感覺刺激誘發(fā)腦電特征研究.pdf

1、現(xiàn)在越來越多的人被腦癱，中風(fēng)、帕氏綜合征、失語癥等神經(jīng)疾病所困擾，而目前這些神經(jīng)系統(tǒng)疾病還沒有行之有效的藥物康復(fù)治療方法，如何能為病人提供便捷有效的康復(fù)治療成為擺在科技工作者面前的一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，采用感覺刺激（電刺激和磁刺激）物理療法進(jìn)行康復(fù)治療隨之成為人們研究的焦點(diǎn)。與此同時(shí)，隨著腦機(jī)接口技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用，感覺刺激誘發(fā)腦電成為了腦機(jī)接口研究領(lǐng)域一個(gè)良好的刺激實(shí)驗(yàn)范式和應(yīng)用模式。
　　目前，國內(nèi)外對(duì)于感覺刺激誘發(fā)腦電特征研

2、究主要集中在腦-機(jī)接口技術(shù)研究上，而對(duì)于腦康復(fù)領(lǐng)域的研究仍然處于探索階段。在中醫(yī)理論中，人體經(jīng)穴和大腦有著密切的聯(lián)系，本文結(jié)合我國中醫(yī)針灸穴位原理和經(jīng)皮電神經(jīng)刺激方法，采用基于經(jīng)穴電刺激的腦電誘發(fā)電位實(shí)驗(yàn)范式，通過將低頻電子脈沖電流輸入人體特定穴位，同步采集人體大腦腦電信號(hào)，提取誘發(fā)電位特征。實(shí)驗(yàn)證明了電刺激穴位能夠改善腦電波中的有益成分，從而促進(jìn)大腦的康復(fù)。主要研究工作如下:
　　(1)同步信號(hào)發(fā)生器硬件設(shè)計(jì)與制作。為了能夠使體

3、感刺激信號(hào)與誘發(fā)腦電信號(hào)準(zhǔn)確同步，設(shè)計(jì)制作了同步信號(hào)發(fā)生器。該同步器采用AT89C2051單片機(jī)，電平轉(zhuǎn)換部分采用MAX232芯片，單片機(jī)的I/O引腳直接連接到串口，從而給腦電放大器提供高電平，通過另一個(gè)I/O口給繼電器發(fā)送命令，控制體感刺激信號(hào)輸入到人體穴位。
　　(2)誘發(fā)腦電同步采集軟件設(shè)計(jì)。以VC++軟件系統(tǒng)為平臺(tái)，基于MFC編程，通過軟件實(shí)現(xiàn)了對(duì)同步信號(hào)發(fā)生器的控制和對(duì)腦電數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)和波形顯示。
　　(3)誘

4、發(fā)腦電特征提取。利用腦-機(jī)接口競賽標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，分別采用雙譜分析和小波變換方法提取了左右手想象運(yùn)動(dòng)腦電信號(hào)特征，并通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了特征提取算法的可行性和有效性。結(jié)果表明:小波分析方法可以有效提取誘發(fā)腦電信號(hào)中的時(shí)頻信息;雙譜分析可提取常規(guī)腦電分析方法無法獲得的有價(jià)值的高階信息，且在處理非線性和抑制高斯噪聲等方面具有較強(qiáng)的優(yōu)越性。
　　(4)感覺刺激誘發(fā)腦電特征研究。設(shè)計(jì)了感覺刺激誘發(fā)腦電實(shí)驗(yàn)范式，利用低頻電子脈沖儀刺激人體穴位

5、，通過腦電測(cè)量系統(tǒng)采集感覺刺激誘發(fā)腦電信號(hào)，采用相干平均、小波變換和功率譜估計(jì)方法，提取經(jīng)穴體感誘發(fā)腦電特征，研究不同刺激波形、刺激電壓和刺激頻率對(duì)體感誘發(fā)腦電特征的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:30Hz的斷續(xù)波刺激能很好地誘發(fā)P300電位，且能促使腦電α波增加，從而改善了大腦功能。
　　本文將經(jīng)穴電刺激與體感誘發(fā)腦電特征研究相結(jié)合，探索最優(yōu)的經(jīng)穴刺激輸入方式，確立經(jīng)穴與大腦之間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)性，本研究為神經(jīng)系統(tǒng)疾病的康復(fù)訓(xùn)練和治療提供了一種有