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严重意识障碍患者康复过程EEG非线性特征与crs-r评分相关性分析与可视化表征

中国生物医学工程学报 2015年第2期34卷 153-159页

作者：郝学良杨文伟李景琦刘小平李轶赵伟杰杨勇杭州电子科技大学生命信息与仪器工程学院杭州310018 浙江省武警医院康复中心杭州314000

研究严重意识障碍患者意识康复过程脑电非线性特征与行为学意识量表crs-r评分之间的相关性,并将非线性特征用于脑功能的可视化表征,为建立脑电非线性特征用于评估严重意识障碍患者意识康复过程提供电生理学依据。采集严重意识障碍患者(... 详细信息

研究严重意识障碍患者意识康复过程脑电非线性特征与行为学意识量表crs-r评分之间的相关性,并将非线性特征用于脑功能的可视化表征,为建立脑电非线性特征用于评估严重意识障碍患者意识康复过程提供电生理学依据。采集严重意识障碍患者(最小意识状态(MCS)10例和植物状态(VS)8例)意识康复过程中前后两次安静状态的脑电数据,计算近似熵、样本熵、排列熵和复杂度LZC等4种脑电非线性特征,对比分析非线性特征变化与crs-r评分变化之间的相关性,并利用脑电地形图将近似熵非线性特征进行可视化表征。结果表明,MCS组和VS组crs-r评分变化均为显著差异(Pcrs-r评分变化的相关系数分别为0.851和0.693,呈显著正相关,VS组只有近似熵变化与crs-r评分变化为显著正相关,相关系数为0.778;近似熵用于患者脑地形图可视化表征具有较好的效果。近似熵非线性特征用于评估严重意识障碍患者的意识康复过程具有一定的可行性。

关键词：严重意识障碍患者意识康复 EEG 非线性特征 crs-r 脑电地形图

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植物状态临床意识检测的一个简便方法:瞳孔近反射

植物状态临床意识检测的一个简便方法:瞳孔近反射

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中国生理学会第24届全国会员代表大会暨生理学学术大会

作者：狄海波顾一滔黄王姗成功胡晓华 Aurore Thibaut Steven Laureys 杭州师范大学国际植物状态和意识科学研究所武警浙江总队杭州医院康复中心比利时列日大学昏迷科学团队

随着急诊技术的提高,昏迷后严重意识障碍患者显著增多。严重意识障碍（DOC）包括昏迷、植物状态（VS,亦称无反应觉醒综合征UWS）、最小意识状态（MCS）。目前,客观方法有了一定的进步,但以crs-r作为代表的行为检测还是金标准。临床诊断... 详细信息

随着急诊技术的提高,昏迷后严重意识障碍患者显著增多。严重意识障碍（DOC）包括昏迷、植物状态（VS,亦称无反应觉醒综合征UWS）、最小意识状态（MCS）。目前,客观方法有了一定的进步,但以crs-r作为代表的行为检测还是金标准。临床诊断基于评估者对DOC患者行为反应的主观推测。在crs-r中,视觉通道的行为检测是一个重要方面。但是视觉检测存在不稳定,同时,对于反射种类的选择甚至是同一反射的不同刺激都有不同意见,对于DOC患者的行为量化很困难,行为量表需要进一步改进。瞳孔近反射（也称瞳孔调节反射）是一个视觉通道的行为反应,是指瞳孔在注视一个物体由远及近的过程中发生的大小变化。这是一个常见的反射。由于通过瞳孔大小变化客观判断反射存在与否,可在一定程度上克服行为检测的主观性,尤其是瞳孔检测不需要眼球转动。该反射反射弧主要与植物神经有关,故对一些眼球运动神经受损的患者而言更具价值。因此,我们拟采用瞳孔近反射来评估DOC患者的意识状态,试图补充并改进crs-r对VS患者的诊断。

关键词： DOC crs-r PNr

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TCD与PPG技术对意识障碍患者血流动力学去适应现象的定量研究

