特征[1~4].本实验应用自行研制的新一代智能型穴位伏安特性计算机检测系统对健康大学生月经前后的穴位伏安特性进行了检测.现将结果报道如下.
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癫痫发作预测研究方法新进展
癫痫是由大脑神经元群高度同步化异常放电所导致的一组疾病或综合征,常会反复、突然发作,严重影响患者的生活与工作。脑电图(Electroenceph-alography ,EEG)信号中包含了脑内大量的生理和病理信息,在癫痫等脑科疾病的诊断治疗中起着非常重要的作用[1]。EEG 信号表现为随机性很强的电生理信号,具有明显的非平稳性和非线性特征,越来越多的学者开始采用非线性方法来研究 EEG信号。同其他方法相比,非线性方法在表征信号的随机性有明显的优势[2]。对EEG信号的非线性研究已成为非线性科学研究领域的热点和难点。