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《燕山大学》 2017年
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基于脑电信号分析的轻度认知障碍评估与干预系统设计

齐晓英  
【摘要】:轻度认知障碍是威胁老年人健康的一种慢性疾病,该类患者脑认知状态介于正常老年人和阿尔茨海默症患者之间,未达到痴呆标准,相对于正常人,存在记忆、认知功能损害等。本文结合基于量表评估与基于脑电信号评估研究,设计并实现了轻度认知障碍评估系统与早期辅助干预系统,系统可以对轻度认知障碍患者实现早期评估,并采用适当的电子游戏训练,对其进行适度干预。量表评估采用国际标准量表:简单精神状态量表(MMSE)、日常生活能力量表(ADL)与缺血性痴呆量表(HIS)。MMSE用于判断患者是否存在记忆损伤,正常人MMSE量表得分一般29分,MCI患者一般在23-27分之间。ADL量表主要判断患者日常生活自理能力。缺血性痴呆量表(HIS)主要判断痴呆原因,排除因为缺血而引发的痴呆。综上,神经心理学量表测试主观性较大,易受患者主观意识影响。基于脑电信号评估提取了能够反应脑电信号非线性与混沌特性的非线性特征:复杂度、符号转移熵、样本熵、排列熵及多重分形指数,并对提取特征进行融合。该评估中,对排列熵算法进行了改进,使排列熵值增加了约0.28,表明,改进算法更能够挖掘脑电信号中非线性特性。基于上述特征融合方法对正常老年人和MCI患者进行了分类,平均准确率达到了94.74%。相对于量表评估,脑电信号评估受主观影响较小。早期辅助干预系统能够对MCI患者进行适度干预,延缓痴呆发生与恶化。该干预系统分为音乐放松、视频记忆、数字比较以及诗词背诵游戏,简单易懂。基于支持向量机对游戏前后脑电信号特征进行了分类,最高准确率为64.89%,平均准确率达到58.10%,同时对结果进行了线性回归分析,发现P0.05,具有显著性差异,说明适度游戏对于MCI患者具有一定的干预作用。本文基于Visual Studio 2010编译器环境下,利用Matlab 2009a和C#混合编程完成了系统设计。主要分为三个模块:量表测试、脑电信号分析和早期辅助干预系统,实现了痴呆评估及适度干预。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN911.6;R749.1

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