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原发性夜间遗尿症患儿丘脑功能连接异常的fmri-eeg研究

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原发性夜间遗尿症患儿丘脑功能连接异常的fMRI-EEG研究

作者：肖珊珊中国医科大学

学位级别：硕士

目的:使用同步脑电-功能磁共振成像技术(electroencephalography-functional magnetic resonance imaging,eeg-fmri)方法,无创性地研究原发性夜间遗尿症(primary nocturnal enuresis,PNE)患儿非快速眼动(non-rapid eye movement,NREM)睡眠期间丘脑-皮层功能连接(functional connectivity,FC)异常。研究方法:eeg-MRI数据来自20名PNE儿童(9至13岁,中位年龄为11岁),19名健康对照(9至13岁,中位年龄为11岁)。所有参与者的父母或法定监护人都同意我们使用具有32通道MR兼容eeg系统的3.0T MR系统进行同步fmri-eeg扫描,直到患者或其法定监护人拒绝继续扫描。在参与者睡眠期间记录eeg-fmri数据。根据同步eeg帧判读的结果,将fmri数据划分为不同睡眠分期(N1,N2,N3)的fmri数据。分别计算NREM睡眠(N1,N2和N3)不同睡眠阶段的丘脑-皮质之间的FC。使用SPM进行统计分析。采用重复测量的方差分析研究睡眠分期(N1,N2,N3)和分组(PNE和对照)对丘脑-皮层FC影响的主效应和交互效应,对于存在显著分组主效应或者分期-分组交互效应的脑区,提取其中功能连接的相关系数进行Fisher Z值变换,再Z值进行Post-Hoc检验。结果:中央后回皮层分组效应显著(PNE组和对照组)(峰值点蒙特利尔坐标系统(montreal neurological institute,MNI)坐标:x=39,y=67,z=38;像素数=225;峰值F=25.23,P<0.01,FDR校正)。此外,内侧前额叶皮层(medial prefrontal cortex,mPFC)表现为睡眠期相和分组之间的交互作用显著(峰值点MNI坐标:x=-5,y=55,z=21;像素数=109;峰值F=18.93,P<0.01,FDR校正)。Post-Hoc检验表明,与对照组相比,PNE患儿的mPFC-丘脑FC在N3期显着低于正常对照组(t=2.988,P=0.017,Sidak校正)。结论:PNE患儿NREM睡眠期间,mPFC-丘脑及中央后回-丘脑FC可能与其睡眠异常有关。

关键词： eeg-fmri 原发性夜间遗尿症非快速眼动期功能连接

eeg-fmri混合脑机接口中eeg信号去伪迹方法研究

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EEG-fMRI混合脑机接口中EEG信号去伪迹方法研究

作者：孙岩丹华南理工大学

学位级别：硕士

随着脑科学研究的发展,单模态的脑电信号观测越来越难以满足目前的研究需求。神经成像技术与电生理记录的结合互相取长补短,提供了多维观测的研究手段。其中eeg与功能磁共振成像(fmri)的结合引起了广泛研究和关注,在很多领域发挥了不可... 详细信息

随着脑科学研究的发展,单模态的脑电信号观测越来越难以满足目前的研究需求。神经成像技术与电生理记录的结合互相取长补短,提供了多维观测的研究手段。其中eeg与功能磁共振成像(fmri)的结合引起了广泛研究和关注,在很多领域发挥了不可替代的作用。但是在eeg-fmri联合采集中,eeg信号受到核磁环境的严重干扰,如何有效去核磁除噪声从而得到高质量的eeg信号是同步研究的难题。本文对eeg-fmri联合采集下eeg信号中的伪迹成分进行了分析,介绍了去除核磁伪迹最常用的平均模板相减(AAS)方法和基于PCA的最优基组法(OBS)。AAS计算简单,能有效去除大部分核磁噪声,但仍会留下残余;最优基组法在AAS的基础上用PCA提取残余伪迹并去除,但由于提取结果不稳定及不能自适应的选择伪迹成分而容易造成有效信息的损失。本文重点研究了基于ICA去除残余核磁伪迹的方法。ICA假设源信号之间相互独立,比PCA的不相关约束更强,因此ICA能够更好地分离脑电信号与噪声信号以提取残余噪声成分。并且本文通过分析核磁噪声频谱能量分布的特点以及其与MRI扫描周期的相关性,提出了一种有效的自动识别ICA分离后得到的独立成分中核磁伪迹成分的方法。该方法通过计算每个独立成分中核磁倍频能量与低频脑电能量的占比,可以简捷可靠地判定核磁伪迹,克服了传统的ICA去噪方法需要通过观察波形等多种特征手动选择伪迹成分的不便性,提高了ICA的去噪性能。此外,通过对ICA去噪结果进行分析,发现由于ICA不能彻底的分离脑电成分与核磁噪声成分,传统的将伪迹成分置零的强制去噪方法会造成脑电信号的损失。因此,本文提出了结合小波的ICA去噪方法,在ICA分离出独立成分后,用小波多分辨率分析技术对判定为核磁噪声的独立成分进行多层分解,并用低频近似系数进行单支重构提取出伪迹成分中的脑电信息并保留下来,这样既可以有效的去除核磁噪声,又避免了有效信息的损失。最后通过离线实验对两种去噪方法的效果进行了对比,验证了结合小波的ICA去噪方法的优越性,并对实验结果进行了分析讨论。

