基于定向传递函数的癫痫因效性脑网络动态分析

作     者：韩凌 宋鑫轲 李春胜 HAN Ling;SONG Xinke;LI Chunsheng

作者机构：沈阳工业大学电气工程学院生物医学工程系沈阳110870 

出 版 物：《生物医学工程学杂志》 (Journal of Biomedical Engineering)

年 卷 期：2022年第39卷第6期

页      面：1082-1088,1096页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0711[理学-系统科学] 1002[医学-临床医学] 07[理学] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 100204[医学-神经病学] 0811[工学-控制科学与工程] 0701[理学-数学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61771323) 辽宁省自然科学基金(2021-KF-12-11) 2020年辽宁省高等学校创新人才支持计划 辽宁省教育厅基金(LJGD2020012)。 

主　　题：因效性脑网络 定向传递函数 全局效率 聚类系数 

摘      要：癫痫是一种脑网络连接失调的神经系统疾病,从有向功能连通性的角度分析癫痫发作过程的脑网络机制具有重要的研究价值。本文首先对不同频段的癫痫脑电信号在发作间期、发作前期和发作期以定向传递函数方法构建因效性脑网络,并分析在不同状态下脑网络信息传递的途径及动态变化过程,最后对癫痫脑网络的特征属性的动态变化进行分析。结果表明,从发作间期到发作期癫痫脑网络的拓扑结构由趋向随机网络转变成趋向规则网络,整个脑网络的节点连接呈现出逐渐下降的趋势,但是在额区、颞区、枕区的内部节点之间的通路连接数增加,在病灶区域存在大量信息流出的枢纽节点。α波、β波和γ波的发作期全局效率明显高于发作间期和发作前期,聚类系数变化趋势表现为发作前期大于发作期,发作期大于发作间期,其中额区、颞区、顶叶区的聚类系数明显增加。本文的研究结果说明,对癫痫因效性脑网络的拓扑结构和特征参数的动态分析可以构建出癫痫发作全过程的动态变化模型,今后在癫痫病灶的定位和癫痫发作预测方面具有重要的研究价值。