【摘要】：深部腦刺激(Deep Brain Stimulation,DBS)是治療晚期帕金森癥的有效治療手段。然而現(xiàn)有的DBS技術(shù)很難適應(yīng)患者生理狀態(tài)的改變,缺乏自適應(yīng)性,且存在副作用。自適應(yīng)DBS系統(tǒng)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),理想的自適應(yīng)DBS系統(tǒng)能夠根據(jù)患者的生理狀態(tài),自適應(yīng)控制刺激參數(shù)。其中獲取能夠反映患者生理狀態(tài)的生物標(biāo)記物是自適應(yīng)DBS系統(tǒng)研究的核心,也是目前亟待解決的問(wèn)題。帕金森癥患者的局部場(chǎng)電位(Local Field Potential,LFP)表現(xiàn)出異常的振蕩現(xiàn)象,提取異常振蕩信號(hào),用于研究帕金森癥病理機(jī)制,設(shè)計(jì)自適應(yīng)DBS刺激控制規(guī)則庫(kù),對(duì)于晚期帕金森癥患者的治療有重要意義。本文對(duì)8名帕金森癥患者的局部場(chǎng)電位信號(hào)進(jìn)行研究,為了獲取帕金森癥生物標(biāo)記物進(jìn)行了下面四個(gè)方面的工作:第一,對(duì)當(dāng)前的帕金森癥特征提取算法進(jìn)行總結(jié),分析算法原理及其獲取的生物標(biāo)記物的表現(xiàn),提出帕金森癥特征提取算法的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);第二,對(duì)8名帕金森癥患者的局部場(chǎng)電位信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和譜分析,獲取異常振蕩的頻域特征。其中,2名患者(刺激組)在DBS刺激的同時(shí)記錄場(chǎng)電位信號(hào),6名患者(未刺激組)在靜息狀態(tài)下切斷供藥進(jìn)行局部場(chǎng)電位的信號(hào)的記錄。譜分析結(jié)果顯示,異常振蕩信號(hào)集中的頻段在8-35 Hz;第三,設(shè)計(jì)了改進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)算法用于異常振蕩信號(hào)的提取,從時(shí)域角度將異常振蕩分解出來(lái)。從精確度和計(jì)算效率兩個(gè)角度出發(fā),設(shè)計(jì)了基于信號(hào)整形和波形計(jì)數(shù)的特征提取算法與基于閾值包絡(luò)的特征提取算法;第四,對(duì)獲取的異常振蕩進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。與現(xiàn)有的固定閾值法對(duì)比,分解出的異常振蕩信號(hào)含有更多的有效信息,驗(yàn)證了算法的準(zhǔn)確度;刺激組和未刺激組的對(duì)照分析,刺激組含有更少的長(zhǎng)振蕩和更多的短振蕩,驗(yàn)證了算法的有效性。本文以獲取帕金森癥的生物標(biāo)記物為目標(biāo),分析現(xiàn)有算法并提出帕金森癥特征提取算法設(shè)計(jì)的要求,利用譜分析限定異常振蕩信號(hào)頻率,設(shè)計(jì)算法從時(shí)域分解出帕金森癥患者局部場(chǎng)電位的異常振蕩信號(hào),通過(guò)驗(yàn)證分析,確定了算法的準(zhǔn)確性和有效性,為下一步自適應(yīng)DBS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備工作。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R742.5;TN911.7
【圖文】：

圖 1.1 帕金森癥病理機(jī)制帕金森癥的治療手段主要分為手術(shù)治療和藥物治療兩類(lèi)胺前體類(lèi)藥物，臨床上應(yīng)用最廣最有效的是美多巴和卡比被多巴胺能神經(jīng)元利用合成多巴胺，補(bǔ)充患者紋狀體內(nèi)缺森病的各種臨床癥狀。但是患者在服用藥物三四年之后狀波動(dòng)、異動(dòng)癥等嚴(yán)重的并發(fā)癥，并且目前尚無(wú)藥物能來(lái)極大的痛苦[14-16]。一般用于帕金森病晚期，即病人耐藥性出現(xiàn)后，會(huì)采用療從最早期的核團(tuán)損毀術(shù)到當(dāng)前較為常見(jiàn)的腦深部刺激BS）。但核團(tuán)損毀術(shù)在消除帕金森癥狀的同時(shí)，會(huì)對(duì)大非常強(qiáng)烈的侵害性，被損毀核團(tuán)參與的部分腦功能會(huì)受刺激術(shù)在經(jīng)過(guò)三十幾年的發(fā)展后，已經(jīng)取代了核團(tuán)損毀

4圖 1.2 自適應(yīng) DBS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.1.3 局部場(chǎng)電位與異常振蕩局部場(chǎng)電位作為源信號(hào)來(lái)控制閉環(huán)的 DBS 系統(tǒng)，具備很多優(yōu)勢(shì)。LFP 信號(hào)可以從植入的電極中記錄得到，且可以在刺激的同時(shí)被記錄到，反過(guò)來(lái) LFP 信號(hào)被 DB設(shè)備發(fā)出的刺激脈沖所調(diào)制[35, 36]。這些優(yōu)勢(shì)增加了局部場(chǎng)電位作為自適應(yīng) DBS 控制信號(hào)的可能，但是究其根本，與病人臨床狀態(tài)和非運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較強(qiáng)的相關(guān)性是 LF信號(hào)能夠用來(lái)提取帕金森癥特征值，并作為自適應(yīng) DBS 系統(tǒng)控制源信號(hào)的決定性因素[37-40]。腦電信號(hào)從頭皮到顱內(nèi)，依次為表皮的腦電信號(hào)（Electroencephalography, EEG皮層腦電信號(hào)（Electrocorticography, ECoG）、顱內(nèi)的局部場(chǎng)電位信號(hào)（Local Fie

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2737950