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《华南理工大学》 2010年
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基于皮质脑电的脑运动区功能定位原理与算法研究

姜涛  
【摘要】: 在大脑神经皮质功能区病变的的手术治疗中,皮质(运动区)功能定位可以实时确定大脑神经运动等脑功能区边界,帮助医生最大限度地切除病灶,同时尽可能地保护病灶周围的正常脑组织,避免神经功能损害,关系到患者术后的生存质量;因此,脑运动区功能定位研究具有明确的医学临床应用背景,对神经外科手术具有十分重大的应用意义。如何能在术中准确、快速、无创,甚至非唤醒状态下定位脑功能区是一直困扰临床和神经医学研究的基础理论问题,亟待解决。 本论文以“通过脑运动区皮质脑电信号的特异性分析,实现人体神经系统大脑皮质运动区功能定位的临床应用”为目标,深入研究运动区皮质脑电信号的特异性及其处理技术,探讨皮质脑电用于术中脑运动区功能定位的原理和分析算法,为医学临床应用提供理论基础,从而实现准确、快速、无创的术中脑运动区功能定位。 首先,根据脑(运动区)功能定位的应用和国内外研究现状,指出了目前脑(运动区)功能定位研究和应用中存在的问题;结合脑电信号处理技术研究现状,提出了皮质脑电小波分析用于术中脑运动区功能定位的新原理设想。 其次,系统研究了大脑皮质的结构与功能分区,以及脑电信号的起源和特性。在此基础上,以运动区脑电的特异性为原理,结合小波变换,利用实验数据设计并验证了多种脑运动区特异性脑电的特征提取和分类算法。实验结果表明:基于mu节律的事件相关去同步化和同步化(ERD/ERS)原理,运动区脑电mu节律的特征提取和分类算法达到了93%的检出正确率;基于运动区慢皮层电位(SCP)的事件相关电位(ERP)特性原理,运动区慢皮层电位的特征提取和分类算法的检出正确率达到了84%;以单一模式的特征提取和分类算法为基础,以运动区脑电的特异性多模式为原理,多模式特征提取和分类算法的检出正确率达到了78%-100%。上述三种原理和分析算法具有实际应用的可行性,开拓了一项脑运动区功能定位的新原理和算法,为医学临床应用奠定了理论基础。 最后,根据理论基础研究结果,本论文还首次提出和设计了基于mu节律和SCP的多模式脑运动区功能定位系统方案,研究结果表明:与现有方法比较,该系统的术中脑运动区功能定位具有更加准确、快速和无创的优点。为医学临床实际应用建立了技术框架。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:R741

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄思娟;基于小波分析的EEG伪迹去除与特征分析研究[D];华南理工大学;2011年
【参考文献】
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【共引文献】
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8 王伟民;施冲;李天栋;蒋晓星;白红民;高寒;王国良;李建亭;王玉宝;;唤醒手术切除脑功能区胶质瘤[A];中国医师协会神经外科医师分会成立大会资料汇编[C];2004年
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10 王长生;;运动思维训练的认知研究现状及其体系建构[A];第8届全国运动心理学学术会议论文汇编[C];2006年
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4 吴敏;基于AdaBoost和独立分量分析的人脸检测与识别算法的研究[D];郑州大学;2010年
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7 刘刚;心电信号的去噪与QRS波检测算法研究[D];昆明理工大学;2009年
8 陈桂宏;基于独立分量分析和小波变换的钢丝绳缺陷信号提取[D];中南林业科技大学;2009年
9 赵毅;基于射线跟踪的特征匹配定位技术研究[D];电子科技大学;2011年
10 赵以亮;特定行为下大鼠M1和PPC的局部场电位研究[D];山东师范大学;2011年
【同被引文献】
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9 李川云,严进,殷学平,刘昌,蒋春雷;不同难度心算时脑电信号近似熵研究[J];第二军医大学学报;2003年10期
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5 孙卫国;癫痫脑电的复杂度和近似熵研究[D];第一军医大学;2006年
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9 张宏;用信号与系统原理分析宏观经济模型[D];北京交通大学;2008年
10 张涛;一类化学振荡系统的分岔与混沌[D];江苏大学;2008年
【二级参考文献】
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2 雷自力;基于Pro/E的三维零件参数化建模和特征提取研究[D];华中科技大学;2011年
3 林少波;中文文本分类特征提取方法的研究与实现[D];重庆大学;2011年
4 黄健;履带式车辆微多普勒效应与特征提取[D];国防科学技术大学;2009年
5 赵蕾蕾;基于词和基本短语模式的特征提取方法[D];河北大学;2009年
6 栾岚;基于机理模型判据的图像中微弱特征提取方法研究及应用[D];东北大学;2009年
7 王菲;面向肺部CAD的特征提取、选择及分类方法研究[D];东北大学;2009年
8 郑睿;藻类细胞图像的特征提取与分类方法研究[D];杭州电子科技大学;2009年
9 李仁杰;高分辨率SAR图像目标三维特征提取与建模[D];国防科学技术大学;2010年
10 陈日晖;面向肺部CAD的三维ROI分割、特征提取与分类方法研究[D];东北大学;2009年
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