TCD与PPG技术对意识障碍患者血流动力学去适应现象的定量研究

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作者：刘震第三军医大学

学位级别：硕士

目的:研究CASK(Calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase)在不同时间点的氯化锂-匹罗卡品癫痫大鼠模型中的表达及其参与癫痫发作的可能机制。同时在这项研究中,我们通过应用经颅多普勒超声技术(Transcranial Doppler ultras... 详细信息

目的:研究CASK(Calcium/calmodulin-dependent serine protein kinase)在不同时间点的氯化锂-匹罗卡品癫痫大鼠模型中的表达及其参与癫痫发作的可能机制。同时在这项研究中,我们通过应用经颅多普勒超声技术(Transcranial Doppler ultrasonography,TCD)以及光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography,PPG)来探测意识障碍(disorder of consciousness,DOC)患者的外周及大脑的血流动力学改变,并且与这些患者临床量表来进行相关分析,从而探索这两项技术在意识障碍的患者处于癫痫发作状态中的诊断价值。方法:30只SD(Sprague-Dawley)大鼠随机分为6组,在建立Control、1d、3d、7d、14d与30d的癫痫模型后,通过免疫组化、免疫荧光和Western blotting分别检测CASK在模型鼠海马组织中的表达变化。另将21只成年健康SD大鼠随机分为3组(n=7),随后采用慢病毒抑制其中随机一组大鼠脑内CASK的表达,点燃这些大鼠并在点燃1h内观察干预前后大鼠行为学的改变,并且运用Western blotting检测干预前后CASK复合物下游分子NMDAr2b在点燃后的表达。这项研究一共有36名成年实验志愿者,其中有16名志愿者达到了意识障碍的诊断标准,另外21名是身体健康的成年人,性别和年龄完全随机,在这16名受试患者中,造成意识障碍的原因如下:8名颅脑外伤患者,5名缺血缺氧性脑病患者,2名出血性脑卒中患者,1名酒精中毒患者。我们将16名意识障碍的患者与21名健康的成年人分为两组,我们使用昏迷评分量表(Coma recovery Scale-revised,crs-r)来评估每个意识障碍患者的意识状态,应用经颅多普勒超声技术(Transcranial Doppler ultrasonography,TCD)来探测和记录所有受试者大脑中动脉的各个时期的血液流速,以及相对应的血流频谱;同时我们应用光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography,PPG)即PPG信号提取来描记所有受试者外周血管收缩及舒张的过程,从而反映受试者心脏收缩及舒张的生理特性。最后将每个受试组结果进行统计分析。结果:CASK仅在神经元中表达,而在神经胶质细胞中不表达;CASK在实验组的阳性细胞数明显多于对照组;且CASK在癫痫大鼠的海马组织中表达模式为1d降至最低,后逐渐增高,直到30d(pr2b在海马的表达为点燃24小时开始增高,3天达到高峰,10天下降,而在慢病毒抑制CASK的表达干预后NMDAr2b在点燃后各个时间点的表达水平与干预前同一时间点相比降低(pcrs-r量表中的运动评分线性相关性显著且成负相关(Pearson相关系数=-0.556,P=0.025)。通过对PPG信号的分析我们发现了,外周血管的增益指数(Photoplethysmographic augmentation index,PAI)在患者组中的平均值为0.093,较正常组增加了85%,经过相关性分析我们发现,在水平α=0.05下,所有组别中PAI值与他们左侧大脑中动脉的平均流速线性相关性显著且成负相关(Pearson相关系数=-0.377,P=0.022)结论:CASK在癫痫中的表达量异于正常,对癫痫的发生发展可能有一定程度的影响。这种异常表达可能通过NMDAr2b途径影响癫痫的发生与发展。在意识障碍的患者中他们脑血管的搏动指数(Pulsatility Index,PI)值与他们外周血管的增益指数(Photoplethysmographic augmentation index,PAI)值存在一个特定关系。这种关系可以用做提高的早期评估意识障碍患者的心血管系统的去适应现象和这种现象对于他们脑血管系统的影响。尤其是这类患者在癫痫发作状态下,这些量化的脑与外周血管的流动力学的指标对于我们早期评估意识障碍的患者的预后能够提供一个有利的参考。

