意識(shí)狀態(tài)的評(píng)估是神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域和臨床實(shí)踐的一個(gè)重要問題。盡管有許多理論被提出用來測量意識(shí)狀態(tài),例如熵和信息集成理論在全身麻醉深度中的應(yīng)用研究等,但這些方法往往僅在某一種特定的應(yīng)用場景下被證明是有效的。因此,為驗(yàn)證不同理論方法的有效性,意識(shí)評(píng)估需全面的考慮不同意識(shí)狀態(tài)。意識(shí)分為覺醒和覺知兩個(gè)維度,然而,大多數(shù)理論都只從單一的意識(shí)維度上去闡述意識(shí)的測量,目前并沒有研究從兩個(gè)維度上提出一個(gè)系統(tǒng)的框架量化可變的意識(shí)。鑒于此,本研究引入清醒、最小意識(shí)、麻醉和昏迷4種意識(shí)狀態(tài),并從意識(shí)的覺醒和覺知兩個(gè)維度來構(gòu)建意識(shí)的評(píng)估體系。首先,針對(duì)4種不同意識(shí)狀態(tài)的腦電信號(hào)時(shí)頻域?qū)Ρ确治?結(jié)果表明,清醒比其他三種意識(shí)狀態(tài)的腦電信號(hào)幅值低,而昏迷狀態(tài)的頻譜能量主要集中在低頻8Hz以下;其次,從功率譜密度和非線性理論兩個(gè)角度實(shí)現(xiàn)特征提取和統(tǒng)計(jì)分析,功率譜密度包括5個(gè)子頻段,非線性理論包括排序熵、樣本熵、排序Lempel-Ziv復(fù)雜度和去趨勢波動(dòng)分析,結(jié)果顯示,排序熵在4種狀態(tài)之間兩兩均具有顯著差異性,在意識(shí)的覺知維度上,以樣本熵和排序Lempel-Ziv復(fù)雜度作為特征區(qū)分效果好,而在意識(shí)的覺醒維度上,以gamma頻... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

大腦不同狀態(tài)的意識(shí)雙維度可視化分類患有意識(shí)障礙(DisordersOfConsciousness,DOC)的患者和意識(shí)消失(LossOf

第1章緒論-9-習(xí)與意識(shí)評(píng)估問題結(jié)合可以減小醫(yī)生的主觀性和個(gè)人因素，同時(shí)也為人工智能模型提供了夯實(shí)基矗1.2意識(shí)的可視化評(píng)估1.2.1腦與意識(shí)意識(shí)的生物學(xué)基礎(chǔ)是21世紀(jì)中最具挑戰(zhàn)性和基礎(chǔ)性的科學(xué)問題之一，在當(dāng)代西方哲學(xué)中，意識(shí)的本質(zhì)是人腦的機(jī)能。關(guān)于意識(shí)的研究課題多種多樣，意識(shí)的研究方案更是千差萬別，而腦科學(xué)家們讓意識(shí)探索從空想走向?qū)嵺`。在《腦與意識(shí)》書中[11]，法國著名認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)家斯坦尼斯拉斯·迪昂認(rèn)為，意識(shí)是大腦構(gòu)建出的“腦內(nèi)世界模型”，相當(dāng)于一個(gè)帶有“自我”這個(gè)虛擬操作者的虛擬操作平臺(tái)[12]，正如下圖1-2所示腦內(nèi)世界模型直觀圖。迪昂用富有創(chuàng)造性實(shí)驗(yàn)和腦科學(xué)知識(shí)，將看不見的意識(shí)變得“可見”起來，掀起了腦與意識(shí)的新篇章。圖1-2腦內(nèi)世界模型直觀圖一般來說，為了完成某一項(xiàng)簡單的任務(wù)，我們的大腦需要依賴每個(gè)腦功能區(qū)域相互作用，相互協(xié)調(diào)，因此可以把大腦看成腦網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的功能連接。“網(wǎng)絡(luò)”一詞意味著連通性，人們已經(jīng)分析了大腦網(wǎng)絡(luò)中各種形式的連通性。撇開大腦結(jié)構(gòu)或解剖學(xué)不談，許多研究一致證明[4]，當(dāng)人在無意識(shí)狀態(tài)下，大規(guī)模的功能腦網(wǎng)絡(luò)會(huì)崩潰。

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-10-意識(shí)作為大腦的一種整體功能狀態(tài)，它與大規(guī)模皮層-皮層和丘腦-皮層網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的神經(jīng)元振蕩存在內(nèi)在聯(lián)系。更具體地說，在睡眠、全身麻醉或病理狀態(tài)期間，利用功能磁共振成像對(duì)靜息狀態(tài)下的腦網(wǎng)絡(luò)連接性研究已經(jīng)證明皮層-皮層和丘腦-皮層網(wǎng)絡(luò)的斷開[13]。1.2.2腦損傷的意識(shí)恢復(fù)評(píng)估在重癥監(jiān)護(hù)室里，隨著嚴(yán)重急性腦損傷搶救生還的患者數(shù)量的增加，對(duì)那些由嚴(yán)重的腦損傷導(dǎo)致的DOC患者的喚醒，準(zhǔn)確可靠的意識(shí)評(píng)估工具也是起著至關(guān)重要的[14]。雖然這些患者中的大多數(shù)在受傷后的第一天內(nèi)是從昏迷中恢復(fù)意識(shí)，但是一些患者永久性地喪失了所有腦干功能(腦死亡)[15]，而其他患者則轉(zhuǎn)變?yōu)椤扒逍褵o意識(shí)”，即植物人狀態(tài)(VegetativeState,VS)，那些恢復(fù)意識(shí)的患者通常會(huì)在完全或部分恢復(fù)意識(shí)之前進(jìn)入不同階段[16]，如圖1-3所示。圖1-3由腦損傷導(dǎo)致昏迷預(yù)后流程圖醫(yī)生可以區(qū)分昏迷狀態(tài)、無反應(yīng)性清醒綜合征(NonreactiveWakefulnessSyndrome,UWS)和最小意識(shí)狀態(tài)(MinimallyConsciousState,MCS)。通過睜閉眼睛可以有助于區(qū)分昏迷患者和UWS患者，在MCS患者中會(huì)顯現(xiàn)出意識(shí)存在的跡象，尤其是在MCS患者的命令遵循和視覺觀察兩方面，然而這兩個(gè)方面在UWS患者中未能顯現(xiàn)。臨床醫(yī)生相信這些患者當(dāng)中有大多數(shù)能對(duì)周圍環(huán)境和自身狀況的認(rèn)知，這


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