基于神经核团放电特征参数的立体定向导航系统研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要立体定向导航是神经外科手术治疗帕金森病靶点定位的关键技术，本文根据微电极立体定向神经外科手术需要，以手术中微电极记录的帕金森病人的细胞放电为研究对象，根据放电信号的特征分析提出信号处理算法，提取神经核团位置关联因子，并在关联因子算法的基础上设计开发立体定向导航系统应用软件，实现微电极针尖位置实时判断和神经核团识别，为临床手术靶点定位提供一种辅助工具。经过深入研究和试验改进，本文给出了立体定向导航系统设计的详细算法及实现，其主要内容及创新点如下所述。1、针对电生理信号的时变和非线性、信号微弱、干扰特别强以及干扰信号和目标信号频带相互重叠

2、等特点，采用经验模态分解信号预处理和阈值检测相结合的方法处理，获取放电信号的检测阈值，得到与神经组织位置相关联的阈值检测因子；2、从电生理定位出发，根据经验模态分解和阈值检测获得的特征因子算法以及文献所提出的特征因子算法，利用面向对象编程软件开发平台，开发出可用于辅助临床手术的立体定向导航系统，为解决脑组织识别和靶点的定位问题提供了一种新的参考方法和手段，为临床手术提供了一种快速有效的辅助工具。3、通过立体定向导航系统应用软件软件设计完成，实现了盒子维数、检测阈值、希尔伯特黄变换能量及能量调制等多种特征参数的快速、并行计算，并从四种特征因子的算法实现和数据处理结果分

3、析中，得到了归一化平均因子的综合导航因子，提高了苍白球等神经核团的识别准确度。关键词：帕金森病，微电极记录，电生理分析，神经放电，立体定向，组织识别i基于神经核团放电特征参数的立体定向导航系统研究ABSTRACTStereotaticlocalizationisthekeytechnologyfortargetlocatinginneurosurgeryforParkinson’sdisease.AccordingtotheclinicdemandofMER-basedstereotaticneurosurgery,thisstudyisbasedonmicroel

4、ectrodedataofParkinson’sdisease.Signaldisposingarithmeticisproposedbythecharacteristicalanalyzingofclinicdata.Thegoalistoextractthepositionreferringparametersofneuronaldischargesignals.Then,appliedsoftwareforidentifyingbrainstructureandtissuesisdevelopedbyusingseveralsignaldisposingari

5、thmetics.Thissoftwarecanbeusedasareal-timeassistanttoolforjudgingpositionofelectrode’spinpointandidentifyingneuronaltissues,andthemainapplicationistargetlocatinginneurosurgery.Throughin-depthresearchingandmuchexperiment,theparticulararithmeticsofstereotaticlocalizationsystemdesignaregi

6、veninthisthesisstepbystep.Themainachievementsandinnovativeresultsaredescribedinthefollowingparts.1.AtheorywhichconsistsoftheEmpiricalModeDecompositionarithmeticandthethresholddetectiontheoreticsisintroducedtoseekthedetectingthresholdofhumanneurondischargesignalswhichhavecharactersofele

7、ctrophysiologicalsignal,suchastime-dependent,nonlinear,faintandstronginterference.Andthismethodcangetthecharacteristicgenewhichisreferringtothelocalneurontissue.2.Basedontheelectrophysiologicaltargetlocalizationtechnologyandcharacteristicalgenes’arithmetic,appliedsoftwarewhichaimsatl