基于eeg和erp特征信息的饮酒健康评估研究

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1、中图分类号：R338论文编号：102870316-S226学科分类号：083100硕士学位论文基于EEG和ERP特征信息的饮酒健康评估研究研究生姓名方得胜学科、专业生物医学工程研究方向现代生物医学仪器指导教师钱志余教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二〇一六年四月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonalcoholconsumptionhealthevaluationbasedonEEGandERPf

2、eatureinformationAThesisinBiomedicalEngineeringbyFangDeshengAdvisedbyProf.QianZhiyuSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringApril,2016南京航空航天大学硕士学位论文摘要酒文化在我国具有悠久历史，但酒驾、酗酒等问题给社会带来巨大危害，引起人们广泛关注，如何定量评估饮酒对健康的影响已经成为一个重要的研究任务。本文利用脑电信号（Electroencephalograp

3、h，EEG）和事件相关电位（Event-relatedpotentials，ERP）研究酒精对脑疲劳和脑认知的影响，探索评估大脑酒精疲劳的特征参数，为健康饮酒提供科学依据。论文研究主要内容：（1）将EEG和ERP引入饮酒健康评估研究，设计了不同剂量急性饮酒的脑疲劳和脑认知评估方案，完成了52例志愿者共3批次实验，采集到312组有效脑电数据。实验中根据国家酒驾标准（GB19522-2010）中血液酒精浓度（Bloodalcoholconcentration，BAC）范围，将饮酒程度的BAC定义为低度100mg/L、中度500mg/L和高度825mg/L。（2）探索基于

4、EEG信号的饮酒健康评估特征参数。对EEG信号进行预处理和特征波形提取，得到疲劳因子R值和重心频率（Gravityfrequency，GF）等特征参数，利用特征参数评估大脑疲劳度。得到结论：①低度饮酒后脑疲劳度会下降4%~5%，持续60min后恢复正常；②中度饮酒后疲劳度开始逐渐上升，在酒后60min达到峰值（高于正常状态40%），之后逐渐下降直至酒后120min恢复正常；③高度饮酒后脑疲劳度变化趋势与中度饮酒一致，在酒后60min高于正常状态57%，直至酒后120min仍未恢复（高于正常状态20%）。（3）通过ERP技术的oddball范式设计听觉P300实验研究

5、饮酒后两小时内的P300成分的变化规律，利用Pz导联脑电分布提取饮酒后不同时段的P300成分潜伏期和幅值，辅助主观问卷结果，得到结论①低度和中度饮酒对人脑认知功能影响不明显，异常率不到5%；②高度饮酒在短时间内会对人脑认知功能产生损伤，异常率接近60%，表现为影响人脑的注意力，记忆力和计算能力。综上所述，本文在饮酒健康评估的研究中发现EEG的饮酒健康评估因子（疲劳因子R值，重心频率GF）以及ERP中的饮酒健康表征成分（P300成分），可以为建立完整的饮酒健康评估体系提供重要的参考依据。关键词：急性饮酒，脑电信号，事件相关电位，健康评估，疲劳因子I基于EEG和ERP特

6、征信息的饮酒健康评估研究ABSTRACTWineculturehasbeeninthemankind’shistoryforalongtime,however,aseriesofissuesafterdrinkinghavecausedgreatharmtothesociety.Asaresult,nowadayshowtoquantitativelyassesstheimpactofdrinkingonhealthhasbecomeaimportantresearchtask.Inordertofindakindofcharacteristicparameters

7、thatcouldevaluatetheeffectsofalcoholonbrainfatigueandbraincognitionandprovidescientificbasisforhealthydrinking,electroencephalograph(EEG)andevent-relatedpotentials(ERP)wereadoptedinthispaper.Thisspecificresearchcontentswereshownbelow:(1)EEGandERPwereintroducedintotheresearchofhumanbr