前臂截肢者残肢运动时大脑脑电信号的事件相关去同步化/同步化变化特征

摘要 目的：通过脑电技术探讨前臂截肢对人体大脑功能可塑性的影响。 方法：本研究使用脑电系统采集右侧前臂截肢者（9例,截肢年限均为6年以上）和正常健康人（15例）进行左右上肢直臂屈伸运动任务时的脑电信号。分析与运动相关的μ波（8—12Hz）的脑电信号的ERD/ERS变化特征。 结果：与正常组相比,截肢组受试者健侧肢运动过程中除了大脑右半球额区F4通道μ波的ERD现象程度显著降低（P<0.05）外,其它脑区的通道均无显著性差异（P＞0.05）;而截肢组受试者残肢运动时,μ波ERD程度在对侧额区F3、中央区C3表现为显著降低（P<0.05）,而在双侧枕区（O1、O2）表现为ERD显著升高（P<0.01）。 结论：截肢组受试者健侧肢运动时μ波变化与正常组相似,而截肢组受试者残肢在执行任务时,表现出特异性大脑对侧半球额区、中央区及双侧枕区μ波事件相关去同步化现象。     

基于下肢运动想象的脑电节律研究

摘要 目的：通过脑电节律探究健康人下肢运动想象机制。 方法：选择20例健康被试完成下肢运动想象任务,对采集的脑电数据选择C3、C4、Cz通道分析其事件相关电位(event related potential, ERP)和事件相关去同步化与同步化(event-related desynchronization and synchronization, ERD/ERS)。 结果：①左右下肢运动想象在C3、Cz、C4产生几乎相同的ERP模式,左右下肢Cz通道波峰潜伏期为230ms,C3通道潜伏期为250ms,C4通道潜伏期为260ms,两侧下肢运动想象均能诱发P300;②左侧下肢ERP均值在C3通道高于C4通道,右侧下肢ERP均值在C4通道高于C3通道;③无论是C3通道还是C4通道,单侧通道左右下肢运动想象均表现为ERD,两侧下肢想象运动ERDα频段较β频段明显。 结论：左右下肢运动想象在两侧半球产生几乎相同的ERP模式和ERD,但下肢运动想象ERP均值出现同侧化。下肢运动想象诱发的P300可能和运动想象的注意和意图相关。本文研究成果可为下肢运动想象的脑机接口(brain-computer interface, BCI)设计开发提供有价值信息。     

在线多模态脑电数据可视化系统在脑卒中患者运动想象训练中的应用研究

目的 观察本研究开发的新型在线多模态脑电数据可视化系统对脑卒中患者运动想象的影响。 方法 采用随机数字表法将20例脑卒中患者分为实验组与对照组。2组患者均给予基于脑-机接口(BCI)的运动想象训练,实验组同时通过在线多模态脑电数据可视化系统进行监测、指导,以实时调整其运动想象模式。比较2组患者治疗前、后在运动想象时的准确率(CA)及脑电事件相关去同步(ERD)特征情况。 结果 治疗前实验组执行运动想象任务时的准确率［（50.92±2.08）%］与对照组准确率［（49.35±4.20）%］间差异无统计学意义（P>0.05）,治疗后实验组执行运动想象任务时的准确率［（64.52±5.27）%］及对照组准确率［（51.18±5.02）%］均较治疗前显著增高（P<0.05）,且组间差异具有统计学意义（P<0.05）;治疗后2组患者在想象患侧手运动时,其双侧脑区α波段脑电均表现出明显ERD特征,并且以实验组ERD特征更显著,但与对照组间差异无统计学意义（P>0.05）;治疗前、后2组患者β波段脑电ERD特征均无显著变化（P>0.05）。 结论 在线多模态脑电数据可视化系统可提高脑卒中患者运动想象效率,增强其大脑自我调节功能,该疗法值得临床进一步研究、推广。     

康复治疗对脑卒中后脑网络运动功能重塑的磁共振研究进展

随着脑卒中后运动功能障碍研究的不断深入,功能磁共振成像(fMRI)受到广泛关注.脑卒中后皮质下病灶影响附近或远端相关脑区,导致运动功能障碍.镜像神经元疗法、重复性经颅磁、经颅电刺激可通过无创方式激活大脑皮质相关区域,恢复大脑半球之间的平衡,对全脑网络环路有调节作用,但经颅电刺激缺乏A级证据.针灸虽能广泛调节全脑功能网络...     

