麻醉神经振荡的非线性分析

《麻醉神经振荡的非线性分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、麻醉神经振荡的非线性分析-->第1章绪论1.1课题研究的背景振荡广泛存在于生命体中，小到分子、细胞的活动，大到功能器官、群体性运动。较典型的振荡如神经元同步放电、心跳和呼吸等，其中大脑神经振荡现象越来越受到科研者的关注，很多脑高级活动都与神经振荡有关。通常将大脑的神经振荡分为三种：(1)微观尺度的神经元振荡，如膜电位振荡(Membranepotentialoscillations,MpOs)；(2)介观尺度的场电位振荡(Fieldpotentialoscillations,FPOs)，局部皮层的所有抑制和兴奋电流的总和，是很多神经元的电生理活动之间的动态耦合，包含了局部场电位(L

2、ocalfieldpotential,LFP)活动；(3)宏观尺度的头皮脑电(Electroencephalogram,EEG)或硬膜场电位振荡[1]。其中，EEG信号是大脑内部大量椎体细胞突触活动的共同作用的结果，并且EEG只需要通过置于头皮上的电极就可以获取到，具有无创的特点。因此，目前很多研究者从分析EEG信号角度出发，对意识、认知、记忆等脑功能进行研究及对各种脑疾病进行诊断、治疗，如癫痫、抑郁、精神病等。.......................1.2神经振荡的特点1.2.1神经振荡的产生及特点一般成人大脑中含有大约上万亿个神经元。这些神经元通常由胞体、轴突及树突三部

3、分组成，如图1-1所示。实现神经元与神经元之间消息传送的部位是突触，它介于一个神经元的轴突末梢与其相邻的下一个神经元的树突或胞体之间。当兴奋电位从突触前传至突触末梢时，末梢细胞膜便产生去极化，从而使神经递质从突触小泡内释放出来到突触间隙，然后经过扩散便与突触后膜上的受体结合，从而引起后膜对Na+、K+离子通透性的变化，进而产生抑制性突触后电位(InhibitoryPostsynapticPotential,IPSP)和兴奋性突触后电位(ExcitatoryPostsynapticPotential,EPSP)两种不同的突触后效应。通常一个神经元会和成千上万个神经元相连接，从而接收

4、来自多个神经元的信息，当兴奋性突触后电位在其产生部位叠加起来之和超过某一阈值时，便会产生动作电位(ActionPotential,AP)，它通常会顺着一个方向沿着轴突传向下一个神经元传递，一般传递速度介于1到100m/s。动作电位可以被很多种刺激激活，如化学、光、点、压力、触摸和拉伸等。然而中枢神经系统内的神经元大部分是受突触处的化学活动刺激的。大量神经元的突触后电位的叠加和构成了从大脑头皮表面记录到的EEG信号[4]。...................第2章麻醉脑电信号预处理及评价方法2.1引言EEG信号是一种从头皮上采集到的微弱的电信号，因此不可避免的受到其他信号噪声的干

5、扰，如眼电、肌电、心电等。由于脑电信号幅度远小于其他噪声信号，很容易被这些信号所掩盖，所以为保证后续分析的有效性，首先应对采集到的脑电信号做预处理以去除干扰信号。现在很多方法都已被证实可以用于麻醉深度监测，且基本上都可以区分麻醉的不同状态，但是不同的方法效果上有明显的差异，应该选取适当的评价标准对所采用的方法进行评估。基于上面两种情况，本章主要选取了七氟醚诱导和异氟醚诱导的临床麻醉数据，分析了脑电信号含有的噪声的特点，并根据各种噪声自身的特点分别提出了去除噪声的方法，并将其用于临床数据。最后详细阐述了三个将要用于评价本文采用的非线性算法在监测麻醉深度方面的性能的指标。......

6、..............2.2麻醉脑电信号数据本文中主要研究GABA受体类麻醉下的EEG信号。选择了来自新西兰的汉密尔顿怀卡托医院七氟醚麻醉药诱导数据和日本大阪曳野市医院的异氟醚麻醉诱导数据（此数据集主要用于爆发抑制的检测），数据详细描述如下：(1)新西兰数据集包含19个病人，年龄分布为18岁到63岁，分别进行了妇科或骨科手术。这些病人在术前都没有进行过中枢神经系统药物治疗，也不存在超重、有胃食管逆流史（不能接受七氟醚）、心脏病史、肺病史、肾病史。全部病人在麻醉前6小时内没有进食和服药[35]。手术前全部征得病人的同意，并经过医院道德委员会批准。患者麻醉状态均维持在美国麻醉医

7、师协会规定的I和II状态。EEG信号采集是通过目前流行的熵模块仪器，依据国际10-20标准导联来安放三个电极在人体头部的的FpZ、F8以及地电极Fp1。测试前采用酒精棉签擦拭皮肤并风干使得在测试过程中电极阻抗维持在7.5k以下。熵模块的采样频率设置为1600Hz，频带介于0.5-118Hz，放大器产生的干扰维持在-->基于分形理论的麻醉脑电信号分析.........43-574.1引言.........................434.2分形理论..............