基于磁刺激穴位的加权脑功能网络构建与分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于磁刺激穴位的加权脑功能网络构建与分析论文作者：李正元学生类别：全日制专业学位类别：工程硕士领域名称：生物医学工程指导教师：郭磊职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofBiomedicalEngineeringSTUDYOFWEIGHTEDBRAINFUNCTIONALNETWORKBASEDONEEGUNDERMAGNETICSTIMULATIONByLiZhengyuanSupe

2、rvisor:Prof.GuoLeiNovember2014.摘要针灸技术是基于传统中医理论，其疗效已在几千年的临床实践中得到证实，然而其治疗机理尚不明确。磁刺激技术在继承电刺激优点的同时，更具有无创、无痛、安全、有效、易于重复和操作简便等优点。近几年，我国已开展关于磁刺激穴位的脑电分析的研究。研究发现，在磁刺激内关穴时可提取到脑诱发电位P300的成分，而在磁刺激假穴位点时提取不到。这一结论表明，P300是磁刺激内关穴的特定脑诱发电位，这可能是传统穴位特异性的一个证据。非线性动力学是分析脑电信号的有效方法，大量的实验已经有证实。利用非线性动力学

3、方法进行脑电研究，可以更好的反映大脑的复杂水平，更加深入的了解大脑的混沌特性。本文利用非线性动力学特征，从多角度分析脑电信号，通过互信息计算各导联间的关联特性。通过大量数据和实验选取比较合适的阈值构建加权和无权矩阵，其次构建58节点脑功能网络，并且对不同状态和不同被试所构建的脑网络进行对比分析。最后，对脑功能网络进行网络特性和小世界属性分析。结果表明磁刺激时无权和加权脑功能网络的平均度、平均聚类系数和全局效率高于安静状态，平均路径长度低于安静状态。小世界特性是研究脑网络的一项综合性指标，本论文验证了所构建的脑功能网络全部具有小世界属性。且磁刺激

4、状态时小世界属性明显高于其它状态。本文还研究了基于样本熵构建波和波的脑功能网络，并分析不同节律波的网络特性和小世界属性。结果表明节律波在磁刺激状态构建的脑功能网络小世界属性小于安静状态，节律波在磁刺激状态构建的加权和无权脑功能网络的平均度、平均聚类系数和全局效率高于安静状态，平均路径长度小于安静状态，且磁刺激状态时构建的脑功能网络的小世界属性高于安静状态。关键词：磁刺激内关穴脑电非线性动力学特征IABSTRACTAcupunctureisbasedonthetheoryoftraditionalChinesemedicine,andit

5、sefficiencyhasbeenprovedbyclinicalpractice.However,itstherapeuticmechanismisstillunclear.Comparedtoelectricstimulation,Magneticstimulationhastheadvantagesofnon-invasion,safetyandcomfortableness.RelatedacademicworksabouttheanalysisofEEGsignalundermagneticstimulationatacupunct

6、urepoint(acupoint)havebeenstudiedinrecentyears.TheresultsindicatedthatbrainevokedpotentialcomponentofP300wasextractedonlyduringmagneticstimulationatNeiguanacupoint,andP300wasnotextractedduringmagneticstimulationatthemockpoint.ThisresultsuggestedthatP300wasspecifictomagnetics

7、timulationatNeiguanacupoint.Thismightbeanevidenceofthetraditionalacupointspecificity.Non-lineardynamicsistheefficientmethodofanalyzingEEGsignal.Alargenumberofexperimentshaveconfirmed.Thenon-linearcharacteristicsofEEGsignalcanreflectthelevelofcomplexityofthebrainandhelpusmore

8、deeplystudythechaoscharacteristicsofthebrain.Thethesisstudiedthenonlineardy