脑电事件相关去同步化和同步化活动与运动相关性作业

简述了脑电事件相关去同步化/同步化活动及其分布特点,研究内容和研究方法,同时探讨了脑电事件相关去同步化/同步化的可能的神经机制及其临床的应用。     

基于脑机接口电刺激在脑卒中患者上肢康复中的应用研究

目的 探讨基于脑机接口（BCI)电刺激在脑卒中患者上肢康复训练中的可行性及作用机制。 方法 选取5例脑卒中患者并采用基于BCI电刺激技术对其上肢功能进行康复训练（共训练1次）,观察入选患者康复训练前、后在执行运动想象(MI)任务时的在线准确率（CA）以及事件相关去同步电位（ERD）。 结果 5例入选患者康复训练前执行运动想象任务时的平均在线准确率为50.70%,康复训练后其在线准确率提升至58.94%;康复训练前2例患者两侧中央运动区均表现ERD特征,康复训练后该2例患者两侧中央运动区ERD特征较治疗前明显增强,并且患侧中央运动区ERD特征亦明显强于健侧中央运动区,1例脑卒中患者在训练前无明显ERD特征,经康复训练后患侧中央运动区表现出ERD特征,另外2例患者在康复训练前、后其双侧中央运动区均无明显ERD特征。 结论 基于BCI电刺激技术对促进脑卒中患者上肢功能恢复具有显著疗效,其治疗机制可能与促进患侧运动相关脑区激活有关。     

功能磁共振研究卒中后肢体运动功能重塑机制

脑卒中造成病灶对侧肢体运动功能障碍的恢复与脑可塑性和功能重组有关。在运动功能恢复过程中,大脑皮质有广泛区域参与神经重塑过程。血氧水平依赖功能磁共振成像对于脑卒中后运动功能恢复与脑功能重组之间关系的研究提供了有效平台。     

基于上肢机器人分离运动训练对脑卒中患者的经颅磁刺激运动诱发电位及上肢功能的影响

摘要 目的：本研究探讨上肢机器人分离运动训练改善脑卒中患者上肢运动功能的疗效,并通过分析其经颅磁刺激运动诱发电位（transcranial magnetic stimulation motor-evoked potential, MEP）,进一步探讨其相关机制。 方法：招募符合条件的脑卒中患者作为研究对象并随机分为试验组（n=21）和对照组（n=23）,试验组进行固定轨迹（肘关节屈曲伸直、肩关节内收外展的分离运动）的上肢机器人训练,对照组进行随意运动轨迹（够取物品的复合动作）的上肢机器人训练。两组的机器人训练均1次/天,20min/次,5次/周,连续3周;对两组患者分别进行Fugl-Meyer上肢运动功能评分（Fugl-Meyer assessment of upper extremity,FMA-UE）和改良Barthel指数（modified Barthel index,MBI）的评定。检测两组患者治疗前后MEP的潜伏期以及中枢运动传导时间（central motor conduction time,CMCT）。 结果：治疗3周后试验组患者的FMA-UE、MBI评分及MEP与治疗前比较均有改善（P<0.05）,对照组患者的FMA-UE、MBI评分、MEP与治疗前比无明显差异（P＞0.05）;治疗3周后组间比较,两组患者的FMA-UE、MBI评分及MEP无明显差异（P＞0.05）。 结论：上肢机器人的分离运动训练能改善脑卒中患者上肢运动功能,提高脑卒中患者日常生活自理能力,这可能与增强了脑卒中患者的脑功能重塑有关。     

