经颅磁刺激的多尺度建模仿真研究

经颅磁刺激是一种无创无痛的电磁刺激手段，被广泛应用于神经调控，在临床上对多种精神疾病和神经类疾病有明显的治疗效果。本文从电磁场建模仿真，细胞跨膜电位建模仿真，以及神经元响应建模仿真3个方面对经颅磁刺激多尺度建模仿真研究进行了详细的综述，并提出现阶段存在的问题以及对未来的展望。经颅磁刺激的多尺度建模仿真对磁刺激仪的设计开发具有指导意义，对磁刺激的导航系统提供重要的理论基础，有助于我们更好的理解电磁刺激的神经调控机制。     

基于复杂网络的磁刺激内关穴脑皮层功能连接分析

将磁刺激技术、脑电图与传统穴位理论相结合,研究穴位刺激引发的大脑皮层功能网络协同调控过程。利用组独立成分分析、标准低分辨率脑电磁断层成像,对14名健康被试静息态、磁刺激内关穴的脑电信号进行反演,确定脑网络节点。通过短时傅里叶变换和互相关方法,计算α频段功率谱间的互相关系数,基于t检验、错误发现率,校正(FDR)构建脑网络连接边(P＜0.05, FDR校正),并对脑皮层功能连接进行分析。结果表明,磁刺激时与运动相关脑区节点的功能连接减少22.9%,与情绪、记忆相关脑区节点的功能连接增多93.8%,位于额叶和颞叶节点的功能连接增多21.2%。磁刺激内关穴引起的脑皮层功能网络拓扑结构变化与穴位自身功能相吻合,为揭示穴位调控机理提供新线索。     

虚拟现实视觉体验对脑功能网络的影响

随着虚拟现实(VR)技术的广泛应用和相关设备的迅速普及,长时间使用VR技术引起的脑疲劳问题受到广泛关注。本研究结合主观疲劳量表与脑电信号脑功能网络特征参数,研究VR技术引起的脑疲劳问题。随机选取16名健康受试者,同步采集观看相同题材的传统平面(TP)视频及VR视频时的脑电信号,观看视频前后填写主观疲劳量表,利用互相关方法对所采集到的脑电信号进行关联特性分析,构建两种视觉体验前后的脑功能网络,并从复杂网络的角度,对比分析平均度、平均聚类系数、平均路径长度、平均全局效率和"小世界"属性等脑网络特征参数。结果发现,观看视频后的量表分值均大于观看前,并且从主观感受上,受试者观看VR视频比观看TP视频更容易产生疲劳感;观看VR和TP视频后,脑网络互相关系数、平均度值、平均聚类系数和平均全局效率值均比观看视频前显著降低,平均路径长度值显著升高,"小世界"属性显著减小;并且相比观看TP视频,观看VR视频后脑网络特征参数变化量更大,且差异具有统计学意义(P <0.05)。通过本研究结果,或可为分析和评价VR视觉体验引发的脑疲劳提供理论依据和试验参考。     

基于脑电alpha波及运动想象的在线脑机接口系统设计

背景：目前在线脑机接口系统绝大多数采用同步式设计,无法区分＂工作＂状态与＂空闲＂状态。目的：设计一种能够自由在＂工作＂与＂空闲＂状态间切换,方便灵活的脑机接口系统。方法：设计了综合睁眼产生的alpha波阻断现象,以及进行运动想象时产生事件相关同步及去同步现象这些生理特征的在线脑机接口系统。通过检测使用者枕部脑电信号alpha波状况,来切换＂空闲＂与＂工作＂状态;在＂工作＂状态下,通过想象不同的肢体运动,分析运动皮质脑电信号的频率特征,来实现对外界的信息传输。结果与结论：实验证明,经过训练的使用者在该在线脑机接口平台上可以自如的在不同状态间进行切换,并且能以很高的分类正确率发出控制命令。采用此方法进行设计,脑机接口系统的实用性得到了增强。     

节点反投影方法在三维EIT模型中的仿真与实验研究

电阻抗成像(EIT)技术中逆问题的病态特性是造成重建图像分辨率较低的主要原因之一,增加先验信息是改善成像效果的可行方法.建立三维圆柱体仿真模型,对边界电压数据进行多项式曲面拟合,增加先验信息,采用节点反投影方法进行图像重建.对两种目标模型进行仿真实验,并利用本实验室设计的128通道EIT系统进行水槽物理模型重建实验.仿真实验结果表明,较之传统的反投影方法,两种目标模型采用节点反投影方法重建的总体误差分别降低了8.87％和6.85％;在物理模型中,重建图像可清晰显示目标物体.所提出的方法有望用于提高临床检测与监护的成像质量.     