关键词： DOC PPG TCD crs-r 心血管去适应现象CASK NMDAr2b 癫痫突触慢病毒

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基于脑电分析的高精度经颅直流电刺激对意识障碍患者的影响研究

基于脑电分析的高精度经颅直流电刺激对意识障碍患者的影响研究

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作者：侯娜杭州电子科技大学

学位级别：硕士

严重颅脑损伤造成的意识障碍(Disorder of consciousness,DOC)是临床治疗的一大难题,迄今为止尚无以循证医学为基础的指南。近期有研究提出高精度的经颅直流电刺激(High-definitiontranscranial directcurrentstimulation,HD-tDCS)对意识恢复有积极作用,但有关 HD-tDCD疗效的神经调节机制研究很少,还需要结合不同分析方法进行验证。同时,脑电功率谱结合非线性动力学的方法还未在评估HD-tDCS对意识障碍患者的治疗效果上应用。所以,本研究选取了经过长期HD-tDCS治疗的27例意识障碍患者,追踪刺激前后4次crs-r行为评分量表评分和32导联静息态脑电信号。通过意识障碍患者脑电信号提取的功率谱和非线性动力学指标,从全脑到脑区、刺激区到非刺激区分析评价长期的位于楔前叶的HD-tDCS对意识障碍患者的意识水平的影响,以及功率谱和非线性指标与患者在治疗期间意识恢复的关系。本文的研究结果如下:(1)在楔前叶的HD-tDCS治疗过程中,全脑区的低频段的相对能量有所下降,高频段的相对能量有所上升,非线性指标也有所升高,说明患者在治疗后,脑功能有所增强;(2)基于功率谱和非线性动力学分析发现,脑功能的增强不仅发生在刺激位置周围的局部区域,而且还广泛的存在在全脑区域;(3)在楔前叶的HD-tDCS对意识障碍患者额区、中央区、颞区和枕区的功率谱相对能量及非线性特征指标都有着不同程度的积极影响。综上,长期持续的HD-tDCS可以促进意识障碍患者神经群体间的信息处理,有望成为意识障碍患者的常规促醒方案。

关键词：脑电信号意识障碍高精度经颅直流电刺激 crs-r 功率谱非线性动力学

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经颅磁刺激与脑电在意识障碍中的研究

经颅磁刺激与脑电在意识障碍中的研究

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作者：王勇燕山大学

学位级别：硕士

意识障碍的意识恢复是当今世界关心的问题。准确的诊断结果和有效的治疗策略对于意识障碍的康复有着积极的意义,然而这两大难题一直困扰着临床医生和患者家属。意识障碍患者的康复需要很长时间,这给社会和家庭带来巨大的压力。为了解决... 详细信息