运动想象训练促进脑卒中患者上肢运动功能恢复的功能磁共振研究

摘要 目的：利用功能磁共振（fMRI）研究脑卒中患者运动想象训练后上肢功能重组潜在的脑重塑机制,为临床脑卒中患者的康复治疗提供一定的理论基础。 方法：选择9例脑卒中偏瘫患者,进行运动想象训练每周5次,每次约30min,共4周,并进行常规康复训练。应用Fugl-Meyer上肢运动功能量表（FMA-UL）分别在治疗前和治疗后4周评估患者的上肢运动功能。在4周康复干预前后对患者进行患手被动握拳任务下的fMRI检查,采用组块设计,利用SPM8软件进行数据处理,采用感兴趣区（ROI）的个体化分析,统计各ROI区的脑皮质激活情况,比较干预前后对侧感觉运动区（cSMC）的激活变化,分析脑卒中患者的脑重塑模式。 结果：4周运动想象干预后脑卒中患者的FM-UL评分从（22.44±11.59）分提高到（39.78±14.03）分（P=0.011）。比较干预前后两次fMRI检查脑皮质SMC区的激活情况,发现9例脑卒中患者的功能恢复呈现出两种不同的皮质重塑模式：一种模式为募集激活,即大部分患者第二次fMRI检查,患手被动任务下cSMC的激活增加（有6例患者）;另一种模式是集中激活,即小部分患者第二次fMRI检查,患手被动任务下cSMC的激活虽然是减少的,但其偏侧指数（LI-SMC）却是显著增加的（有3例患者）。 结论：运动想象训练可改善脑卒中患者的上肢运动功能,经过4周干预后脑卒中患者存在损伤同侧SMC区的募集激活和集中激活两种脑重塑模式,随着患者上肢功能的恢复,脑重塑机制逐渐倾向于损伤侧SMC的激活。     

基于Mu/Beta节律想象运动脑电信号特征的提取

背景:不同的运动会产生不同的脑电信号,脑机接口技术就是利用脑电信号的特异性,通过现代信号处理技术和外部的连接实现人脑与外部设备的通信.以实现脑机接口在线研究的目标,首先要解决的是脑电信号处理的速度问题.目的:研究快速、准确地提取脑电信号特征及分类的方法.方法;充分利用想象运动过程中,脑电信号中Mu/Beta节律的事件相关同步化和去同步化特性,以2003年BCI竞赛数据为处理对象,采用带通滤波和小波包分析的方法提取Mu、Beta节律,提取C3、C4两通道上的能量平均值形成二维特征向量,利用matlab自带的classify函数进行分类.结果与结论:通过对训练数据进行测试得到较为合适的参数,利用该参数对同等条件下的训练数据和测试数据分别进行判别,分类正确率分别达到87.857%和88.571%.     

功能性近红外光谱成像技术评估脑卒中患者上肢运动功能康复:任务态范式

功能性近红外光谱成像技术(fNIRS)是新兴的脑功能影像技术,通过检测大脑皮质血氧活动水平变化间接反映神经活动强度,适用于脑卒中康复评定与康复干预治疗领域的临床实践,但相关临床应用尚无标准化试验范式与技术指标。本文从方法学角度梳理fNIRS用于评估脑卒中患者上肢运动功能康复的常用任务态范式与指标。     

皮质下脑卒中对运动想象有关脑区功能连接的影响

目的:本研究拟运用静息态功能磁共振成像探讨皮质下脑卒中患者运动想象有关脑区功能连接状况。方法:对24例病灶位于左侧运动通路的皮质下脑卒中患者和年龄、性别相匹配的24例正常对照进行静息态脑功能磁共振成像扫描,以病变侧(左侧)顶下小叶为种子点,计算它与其他脑区的功能连接,利用双样本t检验对比分析两组受试者静息态功能连接差异。结果:与正常对照比较,脑卒中组的运动想象相关脑区之间功能连接发生显著变化。脑卒中组病变侧顶下小叶与病变对侧脑功能连接显著下降,涉及的脑区(顶下小叶、辅助运动皮质、运动前区、额下回岛盖部和枕中回)多于病变同侧(辅助运动皮质和运动前区);顶下小叶与病变同侧的额下回岛盖部和双侧小脑外侧部的功能连接显著增加。结论:静息态磁共振成像功能连接分析成功显示皮质下脑卒中导致运动想象相关脑区功能连接受损的客观存在。     

