動態(tài)腦電在康復(fù)中實際應(yīng)用

動向腦電在康復(fù)中實質(zhì)應(yīng)用動向腦電在康復(fù)中實質(zhì)應(yīng)用動向腦電在康復(fù)中實質(zhì)應(yīng)用[8-9]優(yōu)選文檔動向腦電在康復(fù)中的實質(zhì)應(yīng)用一、歸納腦電信號包括了大量的生理與病理信息，經(jīng)過對腦電信號的辦理，不僅好夠為醫(yī)生供應(yīng)臨床診斷的依照，還可以夠夠為某些腦疾病供應(yīng)有效的輔助治療手段。腦電是由大量腦神經(jīng)細胞在高度有關(guān)的狀態(tài)下的電活動在頭皮上的整體效應(yīng)。腦電圖是將人體腦組織生物電活動放大記錄的一門技術(shù)，由于它反響的是“活”的腦組織功能狀態(tài)。近來幾年來國內(nèi)外的研究表示腦電波作為一種安全、無創(chuàng)傷的醫(yī)學檢測方法在好多腦神經(jīng)和組織的疾病、睡眠阻截、精神心理疾病的診斷及康復(fù)治療中有十分重要的應(yīng)用價值。1.1腦電圖腦電是由大量腦神經(jīng)細胞在高度有關(guān)的狀態(tài)下的電活動在頭皮上的整體效應(yīng)。腦電圖是將人體腦組織生物電活動放大記錄的一門技術(shù)，由于它反響的是“活”的腦組織功能狀態(tài)。腦電圖(electroencephalogram,EEG)的檢查方法是在頭部按必然部位放置8～16個電極，經(jīng)腦電圖機將腦細胞固有的生物電活動放大并連續(xù)描記在紙上的圖形。正常情況下，腦電圖有必然的規(guī)律性，但當腦部特別是皮層有病變時，規(guī)律性碰到破壞，波形即發(fā)生變化，對其康復(fù)過程中腦電的波形進行剖析，能夠輔助診斷腦部的恢復(fù)情況。好多腦部病變可引起腦電波的異常，如腦外傷、炎癥、血管病、代謝性腦病等都有各種不同樣樣程度的異常。經(jīng)過研究較重病例腦電圖在缺血區(qū)表現(xiàn)慢波功率的明顯增高，且增高的范圍比CT顯示的要大，增高的范圍和程度隨缺血的程度而異，進而證了然腦電圖隨著病情而變化，并發(fā)現(xiàn)腦損害引起的變化主要以慢波的變化為主[1]。隨著身體功能恢復(fù)，腦電圖的異常情況也有改進。經(jīng)過對康復(fù)患者的腦電信號進行階段性討論，會發(fā)現(xiàn)患者的腦電波隨其康復(fù)會有明顯改進。這些都說明腦電圖對腦部疾病不測及其今后的康復(fù)討論都是特別重要的。動向腦電圖則是長時間實時的記錄病人的全部腦電活動。1.2當前國內(nèi)外腦電信號研究動向近來幾年來，人們接踵引入了時頻剖析法、高階譜剖析法、非線性剖析法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)剖析法等現(xiàn)代剖析手段對腦電信號進行了更深一步的研究。研究的對象主要集中在以下的幾個方面：(1)對癲癇腦電信號的研究。癲癇腦電的特色波形有棘波、尖波、棘慢綜合波等，國內(nèi)外的研究者一般采納小波剖析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)剖析法對棘波、尖波進行自動檢測與展望[2-4]。(2)對睡眠腦電信號的研究。睡眠是一種重要的生理現(xiàn)象，在精神病學上，睡眠分期是最重要的診斷方法之一，而腦電圖是研究睡眠的一個特別重要的工具。一些研究者經(jīng)過剖析睡眠腦電的譜剖析、關(guān)系維、復(fù)雜度等來差別不同樣樣睡眠分期[5-7]。(3)對不同樣樣狀態(tài)下的思想腦電信號進行剖析。早期的工作主要研究大腦在寧靜狀態(tài)、閉眼狀態(tài)、睜眼狀態(tài)下的腦電特色。今后，隨著研究的不斷深入，人們開始研究大腦聽音樂、心算、鑒別圖形等高級思想腦電活動，為人類研究大腦的認知功能供應(yīng)了新的有效手段。對麻醉狀態(tài)下的腦電信號進行剖析。