关键词：脑机接口 eeg-fmri 核磁伪迹独立成分分析小波变换

eeg-fmri在局灶性癫痫致痫灶定位中的诊断价值

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当代医学 2021年第13期27卷 56-58页

作者：闫萌王远波枣庄矿业集团中心医院磁共振室山东枣庄277000

目的探讨脑电图-功能磁共振成像(eeg-fmri)在局灶性癫痫致痫灶定位诊断中的应用价值。方法选取2017年10月至2018年12月于本院接受治疗的头MRl结构影像阴性的局灶性癫痫患者90例为研究对象,所有患者均行头部静息态功能磁共振(RS-fmri)及3... 详细信息

目的探讨脑电图-功能磁共振成像(eeg-fmri)在局灶性癫痫致痫灶定位诊断中的应用价值。方法选取2017年10月至2018年12月于本院接受治疗的头MRl结构影像阴性的局灶性癫痫患者90例为研究对象,所有患者均行头部静息态功能磁共振(RS-fmri)及3.0T eeg-fmri检查,3.0T eeg-fmri检查以电脑图中癫痫样放电为事件,经过分析得出与放电相关的血氧水平依赖信号反应区。对所有患者血氧水平依赖信号激活反应区与电-临床症状定位的关系进行分析,以电-临床症状定位为指标,判断吻合程度。结果eeg-fmri诊断颞叶癫痫51例,额叶癫痫24例,额颞叶癫痫15例,且所有患者血氧水平依赖信号均改变;RS-fmri诊断显示56例患者血氧水平依赖信号改变,基本吻合电-临床症状学定位;eeg-fmri诊断显示69例基本吻合电-临床症状学定位,21例为主要部分吻合;eeg-fmri诊断符合率(100%)及血氧水平依赖信号检出率(100.00%)均高于RS-fmri(71.11%、62.22%),差异具有统计学意义(Peeg-fmri及血氧水平依赖信号反应区可为局灶性癫痫致痫区的非侵入性定位提供有利帮助,且能在癫痫灶术前评估时提供有利的额外信息,定位价值较高。

关键词：局灶性癫痫 eeg-fmri 定位

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多模态神经影像技术研究进展与实践

太原理工大学学报 2022年第3期53卷 420-431页

作者：高鹏李海芳太原理工大学信息与计算机学院山西晋中030600

从脑电/脑磁、功能磁共振以及同步脑电-功能磁共振三种具有代表性的非侵入性神经影像典型技术出发,回顾了不同模态的发生发展,梳理了每个模态相关研究的主要研究进展,强调了多模态融合分析技术的重要性,结合多模态神经影像分析平台、脑... 详细信息

从脑电/脑磁、功能磁共振以及同步脑电-功能磁共振三种具有代表性的非侵入性神经影像典型技术出发,回顾了不同模态的发生发展,梳理了每个模态相关研究的主要研究进展,强调了多模态融合分析技术的重要性,结合多模态神经影像分析平台、脑影像大数据平台建设和辅助临床诊断治疗等方面的实践应用,探讨多模态神经功能成像新技术面临的技术挑战及其在促进脑科学发展中的意义,同时对神经影像技术发展做出总结和展望。

关键词：多模态神经影像多模态融合信号处理 eeg-fmri

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多模态神经影像技术研究进展与实践应用

太原理工大学学报 2022年

作者：高鹏李海芳太原理工大学信息与计算机学院

从20世纪末开始，神经影像技术得到飞速发展，人类可以对活体大脑进行无创的观测和记录。神经科学与信息科学的进步也推动着神经影像技术这一多学科交叉领域的不断进步。随着神经影像采集方式的优化，脑影像分析方法也有着重大突破。鉴... 详细信息

