【摘要】：慢性神經(jīng)病理性疼痛不僅是一種持續(xù)性的疼痛,同時還會導(dǎo)致疼痛患者的痛感覺、情緒以及認(rèn)知發(fā)生異常,嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。目前神經(jīng)病理性疼痛的發(fā)生機(jī)制仍然不清,且對于神經(jīng)病理性疼痛如何導(dǎo)致情緒和認(rèn)知等高級腦功能改變的研究十分缺乏。感覺丘腦和室周灰質(zhì)/水管周灰質(zhì)(periventricular gray/periaqueductal gray,PVAG)不僅與疼痛感知密切相關(guān)同時還是深部腦刺激(deep brain stimulation,DBS)治療神經(jīng)病理性疼痛的常用靶點(diǎn)。前人基于場電位的信號研究表明這兩個核團(tuán)中存在與神經(jīng)病理性疼痛的感知和調(diào)控相關(guān)的神經(jīng)波動,且提示神經(jīng)波動的動態(tài)性和整合性與神經(jīng)病理性疼痛可能密切相關(guān)。因此,對核團(tuán)內(nèi)和核團(tuán)間多神經(jīng)波動的動態(tài)整合性研究將有助于進(jìn)一步揭示神經(jīng)病理性疼痛在感知、感覺和情緒維度以及治療方面的機(jī)制,為疼痛的診斷和治療提供新思路�；谝陨涎芯勘尘�,本文以接受DBS手術(shù)的神經(jīng)病理性疼痛患者為研究對象,對患者術(shù)前的疼痛狀態(tài)和術(shù)后疼痛減緩程度進(jìn)行評估,同時采集了感覺丘腦和PVAG核團(tuán)的靜息態(tài)場電位信號,并對以下四個科學(xué)問題開展了研究:(1)大腦核團(tuán)如何動態(tài)整合多個神經(jīng)波動實(shí)現(xiàn)腦功能。(2)感覺丘腦如何動態(tài)整合神經(jīng)波動對疼痛感知和疼痛調(diào)控進(jìn)行編碼。(3)PVAG核團(tuán)如何動態(tài)整合神經(jīng)波動并分別對疼痛感知、感覺和情緒進(jìn)行多維度編碼。(4)感覺丘腦和PVAG之間是否存在功能連接并實(shí)現(xiàn)對疼痛多維度信息進(jìn)行傳遞和整合。本文的主要研究結(jié)果有:(1)多神經(jīng)波動動態(tài)整合是大腦核團(tuán)內(nèi)或核團(tuán)間腦功能信息編碼的一種重要方式。(2)感覺丘腦通過動態(tài)整合多神經(jīng)波動實(shí)現(xiàn)疼痛信息的編碼,其中以low-beta為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)波動網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)神經(jīng)病理性疼痛的調(diào)控,而以delta等低頻神經(jīng)波動為主的網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)疼痛感知。(3)PVAG核團(tuán)基于多神經(jīng)波動構(gòu)成的三個神經(jīng)波動網(wǎng)絡(luò)分別參與了疼痛整體感知、感覺和情緒多維度信息的編碼。其中疼痛感知與delta神經(jīng)波動為關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的神經(jīng)波動網(wǎng)絡(luò)相關(guān),疼痛感覺則與high-gamma為主的神經(jīng)波動網(wǎng)絡(luò)相關(guān),而與疼痛情緒相關(guān)的神經(jīng)波動網(wǎng)絡(luò)涉及alpha和high-beta等多個神經(jīng)波動。(4)感覺丘腦和PVAG之間存在基于多神經(jīng)波動整合的功能連接,且這些功能連接參與了疼痛多維度信息在核團(tuán)間的傳遞和整合。綜上所述,本研究系統(tǒng)的探索了感覺丘腦和PVAG核團(tuán)如何通過整合多神經(jīng)波動實(shí)現(xiàn)對疼痛多維度信息的編碼。本研究的成果推進(jìn)了對神經(jīng)病理性疼痛及其神經(jīng)調(diào)控機(jī)制的研究,未來將有助于針對神經(jīng)病理性疼痛的智能神經(jīng)診斷和調(diào)控策略的開發(fā)。
【圖文】：