镜像疗法对脑卒中偏瘫患者上肢功能及皮质运动区μ波的影响

目的 观察镜像疗法对脑卒中后早期偏瘫患者上肢功能的促进作用,并借助视频脑电技术探讨镜像疗法对患者大脑皮质运动区μ波抑制的影响。 方法 采用随机区组法将60例脑卒中偏瘫患者分为观察组及对照组,每组30例。所有患者均给予常规早期康复干预,观察组在此基础上辅以镜像疗法。于治疗前、治疗3个月后分别采用上肢动作研究量表(ARAT)、Fugl-Meyer运动功能量表（FMA）上肢部分和功能独立性量表（FIM）对2组患者进行疗效评定,同时采用视频脑电技术分析2组患者脑皮质运动区μ波抑制指数（脑电信号采集点为Cz、CPz、CP3及C3共4个区域）。 结果 治疗前2组患者ARAT、上肢FMA、FIM评分及脑皮质运动区μ波抑制指数组间差异均无统计学意义（P>0.05）;治疗后2组患者ARAT、上肢FMA、FIM评分及脑皮质运动区μ波抑制指数均较治疗前明显改善（P<0.05）;并且观察组患者ARAT、上肢FMA、FIM评分［分别为（31.07±7.75）分、（31.27±7.66）分和（72.97±16.38）分］及脑皮质运动区μ波抑制指数［分别为（-0.28±0.09）、（-0.32±0.13）、（-0.28±0.12）及（-0.32±0.13）］均较对照组明显改善（P<0.05）。 结论 在早期康复干预中辅以镜像疗法可明显改善脑卒中偏瘫患者上肢运动功能,借助视频脑电技术发现镜像疗法对脑卒中患者皮质运动区μ波抑制作用较明显,从电生理角度初步揭示镜像疗法的可能作用机制。     

脑缺血性卒中患者运动功能康复的功能性磁共振成像研究

目的利用功能性磁共振成像（fMRI）技术研究急性期缺血性脑卒中患者（以下简称急性期患者）运动相关皮质的激活情况，并探讨脑卒中后脑功能重组特点及其与肢体运动功能恢复的关系。方法采用GEI．5T双梯度16通道磁共振成像系统，对9例急性期患者和9例健康志愿者行Bold—fMRI检查。fMRI检查以被动对指运动（以下简称运动）为刺激任务，所有数据采用SPM2软件包进行离线后处理。比较健康志愿者与急性期患者fMRI结果的异同点，计算脑激活区体积和单侧化指数（LI），考察急性期患者患手运动LI值与患手运动功能的关系。结果健康志愿者单手运动激活对侧感觉运动皮质（SMC）、双侧辅助运动区（SMA）。急性期患者患手运动时同侧半球脑激话增多，健手运动的fMRI结果与健康志愿者基本一致。LI值也进一步确定，急性期患者患手运动时同侧半球脑激活增多。统计学分析表明，急性期患者患手运动的LI值与患手运动功能呈正相关。结论fMRI检查能客观地反映急性期患者运动相关皮质改变，提示存在脑功能代偿与重组。急性期患者患手运动LI值与患手运动功能呈正相关，提示fMRI是研究缺血性脑卒中后肢体运动功能康复与脑功能重组之间关系的一种有效工具。     

