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磁刺激神门穴诱发脑电信号分析

【摘要】:磁刺激是一种新型刺激疗法,它利用时变电流流入线圈,在线圈周围产生时变脉冲磁场,并在生物组织内诱发感应电流,从而刺激神经组织。由于其具有无痛、无创及操作简便等明显的优点被广泛应用于运动、认知功能的研究以及相关临床治疗。 现代医学已经证实经穴具有声学、光学、电学、磁学、温度、离子浓度等物理化学相对特异性,穴位既可探知体内信息变化又可接收外界信息。针刺作为刺激信息的输入方式已被人们所熟知和应用,磁刺激在人体穴位部位产生感应电流作用于穴位处感受器,它同样可以作为一种输入调节信息的方式。 针灸影像学是近年来兴起的一门崭新的学科,通过对磁刺激穴位诱发的脑电信号分析,从时间或空间上重塑出大脑表皮或内部电信号的特征,对刺激作用效应进行客观评价,开辟了传统针灸刺激作用效应由主观感知到客观评价的新途径。 本论文将脑电信号分析与穴位磁刺激相结合,利用非线性信号分析方法和脑源定位技术对不同刺激频率、不同刺激状态下的脑电信号进行分析对比,对磁刺激神门穴的作用效应进行分析与评估。主要工作如下: 一、用磁刺激方式刺激肢体神门穴,同时采集诱发的脑电信号进行分析,研究不同频率磁刺激神门穴时引起的脑电信号的变化。实验采用0.5Hz,1Hz和3Hz三种频率的磁刺激。在每种频率刺激下,研究了安静、磁刺激、假性刺激和假穴四种状态的脑电信号,分组对比了每种状态之间的差异性。结果显示,磁刺激穴位状态与其他三种状态均具有一定的特异性,尤其是与磁刺激假穴状态相比具有特异性,充分说明磁刺激神门穴对脑功能的确有一定的影响。 二、对实验过程中所采集的脑电信号进行离线处理,对脑电信号的样本熵值进行了计算。结果显示,3Hz磁刺激组在整个脑区的样本熵值较假穴组有显著降低,1Hz和0.5Hz样本熵值无统计学规律。样本熵值的降低表明大脑脑电信号的复杂度降低,大脑的状态趋于平稳和有序。因此,从复杂度的分析结果上来看,3Hz频率磁刺激神门穴对神经兴奋性有较强的抑制作用。 三、提取实验所采集脑电信号的诱发电位,分组观察和比较三种频率刺激下,四种状态的脑电诱发电位的幅值。结果显示,3Hz磁刺激的四种状态均无诱发电位,1Hz和0.5Hz磁刺激的磁刺激组与假穴组主要诱发产生代表思维加工的P150成份。对刺激组和假穴组的P150幅值进行统计学分析,1Hz磁刺激组的幅值显著高于假穴组,这表明对神门穴进行1Hz磁刺激比对非穴位点进行磁刺激能够激发出更多的认知活动。而0.5Hz磁刺激刺激组与假穴组相比较无显著差异,3Hz磁刺激难以从诱发电位角度进行研究。 四、对1Hz和0.5Hz磁刺激实验的磁刺激组和假穴组的脑电诱发电位P150成份进行偶极子溯源分析。结果显示,1Hz和0.5Hz磁刺激组诱发P150的几个偶极子全部定位于代表认知和情绪控制功能的扣带回,而假穴组诱发P150定位于扣带回,左侧额中回和中央回。可以认为对神门穴进行1Hz和0.5Hz磁刺激定位的脑功能区域更加集中,且集中于思维信息加工区域。而1Hz和0.5Hz假穴刺激的脑源定位更加分散,除了定位于代表思维加工的区域,还分散于语言区域,运动区域等,提示磁刺激神门穴对思维功能可能具有靶向调控作用。

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