青少年肌阵挛癫痫脑电图的多尺度特征分析

摇 摇 【 摘要】 摇 目的摇 运用子波分析的方法研究青少年肌阵挛 （ 躁怎增藻灶蚤造藻 皂赠燥糟造燥灶蚤糟 藻责蚤造藻责泽赠， 允酝耘） 脑电图信号的多尺
负相支， 最后以正相支结束； 而正常对照在 园郾 园圆猿 耀 猿源郾 远愿 匀扎 均可见节律性活动。通过子波谱分析发现 允酝耘 患者痫 性放电在 园郾 远 匀扎 和 源郾 缘 匀扎 出现两个窄且高的功率峰； 而正常对照的脑电信号在 园郾 园缘 匀扎， 员郾 猿缘 匀扎 和 员园 匀扎 存在三 个宽而低的功率峰。结论摇 允酝耘 患者痫性放电的脑电信号的多尺度特征表现为 园郾 远 匀扎 和 源郾 缘 匀扎 显著增强的节律 性活动， 且这一特征可由子波功率谱分析证实。 摇 摇 【 关键词】 摇 脑电图摇 多尺度摇 青少年肌阵挛癫痫摇 子波分析 摇 摇 【 中图分类号】 摇 砸苑源圆援 员摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 【 文献标识码】 摇 粤 摇 摇 酝怎造贼蚤鄄泽糟葬造藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 蚤灶 耘耘郧 泽蚤早灶葬造 蚤灶 躁怎增藻灶蚤造藻 皂赠燥糟造燥灶蚤糟 藻责蚤造藻责泽赠援 在匀粤晕郧 酝藻蚤赠怎灶 ，悦匀耘晕 再蚤灶早 ，宰粤晕郧
责燥憎藻则 灶葬则则燥憎 责藻葬噪泽 葬贼 枣则藻择怎藻灶糟赠 燥枣 园郾 远 匀扎 葬灶凿 源郾 缘 匀扎 憎澡蚤造藻 灶燥则皂葬造 泽怎遭躁藻糟贼泽 澡葬凿 贼澡则藻藻 造燥憎 责燥憎藻则 憎蚤凿藻 责藻葬噪泽 葬贼 园郾 园缘 匀扎，
摇 摇 青少年肌阵挛癫痫 （ 躁怎增藻灶蚤造藻 皂赠燥糟造燥灶蚤糟 藻责蚤造藻责泽赠， 允酝耘） 是特发性全面性癫痫中最常见的类型， 占癫痫患 者总数的 缘豫 耀 员园豫
（员援 源）
析 猿园 个尺度。
∫
垣肄
原肄
宰（ 遭） 凿遭 泽 葬，
圆
（员援 缘）
圆摇 结果
圆援 员 摇 一 般 情 况 摇 允酝耘 患 者 员圆 例， 其 中 男 愿 例， 女源 无神经精神疾病史， 其中男 远 名， 女 远 名， 年龄 员猿 耀 源缘 圆援 圆摇 允酝耘 患者的脑电信号子波分析等值线图 摇 图 圆 为某 允酝耘 患者的脑电图。从图可以看出在 怨 泽 存在 员 次痫性放电。图 猿 为图 员 所示 允酝耘 脑电图中左顶 孕 猿 导联脑电信号经过连续子波变换以后的子波系数等值 线图。其横轴表示时间， 纵轴表示对应于频率的尺度， 不同颜色表示子波系数的幅值。为了将图中细节显示 清楚， 图 猿 中只显示出时域 愿 到 员员 （ 泽 左图中红色框线 位为 员 辕 圆园园 泽； 纵轴 葬 代表尺度， 与频率成反比， 图中 员愿 意书。 例， 年龄 员源 耀 源猿 岁。对照组 员圆 名， 来自健康志愿者， 岁。本研究经伦理委员会批准， 受试者均签署知情同
中国神经精神疾病杂志 摇 圆园员员 年摇 第 猿苑 卷摇 第 猿 期
员远员
青少年肌阵挛癫痫脑电图的多尺度特征分析
张美云 摇 陈英 摇 王凤楼
△
·论 摇 著·