运动想象训练联合任务导向性功能训练对脑卒中偏瘫患者下肢功能恢复的影响

目的 探讨运动想象训练联合任务导向性功能训练对脑卒中偏瘫患者下肢功能恢复的影响。 方法 采用随机数字表法将87例脑卒中偏瘫患者分为观察组（44例）及对照组（43例）。2组患者均给予常规康复干预(包括上、下肢肌力训练、良肢位摆放、平衡训练、转移训练及日常生活活动能力训练等),对照组患者在此基础上辅以任务导向性功能训练,观察组则辅以运动想象训练及任务导向性功能训练,2组患者均连续干预8周。于治疗前、治疗8周后分别采用简化Fugl-Meyer运动功能量表（FMA）下肢部分、Berg平衡量表（BBS）、Tinetti步态评估量表（TGA）及改良Barthel指数量表（MBI）对2组患者下肢功能、平衡能力、步态及日常生活活动（ADL）能力进行评定。 结果 干预后2组患者下肢FMA、BBS、TGA及MBI评分均较干预前显著提高（P<0.05）,并且观察组下肢FMA、BBS、TGA及MBI评分［分别为（23.3±4.1）分、（44.3±6.5）分、（7.9±2.1）分和（63.1±10.3）分）］亦显著优于同期对照组水平（P<0.05）。 结论 运动想象训练联合任务导向性功能训练可进一步改善脑卒中偏瘫患者下肢运动功能、平衡能力及步态,有助于提高患者ADL能力。     

运动能力不同的脑卒中患者脑静息态功能连接的特征分析

摘要 目的：用功能性近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)观察运动功能不同的脑卒中患者脑静息态功能连接情况,可为临床制定非侵入性脑刺激方案提供治疗靶点。 方法：应用fNIRS基于氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白,观察46例脑卒中后偏瘫患者及21例健康对照组静息状态下脑区之间的功能连接情况。 结果：基于氧合血红蛋白情况下,严重运动障碍组同源感觉运动网络(sensorimotor network,SEN)及腹侧注意网络(ventral attention network,VAN)功能连接强度与健康对照组相比有显著降低(P<0.05);严重运动障碍组非同源脑网络(SEN-VAN,SEN-默认模式网络(default mode network,DMN),SEN-额顶网络（frontoparietal network,FPN),VAN-DMN）功能连接强度与健康对照组相比有显著降低（P<0.05)。基于脱氧血红蛋白情况下,轻度运动障碍组同源脑网络（VAN）功能连接强度与健康对照组相比有显著性降低(P<0.05),严重运动障碍组同源脑网络(SEN,VAN,DMN）功能连接强度与健康对照组相比有显著降低（P<0.05);严重运动障碍组非同源脑网络(DMN-VAN,VAN-FPN,FPN-DMN）功能连接强度与健康对照组相比有显著降低（P<0.05)。 结论：fNIRS适用于全脑静息态功能连接研究,重度功能障碍的脑卒中患者同源、非同源网络的功能连接强度显著降低。     

机器人辅助训练对脑卒中患者上肢功能恢复的影响及功能性磁共振分析

目的观察脑卒中患者经机器人辅助训练后其上肢运动功能的改善及脑功能重组情况。 方法共选取脑卒中偏瘫患者16例,均在常规康复干预基础上辅以上肢康复机器人训练,每天训练120min,每周训练5d,共训练6周。于治疗前、治疗6周后分别采用Brunnstorm分期评定、简化Fugl-Meyer上肢运动功能评分及改良Barthel指数对患者进行疗效评定,同时于上述时间点采用功能性磁共振（fMRI）观察患者脑功能重组情况。 结果治疗后入选患者Brunnstorm分期评分［(5.35±0.45)分］、Fugl-Meyer上肢评分［(55.85±8.16)分］及MBI评分［(82.71±7.80)分］均较治疗前明显改善(P<0.05)。fMRI检查结果显示,治疗后入选患者执行对指任务时其感觉运动激活区体积［（612.25±302.15）mm3］较治疗前激活体积［（380.36±154.11）mm3］明显增大 (P<0.05);治疗后入选患者执行对指任务时脑总的激活区体积［(19625.26±8453.37)mm3］亦显著大于治疗前激活体积［(9014.16±3278.41)mm3］(P<0.05)。 结论上肢机器人辅助训练能促进脑卒中偏瘫患者大脑皮质功能重组,显著提高患者偏瘫侧上肢运动功能及日常生活活动能力,该疗法值得临床推广、应用。     

