癲癇是一種大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電導(dǎo)致短暫的大腦功能障礙的慢性疾病。兒童癲癇發(fā)病率約為5%,其中大約30%的兒童患者對任何藥物治療都沒有反應(yīng),而這些病人在接受手術(shù)切除癲癇灶后有希望成為無癲癇發(fā)作的兒童。因此對兒童癲癇灶進(jìn)行精準(zhǔn)的定位,不僅能夠提高手術(shù)成功率,還可以降低手術(shù)帶來額外的損傷,現(xiàn)實(shí)意義深遠(yuǎn)。本文首先研究了傳統(tǒng)的基于EEG（Electroencephalogram）源成像定位方法。該方法利用最小范數(shù)估計(jì)（minimum norm estimation,MNE）算法對EEG進(jìn)行源成像;通過求解正問題,明確EEG與腦電源信號的關(guān)系;為反演腦內(nèi)源信號,基于Tikhonov正則化求解逆問題,最后對源進(jìn)行成像,定位癲癇灶。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)EEG信噪比在1-20d B之間時(shí)其定位誤差均值在10mm-19mm,定位標(biāo)準(zhǔn)差在6-8之間,定位精度較低,且受噪聲影響較大。本文針對現(xiàn)有方法中定位精度不高的問題,結(jié)合兒童癲癇患者的MRI（Magnetic Resonance Imaging）、EEG、CT（Computed Tomography）、s EEG（Stereoelectroenceph... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

真實(shí)幾何頭模型

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-8-在獲取頭模型后，需要確定EEG在該模型下的位置信息，因此本文通過參照標(biāo)準(zhǔn)128EEG系統(tǒng)，手動矯正EEG位置，結(jié)果如圖2-2所示。圖2-2手動矯正EEG位置后示意圖Fig.2-2schematicdiagramaftermanualcorrectionofEEGposition2.2.2源模型EEG逆問題的源模型有兩種：等效偶極子模型和分布源模型。等效偶極子模型是將顱內(nèi)神經(jīng)元活動模擬為單個(gè)或多個(gè)電流偶極子，其位置、方向和當(dāng)度是未知的[30]，通過調(diào)整其參數(shù)來模擬EEG的測量數(shù)據(jù)。分布源模型則認(rèn)為神經(jīng)元的活動分布在較大范圍內(nèi)，在固定源信號的位置與方向后，通過源信號的活躍強(qiáng)度來演示神經(jīng)活動信號。這兩種源模型，都將源信號固定在皮質(zhì)上，所以EEG逆問題估算得到的腦內(nèi)源信號是大腦皮質(zhì)上的神經(jīng)活躍電信號。源模型決定了在求解逆問題時(shí)可以選用的數(shù)學(xué)方法，因分布式源模型不需要確定腦內(nèi)源信號的數(shù)目，近年來在頭皮腦電EEG逆問題研究中得到廣泛的推廣和使用。本文本次采用源模型為eConnectome的標(biāo)準(zhǔn)模板。2.2.3創(chuàng)建正問題模型假設(shè)在腦外測量T時(shí)刻n個(gè)通道的EEG信號用矩陣=[1,2…]表示，其中bi是第i時(shí)刻、大小為n*1的EEG測量信號，那么在i時(shí)刻源信號與EEG

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-12-2.4實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析2.4.1半仿真實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)由于EEG測量數(shù)據(jù)數(shù)量有限，本文采用國際通用的半仿真實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)基于EEG源成像定位方法的定位效果。根據(jù)BinHe的仿真信號設(shè)定，由高斯函數(shù)生成癲癇發(fā)作的仿真信號，分辨率為1000Hz，時(shí)長為150ms，在55ms處達(dá)到能量峰值[37]，如圖2-2(a)所示為仿真癲癇信號�；谡鎸�(shí)頭模型、源模型和EEG位置信息，創(chuàng)建正問題模型，從而獲得仿真癲癇灶信號下的EEG測量信號，為使仿真EEG信號接近真實(shí)的測量數(shù)據(jù)，對其加入信噪比為1~20dB的高斯白色噪聲，其中EEG采用國際標(biāo)準(zhǔn)的128通道10-20系統(tǒng)，導(dǎo)聯(lián)個(gè)數(shù)為21。a)b)圖2-4仿真信號；(a)仿真源信號；(b)仿真EEG測量信號(SNR=5dB)Fig.2-4simulationdata(a)simulationsourcesignal;(b)simulatedEEGmeasurementsignal(SNR=5dB)本文通過半仿真實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證基于EEG源成像定位方法的有效性。具體的方法如下：首先，將EEG仿真數(shù)據(jù)執(zhí)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，包括基線校準(zhǔn)(baselinecorrection)和濾波(filtering)與EEG位置矯正；其次，通過EEG位置信息獲取傳導(dǎo)矩陣A，從而創(chuàng)建正問題模型；然后，基于Tikhonov正則化求解逆問題；最后，通過源信號峰值與源成像結(jié)果定位癲癇灶，流程圖如圖2-5所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]兒童睡眠中癲癇性電持續(xù)狀態(tài)的研究進(jìn)展[J]. 張燕燕,朱淑霞.  河北醫(yī)學(xué). 2018(04)
[2]非特殊型胚胎發(fā)育不良性神經(jīng)上皮腫瘤臨床病理學(xué)特征[J]. 李揚(yáng),李斌,楊智云,李智.  中國現(xiàn)代神經(jīng)疾病雜志. 2016(12)
[3]基本解法求解反問題的正則化方法[J]. 楊振,張耀明,周愛華,潘月君.  山東理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(06)
[4]一種電磁干擾源成像多分辨率分區(qū)算法[J]. 杜鑫,謝樹果,郝旭春,王超.  強(qiáng)激光與粒子束. 2015(10)
[5]睡眠呼吸紊亂兒童腦電醒覺反應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 姚玉靜,劉大波,黃振云.  國際耳鼻咽喉頭頸外科雜志. 2013 (05)
[6]EEG-fMRI同步聯(lián)合對局灶性癲癇的定位[J]. 朱建國,盧光明,張志強(qiáng),田蕾,鐘元,孫康健,王中秋.  中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù). 2008(09)
[7]一種基于邊界元離散的導(dǎo)熱問題幾何邊界識別算法[J]. 李斌,劉林華.  中國電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2008(20)
[8]人大腦新皮層層級神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究[J]. 劉永昌,葉中行.  高技術(shù)通訊. 1996(09)



本文編號：2981906