基于腦電的局灶性癲癇灶點(diǎn)定位研究.pdf

1、癲癇是中國(guó)當(dāng)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(shí)患者會(huì)出現(xiàn)痙攣、意識(shí)喪失等癥狀，對(duì)患者的生理和心理都會(huì)造成嚴(yán)重的影響。目前常見(jiàn)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(guò)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(diǎn)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(jī)制十分復(fù)雜，診斷和治療非常困難。隨著電子工藝、及計(jì)算機(jī)信息處理

2、技術(shù)的發(fā)展，利用信號(hào)處理手段進(jìn)行癲癇灶點(diǎn)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(wú)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(diǎn)區(qū)域;皮層腦電(iEEG)的時(shí)空分辨率高，但是空間覆蓋率低且需要開(kāi)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(diǎn)。本文主要圍繞基于腦電信號(hào)(EEG)的局灶性癲癇灶點(diǎn)定位問(wèn)題，著重探索基于頭皮腦電(sEEG)動(dòng)態(tài)源成像的癲癇灶點(diǎn)粗定位和基于皮層腦電(iEEG)黎曼流

3、形的癲癇灶點(diǎn)精定位兩個(gè)子問(wèn)題。
　　(1)sEEG信號(hào)采集點(diǎn)都是標(biāo)準(zhǔn)的電極位置，首先使用獨(dú)立成分分析將sEEG信號(hào)分離成頭皮表面的相互獨(dú)立的信號(hào)成分，然后利用癲癇信號(hào)成分與非癲癇信號(hào)成分在時(shí)頻特征上的差異挑選出癲癇信號(hào)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(hào)成分逆向映射回皮層的源信號(hào)，從而完成癲癇灶點(diǎn)定位。在源映射的過(guò)程中，根據(jù)大腦結(jié)構(gòu)和生理機(jī)制的特點(diǎn)添加了平滑約束。
　　(2)在通過(guò)sEEG初步定位的癲

4、癇灶點(diǎn)區(qū)域，埋入植入式電極采集皮層腦電(iEEG)。首先計(jì)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(diǎn)有關(guān)的空間上的特征和時(shí)間上的特征。在分析癲癇網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)時(shí)通過(guò)引入自定義度量-對(duì)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(lèi)成兩個(gè)狀態(tài)，并取后一個(gè)狀態(tài)進(jìn)行灶點(diǎn)定位提供依據(jù)。提出了基于黎曼距離的k-means聚類(lèi)算法，利用整個(gè)功能連接矩陣而不是有損壓縮的特征向量中心性