本文關(guān)鍵詞：帕金森病丘腦底核場電位信號多特征提取及藥物影響研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：帕金森病(Parkinson's Disease,PD)是一種常見的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,其震顫、肌肉強直及運動遲緩等運動癥狀的產(chǎn)生與黑質(zhì)紋狀體內(nèi)多巴胺的缺失有關(guān),服用多巴胺類藥物能夠有效抑制這些癥狀,且藥物治療是帕金森病臨床治療的基礎(chǔ)。研究表明帕金森病存在著基底神經(jīng)節(jié)-丘腦-皮層環(huán)路神經(jīng)元異常放電。丘腦底核(Subthalamic Nucleus,STN)神經(jīng)活動與帕金森病密切相關(guān),其局部場電位(Local Field Potentials,LFPs)信號具有高時間分辨率和高空間分辨率的特點,可提供豐富的神經(jīng)波動成分信息,反映帕金森病人的腦功能狀態(tài)。藥物治療作為一種外界刺激會對腦功能狀態(tài)產(chǎn)生顯著影響,該影響可能與帕金森病的治療機制密切相關(guān)。本文從帕金森病患者丘腦底核局部場電位信號入手,研究藥物治療對帕金森病丘腦底核神經(jīng)波動的影響。通過分析局部場電位的節(jié)律性、平衡性及耦合性等局部神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)特征,研究藥物治療下丘腦底核神經(jīng)波動的變化,以及這些變化與帕金森病癥狀改善之間的關(guān)系,試圖尋找可用于閉環(huán)深部腦刺激調(diào)控的神經(jīng)信號生物學(xué)標(biāo)記,并且建立神經(jīng)波動與帕金森病運動癥狀之間的橋梁,為尋找更為客觀的帕金森病臨床評估指標(biāo)奠定基礎(chǔ)。實驗采集接受雙側(cè)深部腦刺激器植入手術(shù)的帕金森病患者在服用多巴胺類藥物前后坐姿靜止態(tài)下丘腦底核局部場電位信號,同時對患者進(jìn)行肌電監(jiān)測,篩選出無震顫狀態(tài)下絕對靜止的25 s數(shù)據(jù)用于后續(xù)分析,并收集患者深部腦刺激植入手術(shù)前3個月左右服藥前后的帕金森病癥狀評估量表,對場電位的節(jié)律性、平衡性及耦合性特征進(jìn)行分析,并比較藥物對其影響。神經(jīng)活動的節(jié)律性包括穩(wěn)態(tài)的節(jié)律性和動態(tài)節(jié)律性,即同步化特征和同步化特征的時間穩(wěn)定性,分別使用功率譜密度及時變能量的變異系數(shù)來量化;使用不同頻率成分同步化強度的比值度量神經(jīng)活動的平衡性;不同頻段信號時變能量的互相關(guān)系數(shù)作為神經(jīng)活動耦合性的指標(biāo)。實驗主要分為兩個部分,首先通過差異性統(tǒng)計分析尋找服藥前后局部場電位顯著變化的特征,然后通過分析與帕金森病各運動癥狀間的相關(guān)性對特征的意義進(jìn)行研究。實驗結(jié)果表明,服藥后Theta頻段同步化增強、低Beta頻段同步化降低,且Theta同步化與肌肉強直和運動遲緩癥狀呈負(fù)相關(guān),低Beta同步化與肌肉強直和運動遲緩呈正相關(guān);Theta和高Gamma同步化的穩(wěn)定性均顯著降低,且Theta同步化穩(wěn)定性與運動整體癥狀呈負(fù)相關(guān),高Gamma同步化穩(wěn)定性與運動整體癥狀呈正相關(guān);(4~10Hz,10~20Hz)間平衡性降低,其與肌肉強直及運動遲緩呈正相關(guān),(12~20Hz,20~38Hz)間平衡性增強,其與震顫呈正相關(guān);藥物對(30~38Hz,4~10Hz)(49~55Hz,25~30Hz)(50~60Hz,4~10Hz)(59~65Hz,20-28Hz)等多頻段間的耦合性有顯著影響,其中只有(59~65Hz,20~28Hz)間的耦合性與肌肉強直呈正相關(guān)。丘腦底核局部場電位在藥物治療下多頻段節(jié)律性、平衡性及耦合性發(fā)生變化,這些變化反應(yīng)了藥物作用下帕金森病腦功能狀態(tài)受藥物治療的影響,其中部分特征與帕金森病震顫、肌肉強直及運動遲緩等運動癥狀密切相關(guān),這些特征可用于描述神經(jīng)波動與行為學(xué)癥狀間的關(guān)系。