經(jīng)過剖析不同樣樣麻醉深度的腦電信號節(jié)律，輔助完成對病人的手術(shù)及術(shù)后恢復(fù)的監(jiān)護[10]。(5)對癡呆、精神異常、腦擁擠、腦損害、抑郁癥等其他腦部疾病的腦電信號進行剖析[11-12]?？傊?，腦電信號剖析已經(jīng)浸透到與腦有關(guān)的各個領(lǐng)域，更好的認識大腦將為我們供應(yīng)更好的方法來保護大腦，腦電信號的研究將日益深入。.優(yōu)選文檔二、動向腦電在康復(fù)中的應(yīng)用2.1在認知功能阻截康復(fù)中的應(yīng)用人在不同樣樣的認知活動中，大腦動力學運動特色不同樣樣，認知電位也不同樣樣；患有注意機能弊端、弱智、老年性癡呆、精神分裂癥、少兒多動癥等認知功能弊端的病人在認知活動時的認知電位和正常人的有很明顯的差別。因此經(jīng)過測得患者認知電位和正常的比較能夠評判其認知功能。當前常用來捕捉和剖析與認知活動有關(guān)的腦電波主要有40Hz腦電事件有關(guān)電位(40HzERPs)、事件有關(guān)電位(N100、N200、N270、N300、N400)和認知電位P300(CognitiveEvokedPotentialP300)。目先人類腦計劃正在向著全球發(fā)展，世界好多國家已將腦的研究作為重點資助領(lǐng)域。腦電信號被以為是大腦皮層活動的結(jié)果，與大腦復(fù)雜的認知過程有關(guān)，可在臨床實踐中作為大腦認知功能阻截的嚴重程度、治療康復(fù)奏效、療效觀察、病人預(yù)后的客觀評定指標。從眾多當前的研究能夠看出[13-14]，認知研究中廣泛地采納EEG研究方法，一個重要的原因就是腦電(EEG)檢測是一種無創(chuàng)的、擁有高時間分辨率的、重視時間上的信息傳達和辦理的研究方法。EEG包括了大腦皮層神經(jīng)活動的信息，其中包括著包括思想、感情、精神以及心理等活動的豐富內(nèi)容，深入研究EEG對于認識認知和思想過程，揭露大腦工作機理擁有重要意義。認知腦電的剖析吸引了國際上好多學者，主若是對不同樣樣導聯(lián)、不同樣樣心理作業(yè)的時間系列信號進行辦理，利用不同樣樣認知狀態(tài)下的能量分布特色來揭露大腦工作機理[15]。腦電圖能夠先于大腦結(jié)構(gòu)和代謝出現(xiàn)異常從前鑒別出略微腦功能的負向變化。Sitms等[17]的研究已證明，腦電的異常程度與認知功能阻截的程度有關(guān)。當前，對于寧靜狀態(tài)下患者某一階段腦電信號的剖析技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于癡呆的臨床討論與研究，而且已得出結(jié)論，以為擁有認知功能損害患者的腦電活動在寧靜狀態(tài)下低頻活動增加，高頻活動減少[18-19]。VaDderHiele等[20]研究表示，認知負載狀態(tài)下，腦電的變化較之寧靜狀態(tài)下更能突顯出認知功能阻截的嚴重程度。國內(nèi)研究結(jié)果顯示[21-22]，康復(fù)綜合治療對于牢固并部分提高AD、腦血管不測禍者的認知功能。美國哈佛大學的學者以為：當大腦處于a波狀態(tài)時，能促進靈感，加快資料收集，增強記憶，這一狀態(tài)又被稱為“放松性警備狀態(tài)”，是理想的學習狀態(tài)[23]。大量腦科學研究表示[24-26]：a波腦電與人的認知過程親近有關(guān)，如何有效地經(jīng)過外面刺激引起a波腦電成為認知科學研究的熱點問題。[27]a波音樂對提高中學生記憶有踴躍的影響。2.2在腦癱患兒康復(fù)中的應(yīng)用腦性癱瘓（腦癱）是小兒神經(jīng)系統(tǒng)常有的疾病，主要表現(xiàn)為運動功能阻截。重者可并癲、智力低下、視力阻截、聽力阻截等。早期發(fā)現(xiàn)腦癱及并發(fā)癥，對[28]全面判斷預(yù)后康復(fù)有重要意義。