从20世纪末开始，神经影像技术得到飞速发展，人类可以对活体大脑进行无创的观测和记录。神经科学与信息科学的进步也推动着神经影像技术这一多学科交叉领域的不断进步。随着神经影像采集方式的优化，脑影像分析方法也有着重大突破。鉴于不同影像技术优势不同，多模态神经影像融合技术结合了脑电/脑磁的高时间分辨率和功能磁共振成像的高空间分辨率，可以实现对大脑更全面的解析，推进了大脑认知原理解析和脑疾病机制研究进程。本文从脑电/脑磁，功能磁共振以及同步脑电-功能磁共振三种神经影像典型技术出发，梳理相关研究的主要研究进展，结合多模态神经影像分析平台和数据平台建设等实践应用，探讨多模态神经功能成像新技术在促进脑科学发展中的意义。

关键词：多模态神经影像多模态融合信号处理 eeg-fmri

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多场核磁共振静息态脑电神经信号分析

多场核磁共振静息态脑电神经信号分析

作者：陈冉中南民族大学

学位级别：硕士

脑电（Electroencephalogram,eeg）是一种高时间分辨率的电生理信号。功能性磁共振（functional Magnetic Resonance Imaging,fmri）是一种对神经活动进行间接成像的一种高空间分辨率的方法。eeg-fmri同步结合了这两种强大的成像技术,... 详细信息

脑电（Electroencephalogram,eeg）是一种高时间分辨率的电生理信号。功能性磁共振（functional Magnetic Resonance Imaging,fmri）是一种对神经活动进行间接成像的一种高空间分辨率的方法。eeg-fmri同步结合了这两种强大的成像技术,相比电子发射断层扫描成像（Positron Emission Tomography,PET）与脑磁图（Magnetoencephalography,MEG）,有高时间分辨率和高空间分辨率两大优势。微状态是研究静息态脑活动的经典指标。文献调研显示目前的脑电微状态的研究还缺乏不同磁场环境下的微状态的差异分析,本文选取eeg-fmri同步技术,对三种不同磁场环境下的静息态脑电的微状态展开研究,首先,对微状态进行不同的聚类,然后对不同的类别下的微状态进行了分析。研究内容主要包括:eeg-fmri同步采集下的脑电伪迹去除;三种磁场环境的微状态;神经生理参数统计。本文希望得到eeg-fmri同步采集脑电信号干扰程度,并深入研究三种磁场环境下微状态差异。首先,本文对eeg-fmri同步采集环境下的脑电信号进行了伪迹去除,分析了梯度伪迹、心电伪迹以及眼电伪迹的去除效果。具体地,选取BP Analyzer信号分析软件对eeg信号进行分段处理,测量每段数据中不同波峰之间的间隔,最终确定每名受试者最佳的波峰间隔及幅值,利用FSTAR插件中最优基集算法来去除梯度伪迹。结果表明,梯度伪迹去除与否对后期数据处理有着较大的影响。对心电伪迹,本文使用独立成分技术进行去除,对比未被彻底去除心电伪迹的的脑电信号,结果显示心电伪迹去除与否对独立成分选择有着直接影响,即,未对心电伪迹进行去除操作会使得独立成分脑电地形图中出现较多伪迹斑点。另外,本文还对静息态脑电信号微状态所对应的不同神经网络进行了分析。利用统计分析方法,选取了神经生理学参数（平均持续时间、频率及转移频率）对不同磁场环境下的神经网络激活程度的差异进行了分析。结果表明:（1）平均持续时间:磁共振室内的磁场环境会影响大脑静息态微状态持续时间,具体即会缩短各类微状态持续时间。（2）频率:无梯度场环境及梯度场与射频脉冲共同作用环境下注意网络、听觉网络和突现网络这三类微状态发生频率均值大于在无磁场环境的频率,而注意网络在无梯度场环境中的发生频率大于另外两种环境,但是梯度场与射频脉冲共同作用环境与无磁场环境下的发生频率无较大差异。（3）转移概率:无磁场环境下大脑神经网络以注意网络与突出网络相互转变为主,而且听觉网络激活频率相对较小;无梯度场环境中,3分类微状态（即3个网络）下,彼此之间的转换频率比较均衡;无梯度场环境和梯度场与射频脉冲共同作用环境下,向听觉网络转换的概率较大。最后采取eeg-fmri同步采集方式,针对不同磁场环境下脑电信号的伪迹去除以及微状态展开对比分析,该研究对临床精神类疾病以及大脑微状态研究具有一定促进作用。

关键词： eeg eeg-fmri 伪迹去除静息态微状态

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难治性癫痫致痫灶定位研究进展

数理医药学杂志 2012年第5期25卷 571-574页

作者：杨佳燕刘卫芳首都医科大学生物医学工程学院北京100069

对目前临床常用的致痫灶定位方法eeg和ieeg,以及近年来新兴的eeg-fmri技术的基本原理,临床应用和各自的优势与不足展开综述。

关键词：致痫灶 eeg ieeg eeg-fmri

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