单侧皮层下缺血性脑卒中患者运动功能磁共振成像的纵向研究

目的分析单侧皮层下缺血性脑卒中患者患侧肢体运动时脑部激活区随时间的动态变化过程,以及与运动功能康复水平的关系。方法对6名健康志愿者与3例单侧皮层下缺血性脑卒中患者进行血氧水平依赖功能磁共振成像（BOLD-fMRI）,分别采取单侧手指和患侧手指顺序对指运动任务。采用统计参数图进行数据分析和脑功能区定位,计算不同感兴趣区内激活体素数目,并计算偏侧化指数（LI）。扫描结束后记录患者上肢Fugl-Meyer运动评分。对患者在发病后8个月内分别行两侧BOLD-fMRI检查,比较两次激活区域及LI的变化。结果脑卒中患者激活区较健康人广泛,3例患者在发病早期激活范围存在差异,但均表现为双侧感觉运动区（SMC）激活;在发病晚期,肢体同侧SMC激活减少,对侧SMC激活增多,相应的半球、SMC、M1区LI增高。结论单侧皮层下脑梗死患者随着病程时间延长,功能区逐渐向对侧SMC局限化。     

事件相关去同步化和同步化的方法在脑电磁信号分析中的应用

事件相关去同步化(event-related desynchronization,ERD)和事件相关同步化(event-related synchronization,ERS)是探讨研究脑功能非常有用的信号分析方法。本文对其在脑电磁信号分析中的应用进行综述。一、ERD/ERS的概述当大脑皮质某区域受到感官、动作指令或想象运动等刺激而开始激活时,该区域的代谢和血流增加,同时进行信息加工可以导致相应频段的脑电信号振荡的幅度减低或者     

运动想象训练对卒中后患者上肢运动功能恢复的影响及静息态fNIRS脑网络特征研究

摘要 目的：评价运动想象训练（motor imagery training， MIT）对卒中后患者上肢运动功能的干预效果，采用功能性近红外光谱技术（functional near-infrared spectroscopy， fNIRS）初探MIT脑网络功能连接（functional connectivity， FC）特征。 方法：纳入78例脑卒中偏瘫患者随机分为对照组和试验组，每组39例。对照组接受常规康复训练100min/天，6次/周，试验组在对照组基础上接受MIT 30min/天，6次/周，两组均干预3周。干预前以及3周后进行Fugl-Meyer上肢运动功能评定量表（FMA-UE）评定。在两组中各抽取10例左侧偏瘫且病变部位均在基底节区患者，采集10min fNIRS静息态血氧数据。设定感兴趣区（regions of interest， ROI）包括双侧前额叶（prefrontal cortex， PFC）、背外侧前额叶（dorsolateral prefrontal cortex， DLPFC）、前运动区和辅助运动皮层区（pre-motor and supplementary motor cortex， PMC&SMA）、体感联合皮层（somatosensory association cortex， SSAC）及感觉运动区（sensorimotor cortex， SMC），基于氧合血红蛋白（HbO）在时间序列上浓度计算两组患者在所有通道间及ROI间静息态FC强度差异。通过Person相关性检验，计算PMC&SMA、SMC血氧相对增量与FMA-UE评分相对增量之间的相关性。 结果：干预3周后，两组患者FMA-UE评分均较干预前提高（P＜0.05），且试验组提高FMA-UE评分更为显著（P＜0.05）。基于HbO静息态FC分析发现，两组所有通道间FC均增加，与对照组相比，试验组具有显著性差异（P＜0.01）；干预3周后连通性存在显著性差异（0.01＜P＜0.05）的ROI-ROI包括：L_PFC-R_SSAC、L_DLPFC-R_SSAC、L_PFC-R_SMC、R_SSAC-L_DLPFC、R_SSAC-L_SSA、R_SSAC-R_PMC&R_SMA、R_SMC-L_SSAC、R_SMC-L_DLPFC、R_SMC- R_PMC&R_SMA。相关性分析发现，试验组PMC&SMA血氧相对增量与FMA-UE评分相对增量存在正相关性（r=0.658，P=0.039）。 结论：MIT可改善卒中后患者的上肢运动功能，其作用机制可能与改变脑功能网络的失连接异常模式有关，如增加两侧半球运动皮质间固有FC，增加损伤侧半球运动皮质与健侧半球运动皮质、损伤侧额叶皮层间FC强度。