Диссертация (1026205), страница 13
Текст из файла (страница 13)
На Рисунках862.4, 2.12, 2.17 показано распределение локальных максимумов на частотновременной плоскости вейвлет-спектрограммы. Данные файлы с именами Имяиспытуемого_номерзагрузитьвканала_Freq/Time/Ampl.matпрограммуReader_1длявдальнейшеманализаможночастотно-временногораспределения локальных максимумов (Рисунок 3.1, блок № 3), расчетаколичественных электрофизиологических признаков Pi(n) (см. формулу 2.25 иРисунок 3.1, блок № 4) и для расчета эвклидового расстояния R с учетоммышечного тремора и без учета мышечного тремора для групп пациентов иконтроля (см. формулу 2.26 и Рисунок 3.1, блок № 4).3.3. Выводы по главе 3В диссертационной работе:1.Разработан алгоритм выделения признаков паркинсонизма наранней стадии в сигналах электроэнцефалограмм, электромиограмм имышечного тремора таких, как: 1) межполушарная асимметрия частотновременных характеристик ЭЭГ в центральных отведениях моторной зоны корыголовного мозга; 2) возникновение ритма ЭЭГ в этих отведениях в частотномдиапазоне 4-6 Гц и его связанность с электромиограммами и мышечнымтреморомконтралатеральныхконечностейпридрожательнойформепаркинсонизма; 3) дезорганизация доминирующего ритма, соответствующаяобщимпредставлениямодезорганизацииразличныхсистемприпаркинсонизме.2.MATLABРазработандлякомплексанализапрограммсовместныхвсредепрограммированияэлектроэнцефалографических,электромиографических и акселерометрических исследований пациентов сболезнью Паркинсона.
Зарегистрирована в ФИПС «Программа обработкисигналов и статистического анализа параметров пиков огибающих сигналовЭЭГ, ЭМГ и акселерометров для экспериментальных исследований болезниПаркинсона», свидетельство № 2015660136 от 22.09.2015 г.87ГЛАВАМОДЕЛИ4. ВЕРИФИКАЦИЯПРИЗНАКОВИВ КЛИНИЧЕСКОЙПРАКТИКЕПРОГРАММНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОГООБЕСПЕЧЕНИЯ ДИАГНОСТИКИ РАННЕГО ПАРКИНСОНИЗМА ПОЭЛЕКТРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ И МОТОРНЫМ ИССЛЕДОВАНИЯМБыли исследованы 31 пациент с БП дрожательной и дрожательноригидной формы на 1-й стадии по шкале Хен-Яра и 18 человек из контрольнойгруппы испытуемых. Отбор пациентов осуществлялся в Научном центреневрологии РАН на основе клинического анамнеза.
Возраст группы пациентов:от 38 до 71 года, средний возраст – 58 лет. Возраст контрольной группыиспытуемых: от 22 до 80 лет, средний возраст – 51 год.Одновременно регистрировались ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремор припомощи акселерометров. Для исследований ЭЭГ и ЭМГ использовался 41канальныймногофункциональныйкомплексдляпроведениянейрофизиологических исследований «Нейрон-Спектр-5» фирмы «Нейрософт».При записи ЭЭГ и ЭМГ были включены фильтр верхних частот с частотойотсечки 0.5 Гц, а также режекторный фильтр 50 Гц.
Использовалась частотадискретизации сигналов 500 Гц для записей ЭЭГ и ЭМГ, и 1378 Гц – длязаписеймышечногорасположениятремора.электродовЭЭГПрименяласьнаскальпемеждународная«10-20»,схемарекомендованнаяМеждународной федерацией обществ электроэнцефалографии и клиническойнейрофизиологии [117]. Названия отведений ЭЭГ соответствуют схеме 10-20:Fp1 и Fp2, F7 и F8, F3 и F4, T3 и T4, C3 и C4, P3 и P4, T5 и T6, O1 и O2. ДлярегистрацииЭМГэлектродыустанавливалисьнамышцы-разгибателилучезапястного и голеностопного суставов правой и левой стороны. ДлярегистрацииЭЭГиЭМГиспользовалисьхлорсеребряныеэлектроды.Пьезоэлектрические датчики акселерометра устанавливались на тыльныестороныладоней.Полученныеданныеразработанного комплекса программ [124].обрабатывалисьспомощью884.1.
Методика совместных экспериментальных исследованийСовместные исследования электроэнцефалограмм, электромиограмм имышечного тремора проводились в следующем порядке:1.Фоновая запись электроэнцефалограммы в течение 3 минут 30секунд.2.Запись ЭЭГ совместно с установленными на тыльные стороныладоней датчиками акселерометра (в состоянии мышечного расслабленияконечностей испытуемого) в течение 2 минут 10 секунд.3.ладонейЗапись ЭЭГ совместно с установленными на тыльные стороныдатчикамиакселерометра(всостояниипознойактивностииспытуемого, т.е.
исследуемые мышцы поддерживали заданную позу суставов)в течение 2 минут 10 секунд.4.Запись ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (в состоянии мышечногорасслабления конечностей испытуемого) в течение 2 минут 10 секунд.5.Записи ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (в состоянии познойактивности конечностей испытуемого) в течение 2 минут 10 секунд.Проводилось 3 такие записи (с минутным перерывом для отдыха испытуемого),из которых потом выбиралась лучшая запись.В пунктах 4 и 5 проводилась регистрация мышц разгибателейлучезапястного и голеностопного суставов правой и левой стороны.6.Запись ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (в состоянии мышечногорасслабления конечностей испытуемого) в течение 1 минуты 30 секунд.7.Запись ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (испытуемый вытягивалруки (Поза Ромберга)) в течение 1 минуты 30 секунд.8.Запись ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (в состоянии мышечногорасслабления конечностей испытуемого) в течение 30 секунд.