度定量特征。方法摇 对 员圆 例 允酝耘 患者痫性放电的脑电图信号采用 郧葬怎泽泽 连续子波变换 （ 郧葬怎泽泽 糟燥灶贼蚤灶怎燥怎泽 憎葬增藻造藻贼 源郾 缘 匀扎 显著增强的节律性活动， 且两个频带上的节律性活动明显相关， 园郾 远 匀扎 的低频活动以正相支开始， 随后出现 结果与正常对照脑电图分析结果进行对比研究。 结果摇 允酝耘 患者痫性放电的脑电信号经 郧悦宰栽， 均显示 园郾 远 匀扎 和 贼则葬灶泽枣燥则皂，郧悦宰栽） 进行分解， 观察放电过程中脑电信号时频演变过程， 在此基础上进行子波功率谱分析， 并将上述
【 粤遭泽贼则葬糟贼】 摇 韵遭躁藻糟贼蚤增藻 摇 韵遭躁藻糟贼蚤增藻 栽燥 泽贼怎凿赠 贼澡藻 皂怎造贼蚤鄄泽糟葬造藻 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 燥枣 贼澡藻 耘耘郧 泽蚤早灶葬造 蚤灶 躁怎增藻灶蚤造藻 皂赠燥糟造燥灶蚤糟
员郾 猿缘 匀扎 葬灶凿 员园 匀扎援 悦燥灶糟造怎泽蚤燥灶泽摇 耘灶澡葬灶糟藻凿 则澡赠贼澡皂蚤糟 葬糟贼蚤增蚤贼蚤藻泽 葬泽 藻增蚤凿藻灶糟藻凿 遭赠 贼澡藻 泽责藻糟贼则怎皂 葬贼 遭燥贼澡 园郾 远 匀扎 葬灶凿 源郾 缘 匀扎 葬则藻 贼澡藻 噪藻赠 糟澡葬则葬糟贼藻则蚤泽贼蚤糟泽 燥枣 耘耘郧 泽蚤早灶葬造泽 蚤灶 允酝耘 凿蚤泽糟澡葬则早藻泽援 摇 摇 【 运藻赠 憎燥则凿泽】 摇 耘耘郧 皂怎造贼蚤鄄泽糟葬造藻摇 允怎增藻灶蚤造藻 皂赠燥糟造燥灶蚤糟 藻责蚤造藻责泽赠摇 宰葬增藻造藻贼 葬灶葬造赠泽蚤泽
。脑电图作为评估癫痫最基本
和最常用的检查手段， 是诊断和治疗癫痫的基础。但 目前对临床脑电图的认识还只是停留在感性认识和肉 眼识别的阶段， 对脑电图所蕴含的肉眼不能识别的更 葬灶葬造赠泽蚤泽）是对非平稳复杂信号进行多尺度分析的一种 深层次的信息还缺乏深入的认识。子波分析（ 憎葬增藻造藻贼
［圆 原 猿］ 有效手段 。通过将信号与一个被称为子波的解析
图 员 摇 子波变换的尺度伸缩和时间平移特性示意图
现一个 员远 尺 度 （ 园郾 远 匀扎 ） 的 负 相 支， 最 后 以 员远 尺 度
波系数的 幅 值 在 源园园园园 左 右， 出 现 在 源郾 缘远 匀扎 （ 员员 尺
非常丰富， 频带分布较宽， 呈现多层次、 宽频带 特 征。
万方数据
中国神经精神疾病杂志 摇 圆园员员 年摇 第 猿苑 卷摇 第 猿 期
［员］
函数进行局部互相关分析， 将含有非平稳成分的时间 序列信号进行多尺度分解。子波分析非常适合于癫痫 脑电信号的分析， 不需要信号是平稳的， 而且可以同时 获取时域、 频域信息。本文通过对 允酝耘 放电的脑电信 定量特征， 为 允酝耘 的临床辅助诊断和电生理机制的研 究提供新的方法。 号进行多尺度连续子波变换， 提取 允酝耘 放电的多尺度
珚 泽 贼） 宰 （ 贼） 凿贼 ∫（
葬遭
（员援 员）
其中子波函数族 宰 葬遭 （ 贼） 是由子波的母波函数 宰 （ 贼） 经 和伸缩变换 （ 参数 葬 ） 而得到的一族外 过平移 （ 参数 遭） 的示意图。 形相似但尺度不同的局部波动函数。图 员 为子波变换
位置和有限尺度范围的具有特定物理过程或形状的 “ 事件” 或者 “ 扰动小波” 。 宰 葬遭 （ 贼 ）越 时刻。 贼原遭 员 宰 葬 葬 槡
数等值线图， 对应频率范围 园郾 园圆猿 （ 圆源 尺 度）耀 猿源郾 远愿
（ 园郾 远 匀扎） 的正相支结束。这种低频 园郾 远 匀扎 （ 员远 尺度） 包络中包含了 远 个 源郾 缘远 匀扎 （ 员员 尺度） 高频周期。其子 度） 。而正常对照的一个低频 园郾 园缘 匀扎 （ 圆圆 尺度） 大尺 度包络中包含非常多个多频带的高频周期， 尺度范围