本文通過對局部場電位多維特征進(jìn)行分析,找到了多種與藥物治療相關(guān)的神經(jīng)波動特征,并通過相關(guān)分析將其分成運動癥狀相關(guān)和非運動癥狀相關(guān)兩類。文中多維度特征的發(fā)現(xiàn)將有助于建立基于多特征融合的更為敏感和特異的神經(jīng)信號生物學(xué)標(biāo)記,為實現(xiàn)腦功能狀態(tài)判別提供判定指標(biāo);為神經(jīng)波動與帕金森病癥狀之間建立了橋梁,為帕金森病臨床評估的量化提供基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：帕金森病 丘腦底核 局部場電位信號 神經(jīng)標(biāo)記物 藥物治療
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機械與物理研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R742.5;TN911.7
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 課題背景10-17
• 1.2.1 帕金森病10-12
• 1.2.2 局部場電位信號12-16
• 1.2.3 藥物治療16-17
• 1.3 帕金森病局部場電位信號研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 選題目的與意義18-19
• 1.5 本文的主要工作19-22
• 第2章 局部場電位信號及帕金森病臨床評估22-32
• 2.1 實驗設(shè)計及信號采集22-25
• 2.2 局部場電位信號篩選25-27
• 2.2.1 靜息數(shù)據(jù)的篩選25
• 2.2.2 局部場電位信號的通道選取25-27
• 2.3 信號預(yù)處理27-31
• 2.3.1 低通濾波27-28
• 2.3.2 信號降采樣28
• 2.3.3 自適應(yīng)迭代濾波28-29
• 2.3.4 高通濾波29-31
• 2.4 局部場電位信號常用頻段劃分31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 藥物治療對神經(jīng)波動節(jié)律性的影響32-46
• 3.1 研究方法簡介32-35
• 3.1.1 功率譜分析32-33
• 3.1.2 時頻分析33-34
• 3.1.3 統(tǒng)計分析34-35
• 3.1.4 相關(guān)性分析35
• 3.2 神經(jīng)活動的節(jié)律性35-38
• 3.2.1 穩(wěn)態(tài)節(jié)律性35-36
• 3.2.2 動態(tài)節(jié)律性36-38
• 3.3 與藥物治療相關(guān)的節(jié)律性特征提取38-41
• 3.4 節(jié)律性特征與帕金森病運動癥狀的相關(guān)性分析41-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 藥物治療對神經(jīng)波動平衡性的影響46-52
• 4.1 神經(jīng)波動平衡性定義46-47
• 4.2 與藥物治療相關(guān)的平衡性特征提取47-49
• 4.3 平衡性特征與帕金森病運動癥狀間的相關(guān)性分析49-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 藥物治療對神經(jīng)波動耦合性的影響52-60
• 5.1 耦合性方法簡介52-56
• 5.2 與藥物治療相關(guān)的耦合性特征提取56-58
• 5.3 耦合性特征與帕金森病運動癥狀間的相關(guān)性分析58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 第6章 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-66
• 在學(xué)期間學(xué)術(shù)成果情況66-67
• 指導(dǎo)教師及作者簡介67-68
• 致謝68

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：357655