有研究表示，智力低下及癲癇的腦癱患兒AEEG異常率較總異常率高，智能阻截越明顯AEEG異常率越高。BAEP是由聲刺激引起系統(tǒng)功能。因此BAEP檢測不僅可反響腦干聽覺功能的發(fā)育，而且在必然程度上可反響出整個腦干功能的發(fā)育狀態(tài)［29］。腦癱種類不同樣樣，AEEG與BAEP異常率不同樣樣，有助于臨床分型。AEEG與BAEP兩者從不同樣樣的解剖徑路發(fā)現(xiàn)腦癱的并發(fā)癥及判斷預(yù)后，可為腦癱的全面康復(fù)治療供應(yīng)指導。2.3在想象動作中的應(yīng)用想象動作能夠引起腦電信號的特異性變化，對肢體動作的想象能夠引起動向腦電信號特色頻段功率譜密度的改變，這一現(xiàn)象稱之為事件有關(guān)去同步化或事件.優(yōu)選文檔有關(guān)同步化(EventRelatedDesynchronization／Synchronization，ERD／ERS)。手部想象動作主要在對側(cè)的主運動感覺區(qū)的mu節(jié)律(10Hz-12Hz)與beta節(jié)律(20hz～24hz)處引起ERD現(xiàn)象，即mu節(jié)律與beta節(jié)律頻段的功率譜密度在想象手部動作時降低，部分受試者會引起同側(cè)主運動感覺區(qū)的同頻段功率譜密度上升ERS現(xiàn)象[30]。ERD與ERS既能夠用作思想活動對刺激事件的有效響應(yīng)標志，又能夠在實時腦電辦理中作為特色參數(shù)定位響應(yīng)發(fā)生的詳盡時辰，因此在當前基于動作或想象動作電位的腦計算機接口(braincomputerinterface，BCI)系統(tǒng)設(shè)計中經(jīng)常使用ERD與ERS作為重點性的觸發(fā)參數(shù)[31]。近幾年，基于無創(chuàng)EEG信號的腦-機接口技術(shù)在運動信息解碼的有關(guān)研究中獲取了打破性進展。2008年，Hammon和Makeig等人經(jīng)過提取無創(chuàng)EEG信號中的有效特色，在手夠及物品的實驗過程中成功展望了手的運動方向[32]。Waldert和Preissl等人基于運動EEG和MEG信號研究了有關(guān)的解碼方法，經(jīng)過剖析比較不同樣樣特色的目表記別結(jié)果，證了然手的運動方向信息能夠從有關(guān)的EEG和MEG信號中提取獲取[33]。2009年，Bradberry和Gentili等人進行了基于無創(chuàng)EEG信號重建三維空間運動軌跡的研究，依照收集到的EEG信號和真實運動軌跡，建EEG信號和手運動軌跡和速度的解碼模型，初步得出運動EEG信號能夠解碼手的運動學參數(shù)等信息的結(jié)論[34]。2010年，HYuan和BHe等人研究了手握拳速度與實質(zhì)EEG信號之間的關(guān)系，而且剖析比較了想象運動和真實運動引起的EEG信號的差別[35]。因此，從眾多的研究結(jié)果中能夠獲取，經(jīng)過無創(chuàng)EEG信號解碼運動信息是可行的。2.4腦-機接口技術(shù)中的應(yīng)用腦機接口是一種不依賴大腦外周神經(jīng)與肌肉正常輸出通道的控制系統(tǒng)，經(jīng)過收集和剖析人腦生物電信號，在人腦與計算機或其他電子設(shè)備間建立起直接交流和控制的通道，這樣人就可以直接經(jīng)過大腦來表達意愿或控制設(shè)備，而不需要語言或肢體的動作[36-37]。研究和發(fā)展腦機接口技術(shù)能夠幫助肌肉萎縮、脊髓損害等神經(jīng)肌肉方面的患者以及交流阻截者有效地完成對外界交流和控制[38]。從腦電極記錄到的電位是對腦部大量神經(jīng)元活動的反響，低至微伏級，這種電活動的電位隨時間的顛簸稱為腦電波(EEG)。EEG反響了大腦組織的電活動及大腦的功能狀態(tài)，腦的復(fù)雜活動反響在頭皮上的電位活動就是EEG軌跡[39]。