２．邋３實(shí)驗(yàn)方案逡逑實(shí)驗(yàn)方案包括兩個部分：電生理信號記錄和疼痛狀態(tài)評估。電生理信號記錄逡逑是在ＤＢＳ術(shù)后觀察期，利用留置的ＤＢＳ電極連接線與信號記錄設(shè)備連接進(jìn)行的逡逑信號采集，記錄時長約為５分鐘。為了避免術(shù)后微損毀效應(yīng)［６７］，記錄時間一般為逡逑術(shù)后３－５天。記錄時患者在安靜的環(huán)境中以舒服的姿勢坐在座椅上，并保持靜息逡逑狀態(tài)１５分鐘。同時保證患者術(shù)前１２小時內(nèi)未服藥且沒有接受過ＤＢＳ刺激測試逡逑或者處于刺激測試１２小時以后（避免刺激后效應(yīng)）狀態(tài)�；颊咛弁礌顟B(tài)評估分逡逑為術(shù)前評估和術(shù)后評估。術(shù)前評估一般在ＤＢＳ術(shù)前２－３天進(jìn)行，主要使用疼痛逡逑模擬視覺量表（Ｖｉｓｕａｌ邋ａｎａｌｏｇ邋ｓｃｏｒｅ，邋ＶＡＳ）和麥吉爾疼痛調(diào)查問卷（ＭｃＧｉｌｌ邋ｐａｉｎ逡逑ｑｕｅｓｔｉｏｎｎａｉｒｅ，邋ＭＰＱ）對疼痛各方面狀態(tài)進(jìn)行打分。其中ＶＡＳ量表是患者對當(dāng)前逡逑疼痛強(qiáng)度的個體化打分，而ＭＰＱ量表則對患者的疼痛感覺、情緒和認(rèn)知等多個逡逑方面進(jìn)行評估。術(shù)后評估是在持續(xù)開啟ＤＢＳ電刺激的情況下進(jìn)行的術(shù)后１月、３逡逑月、６月和１２月的治療效果隨訪，主要采用ＶＡＳ量表進(jìn)行評估。結(jié)合術(shù)前和術(shù)逡逑后疼痛量表課實(shí)現(xiàn)對于ＤＢＳ治療疼痛的效果的評估。逡逑

；者，利用術(shù)后程控信息，選擇電刺激治療效果最佳的觸點(diǎn)作為分析通道。數(shù)據(jù)篩逡逑選完成后，對每一側(cè)選取通道信號截�。担板澹髷�(shù)據(jù)作為后續(xù)的分析數(shù)據(jù)。逡逑局部場電位信號是一種微弱的電生理信號，原始信號由于包含較大的工頻逡逑噪聲和運(yùn)動偽跡使得信噪比較低。因此在對信號進(jìn)行特征提取前需要進(jìn)行預(yù)處理逡逑從而提高信號質(zhì)量。本研宄的預(yù)處理共包括四個步驟。首先，對原始ＬＦＰｓ信號逡逑進(jìn)行２邋Ｈｚ高通濾波，去除運(yùn)動偽跡和其他低頻干擾。具體采用５階切比雪夫Ｉ逡逑型高通濾波器，通帶截止頻率為２邋Ｈｚ，阻帶截止頻率為１．５邋Ｈｚ，阻帶處衰減為逡逑１０邋ｄＢ，，通帶紋波幅度為０．１邋ｄＢ。其次，由于大腦的生理活動主要在９０邋Ｈｚ以下，逡逑因此進(jìn)行９０邋Ｈｚ低通濾波。具體采用７階切比雪夫Ｉ型高通濾波器，通帶截止頻逡逑率為９０邋Ｈｚ，阻帶截止頻率為９５邋Ｈｚ，阻帶頻率出衰減為１０邋ｄＢ，通帶紋波幅度為逡逑０．１邋ｄＢ。再次，使用自適應(yīng)迭代濾波器的帶阻濾波器去除５０邋Ｈｚ工頻干擾。最后，逡逑為減少計算量將信號降采樣至５００邋Ｈｚ。因?yàn)楦鶕?jù)奈奎斯特采樣定律，降低采樣逡逑率至５００邋Ｈｚ不會影響９０邋Ｈｚ以下信號的分析，同時又能減少數(shù)據(jù)量，提高計算逡逑效率。通過以上步驟得到的預(yù)處理后ＬＦＰｓ信號將被用于后續(xù)的分析對象，且所逡逑有的分析工作通過個性化的編程在ＭＡＴＬＡＢ中實(shí)現(xiàn)（９．１版本，ＭａｔｈＷｏｒｋｓ，邋Ｉｎｃ．，逡逑Ｎａｔｉｃｋ，ＭＡ，ＵＳＡ）。逡逑
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R741

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本文編號：2628553