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严重意识障碍状态在意识水平上可分为最小意识状态(minimally conscious state,MCS)和植物状态(vegetative state,VS)。这类患者需要长期治疗与陪护,给患者家庭带来沉重的经济和心理负担。我国现阶段严重意识障碍患者的数量由于交通事故的频发、脑中风等疾病发病率的增长和急救医疗技术的提高逐年增加,已成为一个亟待解决的社会问题。临床上,如何对意识状态进行评估、如何实施有效促醒等已成为医学界急需探索的难题。目前,行为学量表是临床常用的意识状态评估方法,但受到操作者经验限制,有一定的误诊率与主观性,因此,探索有效的意识状态评估方法和有效促醒手段具有重要的意义。脑电信号(Electroencephalogram,EEG)因其具有无创无痛、时间分辨率高、信号易获取、可床边检测、成本较低等优点,可以客观准确地反映患者脑部动态信息,逐渐被用作临床检查的辅助手段。目前,脑电信号常结合非线性动力学、脑效应网络等方法研究大脑工作机制。脑效应网络作为一种有向神经连接网络,可以反映大脑网络中各节点间因果关系和信息流向。同时,相关文献表明,音乐刺激有利于严重意识障碍患者的康复。因此,本文以脑电技术为研究方法,选用通俗民歌《茉莉花》作为音乐刺激手段,分析患者在音乐刺激下(主要分为:刺激前静息态、刺激态和刺激后静息态)的脑效应网络特性,以及评估音乐刺激方式对患者促醒的有效性。主要工作及结果如下:(1)数据筛选与特征提取:筛选符合纳入条件的被试,进行数据采集,并对数据进行细化筛选、预处理、网络构建及网络特征提取。(2)平均格兰杰因果关系(mean GC)特征分析:该特征用于探究脑效应网络边的连接强度。本文对MCS与VS在音乐刺激下的各10次采集的meanGC结果进行分析,结果表明:音乐刺激可以引起MCS与VS被试脑部meanGC明显响应,两组被试在刺激态下响应差异不明显,刺激后静息态有显著差异;音乐刺激各阶段MCS的meanGC明显小于VS,音乐刺激方法对于治疗严重意识障碍患者有一定效果,且VS响应更为强烈。(3)全局有效性特征分析:该特征用于探究脑效应网络整合信息能力及通信效率。本文从固定阈值和多阈值两个方面进行探究,结果表明:固定阈值下,MCS响应高于VS,刺激前静息态响应小于刺激态或刺激后静息态,在Alpha频段,两组被试在刺激后静息态有显著性差异;多阈值下,两组被试响应范围相近,刺激前静息态响应有小于刺激态或刺激后静息态的趋势,在Alpha频段,两组被试在刺激态和刺激后静息态均有显著性差异。这表明音乐刺激时两类被试脑部信息传递和整合能力均有提升趋势,且随着阈值的增加,全局有效性响应先增大再趋于平稳,在阈值取0.30时效果最好。(4)因果关系流量和密度:该特征用于探究脑效应网络节点间的相互影响及脑区间交互情况。本文使用脑地形图的方法直观比较MCS与VS因果关系流量和密度响应,结果表明:因果关系流量响应,MCS在刺激态下前额叶和颞叶响应较强,VS在额叶、中央脑区及顶叶中间偏左区域响应较强;因果关系密度响应,MCS在刺激态下额叶和颞叶有明显响应,顶叶与中央脑区有部分响应,VS在刺激态下额叶及顶叶中间区域存有明显响应。严重意识障碍患者大脑网络的连接边强度、信息整合能力及通信效率、脑区间交互响应都提示音乐刺激方式对于严重意识障碍患者有一定的促醒作用,对临床上促醒手段有效性评估与多样化选择有一定的指导意义。