【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)是當前研究的熱點,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題。帕金森癥患者的局部場電位(Local Field Potential,LFP)表現(xiàn)出異常的振蕩現(xiàn)象,提取異常振蕩信號,用于研究帕金森癥病理機制,設(shè)計自適應(yīng)DBS刺激控制規(guī)則庫,對于晚期帕金森癥患者的治療有重要意義。本文對8名帕金森癥患者的局部場電位信號進行研究,為了獲取帕金森癥生物標記物進行了下面四個方面的工作:第一,對當前的帕金森癥特征提取算法進行總結(jié),分析算法原理及其獲取的生物標記物的表現(xiàn),提出帕金森癥特征提取算法的設(shè)計標準;第二,對8名帕金森癥患者的局部場電位信號進行預(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刺激的同時記錄場電位信號,6名患者(未刺激組)在靜息狀態(tài)下切斷供藥進行局部場電位的信號的記錄。譜分析結(jié)果顯示,異常振蕩信號集中的頻段在8-35 Hz;第三,設(shè)計了改進的經(jīng)驗?zāi)B(tài)算法用于異常振蕩信號的提取,從時域角度將異常振蕩分解出來。從精確度和計算效率兩個角度出發(fā),設(shè)計了基于信號整形和波形計數(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,對獲取的異常振蕩進行統(tǒng)計分析。與現(xiàn)有的固定閾值法對比,分解出的異常振蕩信號含有更多的有效信息,驗證了算法的準確度;刺激組和未刺激組的對照分析,刺激組含有更少的長振蕩和更多的短振蕩,驗證了算法的有效性。本文以獲取帕金森癥的生物標記物為目標,分析現(xiàn)有算法并提出帕金森癥特征提取算法設(shè)計的要求,利用譜分析限定異常振蕩信號頻率,設(shè)計算法從時域分解出帕金森癥患者局部場電位的異常振蕩信號,通過驗證分析,確定了算法的準確性和有效性,為下一步自適應(yīng)DBS系統(tǒng)的設(shè)計做準備工作。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R742.5;TN911.7
【圖文】：

圖 1.1 帕金森癥病理機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胺前體類藥物，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、異動癥等嚴重的并發(fā)癥，并且目前尚無藥物能來極大的痛苦[14-16]。一般用于帕金森病晚期，即病人耐藥性出現(xiàn)后，會采用療從最早期的核團損毀術(shù)到當前較為常見的腦深部刺激BS）。但核團損毀術(shù)在消除帕金森癥狀的同時，會對大非常強烈的侵害性，被損毀核團參與的部分腦功能會受刺激術(shù)在經(jīng)過三十幾年的發(fā)展后，已經(jīng)取代了核團損毀

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

【參考文獻】

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本文編號：2737950