意识障碍的意识恢复是当今世界关心的问题。准确的诊断结果和有效的治疗策略对于意识障碍的康复有着积极的意义,然而这两大难题一直困扰着临床医生和患者家属。意识障碍患者的康复需要很长时间,这给社会和家庭带来巨大的压力。为了解决这些问题,人们进行了很多探索。其中,经颅磁刺激和脑电的联合技术(简称,TMS-EEG)可以测量的皮层的诱发活动,其电生理特征能够表征皮层的兴奋性,因此在大脑状态检测和神经调控效果评估方面有着巨大的潜力。重复经颅磁刺激可以调节皮层兴奋性和抑制性,是一种有效的神经调控方式。本文利用工学信号分析和统计方法,研究经颅磁刺激与脑电在意识障碍的诊断和调控中的积极作用。本文的主要成果包括:设计TMS-EEG的去噪过程,首先列举TMS-EEG中的TMS诱发噪声和预处理导致噪声并根据噪声特点设计去噪方法。针对肌电噪声的特殊性,比较了三种方法处理肌电噪声的效果,确定肌电去除方法。然后,整合噪声去除方法并设计出TMS-EEG的去噪过程。TMS-EEG应用于意识障碍的意识水平评估,其中TMS诱发电位和全脑平均场强度作为特征区分植物状态和微意识状态患者,研究结果说明TMS-EEG可以作为一种潜在的手段辅助意识障碍的临床诊断。制定重复经颅磁刺激调控方案并进行临床研究。设计调控效果评估方案,包括临床量表crs-r评估和TMS-EEG评估。临床量表crs-r评估结果发现微意识和植物状态患者表现出不同的调控结果,而且统计结果具有显著性。通过计算分析TMS诱发电位和全脑平均场强度,TMS-EEG评估结果发现重复经颅磁刺激能够引起微意识状态皮层兴奋性的显著变化,而无法引起植物状态皮层兴奋性的变化。两种评估方法的相关性分析证明了调控引起的皮层兴奋性变化跟意识水平改善有关。研究证明TMS-EEG能够应用于意识障碍领域并作为一种潜在的手段评估重复经颅磁刺激调控效果。

关键词：意识障碍 TMS-EEG crs-r 重复经颅磁刺激

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HD-tDCS对意识障碍患者脑电特征变化的影响研究

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杭州电子科技大学学报（自然科学版） 2021年第6期41卷 35-43页

作者：曲洋侯娜杨勇杭州电子科技大学自动化学院浙江杭州310018

高精度直流电刺激(High-definition Transcranial Direct Current Stimulation,HD-tDCS)可以通过靶向特定的大脑区域来调节神经活动,有益于意识障碍(Disorder of consciousness,DOC)患者的康复。追踪记录HD-tDCS治疗的27例DOC患者在4个治疗阶段的昏迷恢复量表(Coma recovery Scale-revised,crs-r)评分和脑电图,探究HD-tDCS对DOC患者脑电特征变化的影响。研究结果发现,经过HD-tDCS治疗后,crs-r评分显著提高;刺激区和非刺激区脑电特征无显著差异;脑电功率谱低频段能量下降,高频段能量上升,脑电非线性特征值提高,脑功能复杂性增强,从神经电生理学角度说明了HD-tDCS能够帮助DOC患者恢复意识水平。

关键词：高精度经颅直流电刺激意识障碍脑电 crs-r 功率谱非线性

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脑室线性结构变化与严重意识障碍疾病的相关性研究

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临床神经外科杂志 2016年第6期13卷 419-423页

作者：陶庆霞杨艺何江弘夏小雨张昊驹王植海孙恺王勇王翀潍坊医学院潍坊261053 中国人民解放军陆军总医院附属八一脑科医院神经外科新乡市第二人民医院神经外科燕山大学电气工程学院济宁市第一人民医院神经外科

目的评价脑室线性结构在意识障碍(DOC)患者诊断和分级中的应用价值。方法收集2015年1月至2015年12月就诊于中国人民解放军陆军总医院的20例DOC患者,由两名主治医师根据crs-r评分量表将患者分为无反应觉醒综合征组(UWS)和微意识状态组(M... 详细信息

目的评价脑室线性结构在意识障碍(DOC)患者诊断和分级中的应用价值。方法收集2015年1月至2015年12月就诊于中国人民解放军陆军总医院的20例DOC患者,由两名主治医师根据crs-r评分量表将患者分为无反应觉醒综合征组(UWS)和微意识状态组(MCS)。另选10例健康志愿者作为对照组。分析患者MrI T_1图像的结果,测量数据并探索这些测量指标与crs-r评分之间的相关性。结果 UWS组和MCS组的Huckman值和第三脑室宽度明显高于对照组(均Pcrs-r评分呈负相关,而PDI指数和脑室指数则相反。结论脑室线性结构测量可以用于DOC患者意识水平的评估。

关键词：严重意识障碍脑室线性结构测量残余意识水平 crs-r

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