摇 摇 子波函数在物理空间 （ 时间、 空间） 代表局部确定

（员援 圆）
遭 代表子波发生的 其中 葬 代表子波的时间尺度，
远 耀 员愿 尺度的分析结果， 图中横轴 贼 代表时间， 单 内） ，
尺度 耀 远 尺度对应频率范围 园郾 圆苑 耀 猿源郾 远愿 匀扎； 不同颜 色代表子波系数的幅值， 表示电位在局部一定尺度范 围内的平均变化。图 源 为正常对照 孕 猿 导联的子波系 匀扎 （ 远 尺度） 。对比图 猿 和图 源 可以看出， 允酝耘 患者在 怨 泽 痫性放电以 员远 尺度 （ 园郾 远 匀扎 ） 的正相支开始， 然后出
垣肄
∫
为：
原肄
（ 泽 贼 ） 凿贼 越
圆
圆 悦宰
∫
垣肄
园
凿葬
∫
垣肄
原肄
宰（ 遭） 泽 葬， 凿遭 圆 葬
圆
员 援 圆 援 圆摇 脑电信号采集和分析 摇 对 员远 位 粤 辕 阅 卡采集的 每个数据模块包含 源园园园 个数据， 用连续子波变换进行
其中各尺度子波功率谱密度随尺度参数的变化 孕 （ 葬） 越 圆 悦宰
员摇 对象与方法
员援 员摇 研究对象 摇 患者均来自 圆园园远 年 远 月至 圆园员园 年 员 月天津医科大学总医院癫痫门诊， 按国际抗癫痫联盟
摇 摇 天津医科大学总医院神经内科 （ 天津 摇 猿园园园缘圆 ） 摇 摇
△
通讯作者 （ 耘鄄皂葬蚤造：扎皂赠圆圆圆园圆岳 赠葬澡燥燥援 糟燥皂援 糟灶） 天津市人民医院神经内科
员怨愿员 年对癫痫发作的分类与 员怨愿怨 年癫痫与癫痫综合
征的定义， 对发作类型进行分类。纳入标准为： ① 临床
万方数据
员远圆
悦澡蚤灶 允 晕藻则增 酝藻灶贼 阅蚤泽摇
灾燥造援 猿苑 ，晕燥援 猿 摇 酝葬则糟澡 圆园员员
有肌阵挛发作， 伴或不伴强直； 阵挛发作或失神发作； 病情无进行性发展； ②无阳性神经体征或智能障碍， ③ 脑电图有双侧同步棘或多棘慢波发放； ④ 头颅 悦栽 或 员 援 圆 援 员摇 脑电图摇 采用日本光电 晕藻怎则燥枣葬曾 圆员猿园 型 猿圆 导 耳垂为参考 电 极， 描记时间均在早门诊时间 （ 愿 耀 员圆 试验。 左右 数字化脑电系统， 按国际 员园 原 圆园 系统安置电极， 粤酝 ） 描 记。描 记 时 间 不 少 于 猿园 皂蚤灶 ， 均做闪光刺激 采样频率为 圆园园 匀扎， 脑电数据以 圆园 泽 为一个数据模块， 多尺度分析， 最小尺度 园郾 园园园苑缘 ， 尺度放大率 员郾 缘 ， 共分 员 援 圆 援 猿摇 子波分析原理和方法 摇 设某个导联的脑电图 泽 贼） 的子波变换定义为： 时间序列信号 （ 宰（ 遭） 越 泽 葬，
员远猿
其子波系数的幅值在 圆园园园园 左右， 明显低于 允酝耘 患者 圆援 猿摇 允酝耘 患者的脑电信号子波系数的功率谱随频率 痫性放电。 的分布摇 为进一步观察 允酝耘 脑电信号的功率分布特 子波系数的功率谱随频率的分布对比。图中横轴 枣 代 表脑电信号的频率， 单位为 匀扎； 纵轴 孕 （ 枣） 代表脑电信 号某一频率的功率占全部功率的百分比。从图中可以
云藻灶早造燥怎援 阅藻责葬则贼皂藻灶贼 燥枣 晕藻怎则燥造燥早赠， 郧藻灶藻则葬造 匀燥泽责蚤贼葬造 燥枣 栽蚤葬灶躁蚤灶 酝藻凿蚤糟葬造 哉灶蚤增藻则泽蚤贼赠， 栽蚤葬灶躁蚤灶 猿园园园缘圆 ， 悦澡蚤灶葬援 栽藻造： 园圆圆 原 愿苑苑圆怨缘怨缘援