所以理論上，人的妄圖經(jīng)過腦電應(yīng)該能夠被探測鑒別出來。BCI的前驅(qū)從前指出“在理論上,腦的感覺、運動及認知意識在自覺EEG中應(yīng)該是可鑒其他”，因此EEG成為BCI研究的首選工具。腦機接口技術(shù)是經(jīng)過信號收集設(shè)備從大腦皮層收集腦電信號經(jīng)過放大、濾波、A/D變換等辦理變換為能夠被計算機識其他信號，今后對信號進行預(yù)辦理，提取特色信號，再利用這些特色進行模式鑒別，最后轉(zhuǎn)變成控制外面設(shè)備的詳盡指令，實現(xiàn)對外面設(shè)備的控制。腦-機接口技術(shù)是利用虛假現(xiàn)實康復(fù)訓練平臺，由患者在想象運動時的腦電信號作為虛假人運動的控制信號，進而把想象運動與運動功能恢復(fù)訓練結(jié)合在一起[40]。腦-機接口技術(shù)為高位截癱的患者供應(yīng)了一個特別好的解決方案，即運用腦-機接口技術(shù)控制推行電刺激。它經(jīng)過收集到的腦電現(xiàn)象剖析后直接推行刺激肌肉，達到站立行走的目的，實現(xiàn)患者在功能上恢復(fù)的初衷。在醫(yī)學領(lǐng)域，腦機接口機器人能夠幫助肢體阻截患者提高他們的生活質(zhì)量，如：（1）與周圍環(huán)境進行交流：BCI機器人能夠幫助殘疾人使用電腦、撥打電話.優(yōu)選文檔等；（2）控制周圍環(huán)境：BCI機器人能夠幫助殘疾人或老年人控制輪椅、家庭電器開關(guān)等；（3）運動康復(fù)：BCI康復(fù)機器人能夠幫助殘疾人或失去運動能力的老年人進行主動康復(fù)訓練，BCI護理機器人能夠從事基本護理工作，提高殘疾人或老年人的生活質(zhì)量。2.5在腦電生物反響治療中的應(yīng)用動向腦電在康復(fù)領(lǐng)域還可用于腦電生物反響治療，大腦活動時會不斷地產(chǎn)生一些略微的電信號，腦電反響儀就是將個體覺察不到的腦電活動變換成直觀的信號，并讓被試者理解這些信號的意義。在被試者體驗到這些直觀信號與各種心理狀態(tài)之間的關(guān)系后，學習按要求改變這些信號—實質(zhì)上就是隨意控制腦電活動。常用α波和θ波作為反響信息，用聲和光等反響號指示α波的出現(xiàn)，用以治療癲癇發(fā)生、抑郁癥，以及運動員廢弛訓練和集中注意力訓練等。θ波腦電生物反響，用于治療神經(jīng)衰弱、失眠。在精神疾病的治療中有研究表示，經(jīng)過生物反響儀的幫助，能夠清楚地觀察到腦電a值的變化，進而可經(jīng)過進行有針對性的訓練來達到調(diào)整自己的心理、生理變化的目的，進而放松身心、快速改進憂愁癥狀[41]?？刂颇X電活動的方式也已被考據(jù)擁有較好奏效：周為[42]等研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過增加腦電活動中a波的方式可使廣泛性憂愁患者的漢密爾頓憂愁量表、憂愁自評量表得分降低；Suetsugi[43]等研究表示，增強腦電活動中θ波的活動，可有效緩解廣泛性憂愁。最新研究證明，定量腦電圖引導神經(jīng)反響技術(shù)可使有效治療強迫癥和少兒行為阻截[44]。在神經(jīng)康復(fù)領(lǐng)域中，生物反響主要經(jīng)過有意識的主動訓練，來激活一些原來未被使用的神經(jīng)通路以取代已經(jīng)受損的神經(jīng)通路，主要用于解決中風、脊髓損害、腦癱等方面問題[45]。三、總結(jié)綜上所述，隨著科技發(fā)展動向腦電在康復(fù)治療中的應(yīng)用遠景光明。但是客觀地說，當前動向腦電在康復(fù)治療的研究中的作用還有很大的限制性，究其原因主要表此刻無法獲取研究需要的足夠高的時間分辨率。一方面是由于信號收集系統(tǒng)的限制，使得無法實時地獲取更高時間分辨率的信號，這一點隨著微電子計算機技術(shù)的發(fā)展正在漸漸獲取解決；另一方面，更重要的是由于計算機對于收集到的大量的實時數(shù)據(jù)的辦理速度還不能夠夠滿足需求。