Во время этойзаписи испытуемому было предложено произвести обратный счет (когнитивнаянагрузка).89Впунктах6-8проводиласьрегистрациямышцантагонистовлучезапястного сустава правой и левой стороны.Поиск нелеченых пациентов на ранней стадии паркинсонизма достаточносложная в организационном плане задача (в год удается найти не более 12таких пациентов), поэтому проводились исследования по расширенному наборуметодик для будущих исследований.В диссертационнойработе рассматривались только исследованияфоновой записи ЭЭГ и совместных записей ЭЭГ, ЭМГ и мышечного треморапри напряженном состоянии испытуемого (пп. 1 и 5).
Рассмотрим болееподробно эти методики.1.Фоновая запись электроэнцефалограммы в течение 3 минут 30секунд.Во время этой записи на пациента не было прикреплено ничего кромехлорсеребряных ЭЭГ электродов, установленных по общепринятой схеме 10-20(Рисунок 4.1). Поверхность электродов ЭЭГ до этого была пропитана вспециально приготовленном солевом растворе. Поверхность головы, кудакрепилисьэлектроды,былаобработанаспиртом.Пациентсиделврасслабленном состоянии, руки лежали на подлокотниках кресла, ногикасались пола всей ступней. Испытуемый сидел с закрытыми глазами.Рисунок 4.1. Электроды ЭЭГ, установленные на испытуемом пообщепринятой схеме 10-20.902.Записи ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора (напряженное состояниеиспытуемого).Во время этих совместных записей ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора наиспытуемомбылиустановлены(помимоэлектродовЭЭГ)электромиографические электроды на руках и на ногах на мышцах,отвечающих за разгибание кистей на руках и ступней на ногах, иакселерометрические датчики.Как на положительный, так и на отрицательный электрод ЭМГнаносилась абразивная паста для обеспечения электрической проводимости смышц.
Место, куда крепились электроды ЭМГ с помощью медицинскогопластыря, предварительнообрабатывалосьспиртом. Наодну изрукиспытуемого также прикреплялась «земля» для уменьшения электрическойнаводки в 50 Гц.Датчики акселерометра с помощью медицинского пластыря крепилисьоснованием к тыльной стороне ладони, перед этим обезжиренную спиртом.Одновременные записи ЭЭГ, ЭМГ и мышечного тремора проходили всостоянии позной активности конечностей испытуемого. Руки находились наподлокотниках кресла, ладони были выпрямлены и поддерживали позу, какпоказано на Рисунках ниже (Рисунок 4.2, 4.3).Ноги находились в напряженном состоянии и касались пола толькопятками. Испытуемый сидел с закрытыми глазами.
Запись длилась 2 минуты 10секунд. Проводилось 3 такие записи с минутным перерывом для отдыхаиспытуемого.91Рисунок 4.2. Электроды ЭЭГ, ЭМГ и датчики акселерометра на испытуемом (всостоянии позной активности конечностей испытуемого).Рисунок 4.3. Электроды ЭМГ и датчики акселерометра на левой руке (слева) ина правой руке (справа) в состоянии позной активности конечностейиспытуемого. На правой руке также установлена «земля».92Результаты4.2.верификации,полученныеспомощьюразработанных методов, алгоритмов и программВ работах [58, 70, 115] предложен и исследован новый метод диагностикиБП, основанный на анализе частотно-временных свойств сигналов ЭЭГ, а вработах [78, 110-116, 125] – совместно измеренных сигналов ЭЭГ, ЭМГ имышечного тремора конечностей.
Были получены основные признакипаркинсонизма на ранней стадии: межполушарная асимметрия частотновременных характеристик ЭЭГ особенно в центральных отведениях (С3, С4);возникновение ритма в частотном диапазоне 4 - 6 Гц и его связанность сритмамиэлектромиографическойактивностиимышечноготремораконечностей в этом диапазоне; дезорганизация доминирующего ритма ЭЭГ,соответствующая общим представлениям о дезорганизации различных системпри паркинсонизме.Рассмотримколичественнуюмерувпространствеэтихэлектрофизиологических признаков паркинсонизма на ранней стадии –эвклидово расстояние R, и опишем результаты количественного сравнения этоймеры для групп пациентов и контроля.ВТаблице2приведеныоценкистадиипаркинсонизмапоколичественным характеристикам ЭЭГ и мышечного тремора и сравнение их склиническими диагнозами.
В качестве количественных признаков ЭЭГиспользуется отношение амплитуд тета (4-6 Гц) и альфа (8-12 Гц) пиковчастотных гистограмм экстремумов вейвлет-спектрограмм P1= Aθ(C3) /Aα(C3) ˅Aθ(C4) /Aα(C4) и P2= Aθ(C4) /Aα(C4) ˅ Aθ(C3) /Aα(C3) в отведениях C3 и C4,отношение средних коэффициентов корреляции P3= r(C3)/r(C4) ˅ r(C4)/r(C3),отношение среднеквадратичных отклонений P4= σ(C3)/σ(C4) ˅ σ(C4)/σ(C3) иотношение пиков частотных гистограмм экстремумов вейвлет-спектрограмммышечноготремораP5=max(TL/TR,TR/TL).Изэтихвеличинможносформировать оценку близости R испытуемого к некоторому абстрактномуидеалу (см. формулу 2.26).93В Таблице 2 показано, что для представителей контрольной группырасстояние R < 1, в то время как для пациентов оно существенно превышает R= 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
