基于腦電的局灶性癲癇灶點定位研究.pdf

1、癲癇是中國當前第二大神經(jīng)科疾病，由神經(jīng)元放電異常引發(fā)，發(fā)作時患者會出現(xiàn)痙攣、意識喪失等癥狀，對患者的生理和心理都會造成嚴重的影響。目前常見的治療手段為藥物治療、手術(shù)治療、電刺激等，約70％的患者能夠通過藥物治療得到有效控制，剩下的藥物難治性癲癇患者需要手術(shù)切除治療或者電刺激治療。在手術(shù)切除治療中，癲癇灶點定位是臨床手術(shù)前極其重要的診斷步驟。
　　由于癲癇發(fā)病原因和發(fā)作機制十分復(fù)雜，診斷和治療非常困難。隨著電子工藝、及計算機信息處理

2、技術(shù)的發(fā)展，利用信號處理手段進行癲癇灶點定位的研究正在逐步興起。頭皮腦電(sEEG)空間覆蓋率高，采集方便無植入式創(chuàng)傷，但是空間分辨率較低，適合用于粗略定位癲癇灶點區(qū)域;皮層腦電(iEEG)的時空分辨率高，但是空間覆蓋率低且需要開顱手術(shù)，適合用于在初步定位的區(qū)域植入電極后精確定位癲癇灶點。本文主要圍繞基于腦電信號(EEG)的局灶性癲癇灶點定位問題，著重探索基于頭皮腦電(sEEG)動態(tài)源成像的癲癇灶點粗定位和基于皮層腦電(iEEG)黎曼流

3、形的癲癇灶點精定位兩個子問題。
　　(1)sEEG信號采集點都是標準的電極位置，首先使用獨立成分分析將sEEG信號分離成頭皮表面的相互獨立的信號成分，然后利用癲癇信號成分與非癲癇信號成分在時頻特征上的差異挑選出癲癇信號成分，最后根據(jù)用邊界元法構(gòu)造的三層三維電子大腦模型將癲癇信號成分逆向映射回皮層的源信號，從而完成癲癇灶點定位。在源映射的過程中，根據(jù)大腦結(jié)構(gòu)和生理機制的特點添加了平滑約束。
　　(2)在通過sEEG初步定位的癲

4、癇灶點區(qū)域，埋入植入式電極采集皮層腦電(iEEG)。首先計算表征通道之間相互關(guān)系的功能連接矩陣，然后根據(jù)功能連接矩陣分析癲癇網(wǎng)絡(luò)與灶點有關(guān)的空間上的特征和時間上的特征。在分析癲癇網(wǎng)絡(luò)動態(tài)時通過引入自定義度量-對數(shù)密度比ρ1發(fā)現(xiàn)癲癇發(fā)作期后半段與發(fā)作前期和發(fā)作期前半段有顯著的差異，為我們將發(fā)作期聚類成兩個狀態(tài)，并取后一個狀態(tài)進行灶點定位提供依據(jù)。提出了基于黎曼距離的k-means聚類算法，利用整個功能連接矩陣而不是有損壓縮的特征向量中心性