因此如何更好地實時地辦理高速率的實時的腦電數(shù)據(jù)也是需要進一步研究的一個話題。人類大惱職能的復(fù)雜性與精密性，人類認知活動的神經(jīng)系統(tǒng)對人們到此刻是一個未解之謎。隨著人們對EEG信號的深入認識，越來越多的研究開始重視信號辦理技術(shù)在EEG剖析辦理中的應(yīng)用，這種應(yīng)用已經(jīng)不僅限制于工程界的研究人員，更多地被醫(yī)療、心理學、神經(jīng)科學領(lǐng)域的研究人員重視和采納。從以上的研究現(xiàn)狀能夠看出，多種研究方式的共同作用是認知研究的必行之路。研究者需要一個高度跨學科的、多層次的理論研究，需要心理學、醫(yī)學、計算機科學以及神經(jīng)科學等多方合作，才可能在認知科學的研究之路上獲取更大的進步。參照文件：徐朝輝，元小冬，申健，等.腦卒中患者急性期康復(fù)過程中神經(jīng)功能和腦電生理的變化[J].現(xiàn)代電生理學雜志,2006,13(2)：77-82.KalayciT,OzdamarO.WaveletPreprocessingforAutomatedNeuralNetworkDetectionofEEGSpikes[J].IEEEEngineeringinMedicineandBiologyMagazine,1995,14(2):160-166..優(yōu)選文檔張彤、楊福生、唐慶玉.腦電中癲癇波的自動檢測與分類－一種分層次、多方法整合的路子[J].中國生物醫(yī)學工程學報,1998,17(1):1-11.L.Diambra,A.Capurro,A.Plastino.Neuralnetworksthatlearnhowtodetectepilepticspikes[J].PhysicsLettersA,1998,241(1):61-66.[5]AkgulT,MinguiSun,SclahassiRJ,etal.CharacterizationofSleepSpindlesUsingHigherOrderStatisticsandSpectra[J].IEEETransactionsOnBiomedicalEngineering,2000,47(8):997–1009.[6]J.Fell,J.R?schke,K.MannandC.Schaffner.Discriminationofsleepstages:acomparisonbetweenspectralandnonlinearEEGmeasures.Electroencephalogr[J].Clin.Neurophysiol,1996,98(5):401-410.鐘凌惠.EEG特色及睡眠分期研究[D].山東:山東大學,2005.沈民奮,沈鳳麟,許崇濤,朱國平.不同樣樣狀態(tài)下腦電信號的雙譜剖析[J].生物物理學報,1998,14(1):51-56.[9]StamCJ,Van-WoerkomTC,PritchardWS.Useofnon-linearEEGmeasurestocharacterizeEEGchangesduringmentalactivity[J].ElectroencephalographyandClinicalNeurophysiology,1996,99(3):214-224.[10]SebelPS,LangE,RampilIJetal.Amulticenterstudyofbispectralelectroencephalogramanalysisformonitoringanesthesiaeffect[J].AnesthAnalg,1997,84:891-899.DanielAbasolo,RobertoHomero,PedroEspino,AlonsoAlonso,RamondelaRosa.ElectroencephalogramanalysiswithapproximateentropytohelpinthediagnosisofAlzeimer’sdisease[C].In:Procofthe4thAnnualIEEEConfonInformationTechnologyApplicationsinBiomedicine,UK,2003:222-225.