磁刺激穴位镇痛诱发的脑电信号特征成分及源定位

背景：针灸是中国传统医学的重要组成部分。穴位治疗作用是否具有生理基础或者只是心理作用一直是争议的焦点。目前临床中常用的穴位刺激方式为手针和电针,很少有关于磁刺激穴位引起脑电活动的文献发表。 目的：利用诱发电位来研究磁刺激合谷穴对大脑皮质功能区的影响,探讨磁刺激穴位镇痛机制。 方法：18名被试(男13名,女5名)自愿参加实验,选取右侧合谷穴作为靶点目标,距离合谷穴约3 cm处的非穴位点作为对照点。磁刺激频率为1Hz,刺激强度为1.76T,实验分别采集磁刺激前、中、后的脑电信号。 结果与结论：磁刺激穴位140~170 ms后,在F3,F1,FZ,F2,F4,FC3,FC1,FCZ,FC2,FC4 等电极处记录到诱发电位晚成分P150。对该成分进行偶极子源定位分析发现P150定位于前扣带回后部,之前的研究已经证明前扣带回不仅参与痛觉认知,还参与痛觉的调制。结果揭示了磁刺激穴位可能的镇痛机制。     

基于脑电alpha波及运动想象的在线脑机接口系统设计

背景：目前在线脑机接口系统绝大多数采用同步式设计,无法区分“工作”状态与“空闲”状态。 目的：设计一种能够自由在“工作”与“空闲”状态间切换,方便灵活的脑机接口系统。 方法：设计了综合睁眼产生的alpha波阻断现象,以及进行运动想象时产生事件相关同步及去同步现象这些生理特征的在线脑机接口系统。通过检测使用者枕部脑电信号alpha波状况,来切换“空闲”与“工作”状态;在“工作”状态下,通过想象不同的肢体运动,分析运动皮质脑电信号的频率特征,来实现对外界的信息传输。 结果与结论：实验证明,经过训练的使用者在该在线脑机接口平台上可以自如的在不同状态间进行切换,并且能以很高的分类正确率发出控制命令。采用此方法进行设计,脑机接口系统的实用性得到了增强。     

磁刺激足三里脑电复杂度研究

由于磁刺激的无创、无痛及良好的安全性能,使其日益成为脑神经科学研究的热点.本研究基于磁刺激明显的优越性,对磁刺激穴位前后脑电的复杂度进行了探讨.利用磁刺激仪对足三里穴进行了相同强度、不同频率的磁刺激(0.5、1、3 Hz),对同步采集到的脑电数据进行了样本熵分析,并绘制相应的脑电信息图,结果发现大脑各个功能区的样本熵值都有提高,其中颞叶区的变化最为明显,这与之前学者研究的电针刺激的结果有一致性.另外,结果表明3 Hz刺激相较于0.5 Hz和1 Hz刺激时引起的脑电样本熵增加,且具有显著性差异(P<0.05).     

基于脑电alpha波及运动想象的在线脑机接口系统设计

背景:目前在线脑机接口系统绝大多数采用同步式设计,无法区分"工作"状态与"空闲"状态。目的:设计一种能够自由在"工作"与"空闲"状态间切换,方便灵活的脑机接口系统。方法:设计了综合睁眼产生的alpha波阻断现象,以及进行运动想象时产生事件相关同步及去同步现象这些生理特征的在线脑机接口系统。通过检测使用者枕部脑电信号alpha波状况,来切换"空闲"与"工作"状态;在"工作"状态下,通过想象不同的肢体运动,分析运动皮质脑电信号的频率特征,来实现对外界的信息传输。结果与结论:实验证明,经过训练的使用者在该在线脑机接口平台上可以自如的在不同状态间进行切换,并且能以很高的分类正确率发出控制命令。采用此方法进行设计,脑机接口系统的实用性得到了增强。     

“重返类”指标在留置胃管管理中的应用及效果评价

[目的]应用"重返类"指标评价分析新生儿重症监护病房(NICU)患儿胃管非计划重置的影响因素,规范胃管管理,降低胃管非计划重置率。[方法]设计制订胃管非计划脱管及重置登记表,回顾性分析2011年NICU留置胃管患儿的记录资料,系统评估胃管重置原因,提出护理对策,对2012年留置胃管患儿实施护理干预,比较两组胃管非计划重置率。[结果]2011年胃管非计划重置14例,非计划重置率为10.77%,2012年胃管非计划重置5例,非计划重置率为3.60%,两年度胃管非计划重置率比较差异有统计学意义(P0.05)。[结论]用"重返类"指标评价胃管非计划重置问题,并实施护理干预,能够降低胃管非计划重置率,提高留置胃管的安全性和有效性。