本文關(guān)鍵詞：睡眠腦電信號的同步性分析方法研究

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【摘要】：睡眠是一種重要的生理現(xiàn)象,良好的睡眠有保存腦的能量、增強機體的免疫機制等作用,通過研究睡眠時各個腦區(qū)間的同步機制有助于深入理解大腦睡眠的機制以及對有關(guān)睡眠的疾病的診斷、預(yù)防和治療。睡眠腦電信號是研究睡眠一種有效的工具,由于單通道腦電信號不能反映各個腦區(qū)間的關(guān)系,因此本文通過對12通道睡眠腦電信號進行譜分析、同步性分析以及耦合方向分析來探尋睡眠大腦的工作機制。首先,用改進平均周期圖法進行了譜分析,發(fā)現(xiàn)在NREM2-4期的睡眠梭形波頻段(9-15Hz)的功率譜出現(xiàn)了譜峰,而REM期未呈現(xiàn)類似的譜峰,只是隨著頻率的增大功率譜在減小,符合powerlaw的規(guī)律。接著,利用一致性和加權(quán)相位同步指數(shù)分析了睡眠腦電不同腦區(qū)間的同步性。加權(quán)相位同步指數(shù)是基于互譜的虛部分量,用信號的幅值對虛部進行了歸一化。不同獨立源的容積傳導(dǎo)可以使一致性不合邏輯的增大,但是加權(quán)相位同步指數(shù)受容積傳導(dǎo)的影響較小,因此加權(quán)相位同步指數(shù)的抗噪聲性能要優(yōu)于一致性。通過正弦仿真模型驗證了加權(quán)相位同步指數(shù)在抗噪聲性能方面要優(yōu)于一致性,進一步實際睡眠腦電信號表明,在NREM 2-4階段梭形波的同步在各個腦區(qū)中占據(jù)著主要的位置,而REM期沒有出現(xiàn)一致的規(guī)律。最后,用定向傳遞函數(shù)分析了睡眠腦電信號不同腦區(qū)的耦合方向,結(jié)果發(fā)現(xiàn)NREM 2-4期在alpha(9-15Hz)頻段內(nèi)和beta(12-30Hz)頻段內(nèi)都出現(xiàn)左右腦(主要是從右腦到左腦)和前后腦的信息流動,而REM期在alpha頻段也出現(xiàn)了前后腦和左右腦(主要是從右腦到左腦)的信息流動,表明大腦在睡眠時各個腦區(qū)間不同的耦合振蕩的機制以及大腦左右半球功能的不對稱分布。本文對正常睡眠腦電信號的同步性分析,將對睡眠自動分析分期提供一定的指導(dǎo)意義,并將有助于有關(guān)睡眠疾病的診斷。
【關(guān)鍵詞】：睡眠腦電信號 一致性 WPLI 定向傳遞函數(shù)
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R740;TN911.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 研究背景及意義10-11
• 1.2 睡眠腦電信號概述11-14
• 1.2.1 腦電信號采集11-12
• 1.2.2 腦電信號節(jié)律12-13
• 1.2.3 睡眠腦電信號分期13-14
• 1.3 睡眠腦電研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 研究內(nèi)容及意義16-17
• 第2章 睡眠腦電信號分析方法17-23
• 2.1 時域分析方法17
• 2.2 頻域分析方法17-18
• 2.3 時頻分析方法18-19
• 2.4 非線性分析方法19-21
• 2.4.1 相關(guān)維數(shù)19-20
• 2.4.2 Lyapunov指數(shù)20
• 2.4.3 去趨勢波動分析20-21
• 2.5 同步性分析方法21-22
• 2.5.1 雙通道腦電信號同步分析方法21-22
• 2.5.2 多通道腦電信號同步分析方法22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 睡眠腦電信號的功率譜分析23-31
• 3.1 Welch法功率譜估計23-24
• 3.2 睡眠腦電數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果24-30
• 3.2.1 數(shù)據(jù)的選取24
• 3.2.2 多通道腦電數(shù)據(jù)功率譜24-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第4章 睡眠腦電信號同步性分析31-45
• 4.1 睡眠腦電信號同步性研究方法31-34
• 4.1.1 一致性32-33
• 4.1.2 加權(quán)相位延遲指數(shù)33-34
• 4.2 coherence與WPLI的抗噪性比較34-37
• 4.2.1 正弦模型34-35
• 4.2.2 仿真結(jié)果35-37
• 4.3 睡眠腦電數(shù)據(jù)的同步性分析37-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 多通道睡眠腦電信號耦合方向分析45-61
• 5.1 腦電活動的信息流表達的研究現(xiàn)狀46
• 5.2 直接傳遞功能(DTF)46-48
• 5.3 睡眠腦電數(shù)據(jù)DTF的分析48-60
• 5.3.1 睡眠腦電數(shù)據(jù)DTF的計算48-57
• 5.3.2 睡眠腦電信息流動方向57-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-63
• 參考文獻63-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要研究成果69-70
• 致謝70

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本文編號：601269