[12]R.Bellotti,F.DeCarlo,M.deTommaso,M.Lucente.ClassificationofspontaneousEEGsignalsinmigraine[J].PhysicaA,2007,382:549–556.姚力．揭露大腦奇異：腦功能成像信息辦理和高級認知功能的研究．《科技日報》2003年12月12日(http：//www．stdaily．com/)分項計劃一：人腦認知功能之造影研究．http：//www．ym．edu．tw/excellence/HBP唐榮華，何池忠，方思羽，等．Ahheimer’s病患者認知功能與腦電活動及腦萎縮的有關(guān)性研究．卒中及神經(jīng)疾病，2001，8(5)：266-269.[16]GiannakopoulosP，MissonnierP，KovariE，eta1．Eleetmphysiologicalmarkersofrapidcognitivedeclineinmildcognitiveimpairment．FrontNeurolNeumeci，2009，24：39-46．[17]SimtsLL，LiedorpM，KoeneT，etal．EEGabnormalitiesBMassociatedwithdifferentcognitiveprofilesinAlzheimer’sdisease．DementGeriatrCogaDisord．2011．31：1-6．[18]LiedorpM，HoogervorstEL，SchehensP，eta1．AssociationsbetweenpatternsofEEGabnormalitiesanddiagnosisinalargemenorycliniccohort．DementGeriatrCognDisord，2009，27：18-23．[19]BakerM，AkrofiK，SchifferR.eta1．EEGpatternsinmildcognitiveimpairmentpatients．OpenNeuroimagJ，2008，2：52-55．.優(yōu)選文檔[20]vanderHieleK，VeinAA，KramerCG，eta1．MemoryactivationenhancesEEGabnormalityinmildcognitiveimpairment．NeurobiolAging，2007，28：1-9．于洋，張惠紅，姚宏,eta1．康復(fù)綜合治療對阿爾茨海默病患者腦電特色影響的研究.中華老年心腦血管病雜志,2014,16,5:514-517.王琰萍,張曉玲,朱敏初,etal．認知康復(fù)訓練對急性腦梗死后認知功能障礙患者腦電特色的影響.中華物理學及康復(fù)雜志.2012,34,6:453-455.郭進，衛(wèi)曉妮．腦電圖應(yīng)用的研究進展[J]．陜西師范大學連續(xù)教育學報，2007，24(2)：122-124．[24]FrancescaI，Cavallaro，ImmacolataCacace，etal．HypontizabilityrelatedEEGalphaandthetaactivitiesduringvisualandsomestheticimageries[J]．NeuroscienceLetters，2010，470(1)：13-18．[25]Rony-ReuvenNir，AlonSinal，EinatRaz，eta1．Paina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